Клеванец Ю.В. Первые авиаторы

Клеванец Ю.В. Первые авиаторы // Фiзiка: праблемы выкладання. – 2007. – № 1. – С. 37-40.

 Во все времена находились чудаки, которые хотели летать, как птицы. С развитием техники таких чудаков становилось все больше и больше. Несмотря на смертельную опасность, люди с самодельными крыльями прыгали с колоколен, пытались подниматься вверх на больших змеях, строили некие крылатые чудища с паровыми машинами.

Перелом наступил с изобретением бензинового двигателя. Теперь уже десятки «ненормальных» в разных странах вдохновенно искали пути в небо. Между тем подавляющее большинство серьезных ученых скептически относились к затеям энтузиастов. Так, председатель Британского королевского научного общества лорд Кельвин заявил в 1902 году: «Очень далек тот день, когда человеческие существа смогут летать, как птицы». Лорд не знал, что еще в прошлом, 1901 году в Америке Вильбур и Орвилл Райты добились устойчивого парящего полета на планере собственной конструкции и решили теперь строить настоящий самолет. До прихода «очень далекого дня» оставалось ждать около года.

Орвилл Райт

Вильбур Райт

Автор этой статьи нашел дословный рассказ Вильбура Райта. Здесь будут приводиться выдержки из той давней работы. Кто же расскажет о каком-либо изобретении лучше самого изобретателя?

Многие люди, увлеченные какой-либо деятельностью, говорят, что толчком в их работе послужило то или иное событие в детстве. Райты не были исключением. Вильбур вспоминает, что еще в 1878 году их отец принес домой какую-то вещь, которую сначала старательно прятал от детей, а однажды вдруг бросил в воздух. Вместо того, чтобы упасть, этот предмет перелетел через комнату, ударился о потолок и еще некоторое время трепетал там, как бабочка. Это была механическая игрушка, которую тогда называли «геликоптер»: два винта из тростника и бумаги с резиновым моторчиком. Мальчики немедленно окрестили ее «летучей мышью» и запускали до тех пор, пока не сломали. Тогда они решили сами сделать такую же. Игрушка была сделана. За ней последовала «летучая мышь» больших размеров. Она, несмотря на все ожидания, летала хуже. Мальчики еще не знали, что для поднятия в воздух машины в два раза большей по размерам требуется в восемь раз больше энергии.

Братья очень внимательно читали всю литературу, которую только могли найти по авиации. Надо сказать, что любой человек, отваживающийся в те времена на полет, был одновременно и летчиком, и конструктором, и исследователем. Так, немец Отто Лилиенталь, совершивший около 2000 полетов на балансирном планере своей конструкции, оставил несколько опубликованных работ, где давались формулы расчета подъемной силы крыла в зависимости от его площади, угла установки и выгнутости профиля. Лилиенталь стал заочным учителем братьев Райт.

Впрочем, Лилиенталь — предшественник не только братьев Райт. К нему ездил из России Н.Е. Жуковский, научился летать на его планере. Учитель подарил ученику один из своих аппаратов (в последующем — почетный экспонат музея МВТУ).

Но вернемся к Райтам. Таким же, как и Лилиенталь, заочным учителем для них стал американец Октавиан Шанют. Шанют, следуя по стопам Лилиенталя, усовершенствовал его планер: сделал бипланную коробку, ввел горизонтальное и вертикальное рулевое управление. Только крен он парировал движениями собственного тела.

В то время в авиации было два направления. Одно, имевшее своими представителями таких людей, как профессоры Лэнгли и Максим, отдавало внимание двигателю. Второе, представителями которого были Лилиенталь и Шанют, — технике самого полета. Симпатии Райтов принадлежали второй школе — отчасти из-за юношеской нетерпеливости, отчасти из-за того, что их привлекала сама красота полета, любое проявление смелости и находчивости.

Уже в 1900 году братья в собственной велосипедной мастерской построили первый планер, взяв все лучшее от аппаратов Лилиенталя и Шанюта. Полеты проводились с дюн вблизи деревни Китти Хаук на берегу Атлантического океана. Планер оказался неудачным — был неправильно выбран угол установки крыла. Однако, не решившись на пилотирование, братья проделали все-таки несколько полетов с грузом вместо летчика.

В 1901 году был сделан новый аппарат с увеличенным крылом и более выпуклым профилем. Райты теперь совершенно отказались от балансирного управления. «Балансирование летчика кажется с первого взгляда очень простым, но вместе с тем все исследователи говорят единогласно, что это именно то, с чем труднее всего справиться», — говорит Вильбур Райт. Братья, наблюдая за парением птиц в дюнах (тут и они сами стали заправскими исследователями, рассуждения Вильбура на тему полета орла, ястреба или сарыча впечатляют, в этом он настоящий знаток), решили применить перекашивание крыла для управления по крену — как у птиц.

При первых же полетах выяснилось, что у нового планера неправильно рассчитана центровка. Положение летчика пришлось сместить на 1 фут назад, но и при этом «все время требовалось полное напряжение горизонтального руля... чтобы удержать аппарат от снижения или от чрезмерного подъема». Тем не менее было сделано несколько полетов. Планер часто стремился задрать нос, но летчику, в отличие от Лилиенталя, перемещением руля быстро удавалось всякий раз вернуть равновесие. «Это нас успокоило», — говорит Вильбур. Их аппарат, несмотря на просчеты, был сделан все-таки лучше, чем у учителя (в скобках замечу, что Лилиенталь погиб из-за падения на хвост, с которым он не успел справиться). Полеты были по 100-120 метров в длину. Братья занялись экспериментами. Так, измеряя вертикальную и горизонтальную скорости планера, по формулам Лилиенталя они вычислили силу сопротивления своего аппарата, которая равнялась 40 английским фунтам. Следовательно, решили они, при установке мотора в 6 лошадиных сил весом в 100 фунтов можно сделать попытку моторного полета.

Надо отметить, что и планер, и самолет братьев были все-таки неустойчивыми. Схема, которую они выбрали, «утка» (горизонтальное оперение перед крылом) до сего времени не считается самой простой для пилотирования. Ну а с учетом ошибок при постройке получается, что пилотировать аппарат Райтов теперь может только летчик с квалификацией испытателя. Впрочем, сами конструкторы под впечатлением от наблюдения за полетами птиц очень надеялись на выучку пилота, стремясь приобрести «птичью» реакцию. Надо сказать, что в этом они преуспели.

«При достаточной практике управление аэропланом должно быть таким же инстинктивным, как и балансирующее движение человека при ходьбе. Но вначале ошибки неизбежны, — говорит Вильбур. — Каждый авиатор должен быть готовым к колебаниям скорости и направления. Эти-то колебания вызывают нарушение равновесия и еще много других неожиданностей опасного свойства. Так, порыв ветра может ударить по передней части аппарата, не задевая заднюю, или правое крыло попадет в течение ветра другой скорости и наклона, чем левое, и аппарат рискует опрокинуться».

Полеты на планере в 1901 году закончились все-таки катастрофой. Вильбур Райт: «В этот день опыт производил мой брат Орвилл. После нескольких предварительных полетов... он полетел. Одно крыло поднялось немного выше другого, что заставило аэроплан повернуть налево. Брат подождал немного, думая, что аппарат сам выправит положение, но так как оно не изменялось, решил прибегнуть к механизму. Но в ту же минуту, как он сделал это, правое крыло внезапно поднялось гораздо выше и, хотя брат не трогал переднего руля, которым придерживалось продольное равновесие, перед машины стал подниматься все выше и выше, пока положение не стало угрожающим. Авиатор, занятый исправлением бокового равновесия, не замечал этого, а наши крики терялись в завываниях ветра. Только когда аэроплан остановился, летчик почувствовал толчок назад и увидел опасность положения. Аппарат понесся с высоты 30 футов по диагонали вниз и упал на землю. Каким-то чудом авиатор остался невредим, но аппарат разбился вдребезги. Этот случай был единственным несчастьем во время наших опытов».

Братья занялись постройкой моторного аппарата. Он был еще больше, чем планер 1901 года, пилот в нем сидел (на планере пилот занимал положение лежа). Поскольку мотор был очень слаб, конструкторы не стали оснащать свой самолет шасси. Они сделали длинный разборный рельс, по которому должна была съезжать колесная тележка. Если полет происходил с холма, тележка разгонялась под действием веса ее и самолета. При взлете с равнины к одному концу рельса крепилась металлическая вышка с падающим грузом, который через систему блоков тросиком приводил в движение тележку. Когда самолет доезжал до конца рельса, он уже набирал необходимую скорость и отправлялся в полет, а тележка сваливалась с рельса. В постройке самолета и катапульты для его запуска прошло полтора года.

Самолет братьев Райт

В конце 1903 года братья со своим аппаратом вновь появились на побережье в окрестностях деревни Китти Хаук.

«Первые полеты на самолете с мотором были совершены нами в декабре 1903 года. Первый полет длился только 12 секунд. Четвертый — 59 секунд.

Весной 1904 года мы возобновили полеты в окрестностях Дэйтона. Новый самолет был тяжелее и сильнее, чем предыдущие. Когда все было готово, сообщение о предстоящих полетах попало в газеты и прибыло человек двенадцать представителей прессы. Мы просили не делать фотографических снимков и хотели по возможности избежать толпы. Всего присутствовало человек 50. Погода была неблагоприятная, дул ветер скоростью всего в 3-4 мили, несомненно, слишком слабый. Но из-за прибывших зрителей не хотелось откладывать испытания. К первому затруднению прибавилось второе: мотор плохо работал. Самолет вовсе не поднялся, и опыт пришлось отложить. На следующий день дело обстояло немного лучше; после планирования на высоте 60 футов самолет спустился».

Неустойчивость аппарата в полете все-таки давала себя почувствовать.

«Вскоре мы убедились, что задача равновесия еще далеко не была нами разрешена. Иногда во время поворота самолет вдруг опрокидывался на бок, несмотря на все усилия пилота сохранить равновесие, выправить его. Во время одного из полетов, облетая кругом дерева, на высоте 50 футов, аппарат внезапно накренился на один бок и устремился на дерево. Пилот старался снизиться, но левое крыло все-таки ударило по дереву на высоте 10 или 12 футов от земли и сломало несколько веток».

В то время мало кто придавал серьезное значение опытам, производимым Райтами, несмотря на большое количество народа, ежедневно собиравшегося на полетах. В Европе на полеты Райтов смотрели, как на газетную выдумку. Беннет Берлей, военный корреспондент газеты «Дэйли Телеграф», писал, что «публика не имеет пока что никакого основания праздновать покорение воздуха».

Райты скоро убедились, что соотечественники не намерены оказывать им никакой поддержки. Все опыты производились за их личный счет, и все попытки привлечь деньги богатых американцев оказались напрасными. Тогда они устроили показательный тур по городам Европы. Во Франции они встретили восторженный прием. Орвилл и Вильбур Райты летали в различных местностях Франции и в Берлине. К этому времени относятся их первые полеты с пассажирами. Среди них был Чарльз Строот Роле, скоро сделавшийся учеником Вильбура. Роле погиб в 1910 году вскоре после перелета через Ла-Манш на аэроплане Райта.

В одном из демонстрационных полетов с пассажиром — лейтенантом Сельфриджем лопнула велосипедная цепь, которую Райты приспособили для передачи от вала двигателя к винтам. Произошла катастрофа. Самолет упал, Сельфридж погиб, Орвилл Райт сломал ногу. Однако в том же 1908 году неугомонный Орвилл установил наивысшее достижение для своего самолета — полет продолжительностью более часа.

В дальнейшем братья отошли от практической авиации. Они запатентовали усовершенствование типографской наборной машины и занимались издательской деятельностью. Известно также об их судебных исках против тех авиаторов, которые пытались копировать самолет Райтов. Все это уже неинтересно. Главное дело жизни Орвилла и Вильбура, одно из основных событий начала XXвека — полет на моторном рукотворном аппарате тяжелее воздуха — было уже сделано.

Выложил alsak
Опубликовано 16.07.08
Просмотров 5138
Рубрика Ученые, изобретатели
Тема Без тем
Комментарии

Комментарии (0)

Оставить комментарий

Пожалуйста, войдите, чтобы комментировать.

Последние комментарии

Sergey Kozhinin

10. апреля, 2018 |

Задача №4. По условию стыковка должна произойти "без дополнительной...

Сакович

14. сентября, 2016 |

Этот вопрос надо задавать не мне, а авторам статьи. Их данные можно...

Где взять?

14. сентября, 2016 |

Напишите пожалуйста, где взять такую базу?