Дэвид Маккаллоу - Братья Райт. Люди, которые научили мир летать

Один из немногих непростых вопросов, на которые предстояло найти ответ, говорилось в газете «Филадельфия инквайрер», звучал так: почему до сих пор, несмотря на огромное внимание, которое уделялось «воздушной навигации», мы имеем так мало положительных результатов?

Незадолго до Нового года братья Райт разослали письма производителям автомобильных двигателей в семи штатах с вопросом, не могут ли они поставить им двигатель – небольшой по массе, но обладающий достаточной для их целей мощностью. Ответ пришел лишь один, но предлагавшийся мотор был слишком тяжелым. Поэтому им пришлось снова браться за работу самим, хотя у них не было опыта в конструировании двигателей.

В будущем братьев станут изображать как пару сообразительных механиков – знатоков велосипедов, которые сумели добиться успеха там, где другие потерпели неудачу, благодаря старой доброй, типично американской способности решать кажущиеся неразрешимыми технические проблемы. Но это лишь отчасти было верно.

Кому такая характеристика подходила почти идеально, так это Чарли Тэйлору, за исключением того, что он был больше, чем хорошим механиком, – он был блестящим механиком, настоящей находкой для братьев. Если Кэтрин считала притязания Чарли на всезнайство невыносимыми, то Уилбур и Орвилл никогда не забывали о его умениях и огромной пользе, которую он приносил в их работе. Да Тэйлор и сам хорошо понимал, насколько братья опережают его во многих областях. Позднее он с гордостью говорил о них: «Те двое, конечно, знали эту свою физику. Я думаю, именно поэтому они всегда знали, что делают, и практически никогда не гадали». Что касается изготовления двигателя, то

«хотя ребята очень умело обращались с инструментами, они никогда особо не занимались механическими работами, да и все равно были заняты корпусом. А двигатель был на мне… Мы вообще не делали чертежей. Один из нас набрасывал деталь, о которой мы говорили, на листке бумаги, и я прикалывал набросок над своим верстаком».

До этого Чарли имел дело с бензиновым автомобильным двигателем всего один раз, несколько лет назад, когда пытался отремонтировать его. Но теперь он вновь взялся за дело, работая на тех же токарном и сверлильном станках, на которых изготавливались велосипеды, и через полтора месяца закончил работу.

Четырехтактный двигатель имел четыре цилиндра внутренним диаметром 10,2 сантиметра. Планировалось, что его мощность составит 8 лошадиных сил, он будет весить не больше 90,7 килограмма и сможет переносить в общей сложности 306 килограммов – примерно столько составляла общая масса летательного аппарата и пилота. Как выяснилось, построенный Чарли мотор весил всего 68,9 килограмма, потому что блок цилиндров был изготовлен из литого алюминия набиравшей силу компании «Алюминум компани оф Америка», находившейся в Питтсбурге. Остальные материалы были закуплены у дейтонских производителей и поставщиков. Однако работы по рассверливанию чугуна для выносных цилиндров и изготовлению чугунных поршневых колец были целиком выполнены этим человеком с усами, как у моржа, который работал в подсобке велосипедной мастерской. Позже он рассказывал:

«Система подачи топлива была простой. Топливный бак объемом в один галлон [4 литра] подвешивался к распорке крыла, и бензин под действием силы тяжести стекал в двигатель… Карбюратора не было. Бензин подавался в небольшую камеру в коллекторе. В этой камере, которая располагалась рядом с цилиндрами и довольно быстро нагревалась, бензин смешивался с воздухом, и смесь переходила в парообразное состояние. Двигатель запускался путем впрыска в каждый цилиндр нескольких капель бензина».

По сравнению с двигателями более поздних конструкций все было на удивление просто и кустарно. Зажигание, по выражению Чарли, осуществлялось «с помощью включателя-выключателя» – это была самая распространенная система зажигания того времени. Свечей зажигания тогда не существовало.

«Искра появлялась в результате замыкания и размыкания двух контактных поверхностей внутри камеры сгорания. Контактные поверхности двигались с помощью валов и кулачков, связанных с главным кулачковым валом. Ключ зажигания представлял собой обычный однополюсный рубильник, который мы купили в магазине стройматериалов».

«Маленький бензиновый мотор», как назвал его епископ Райт, был готов в середине февраля, и когда его в первый раз включили в мастерской, то грохот и облака дыма показались ужасными. Во время дальнейших испытаний на следующий день треснул блок цилиндров. Капавший бензин заморозил подшипники, сломал корпус и раму крепления двигателя.

Прежде чем был доставлен второй корпус, прошло еще два месяца. Этот двигатель работал великолепно и в качестве бонуса развивал неожиданно большую мощность в 12 лошадиных сил.

Между тем проблемой по-прежнему оставалась конструкция пропеллеров. «Я думаю, что самой трудной задачей Уилли и Орва была разработка пропеллеров, – говорил потом Чарли. – Надеюсь, им воздали за нее должное».

Чем больше братья изучали проблему, тем сложнее она казалась. К своему удивлению, они не смогли найти данных по воздушным пропеллерам. Рассчитывая взять за образец какой-нибудь метод, которым пользовались морские инженеры для разработки корабельных винтов, они прочитали все, что могли найти по этой теме, в дейтонской библиотеке, однако выяснилось, что, несмотря на сотню лет использования, точный принцип действия гребного винта по-прежнему неясен. И снова у братьев не осталось иного выбора, кроме как решать проблему самостоятельно. «Наши мозги, – вспоминал потом Орвилл, – были так заняты ею, что мы едва могли делать что-то еще».

Братья решили рассматривать пропеллер как крыло, вращающееся в вертикальной плоскости, и если они смогли рассчитать формулу для крыла, движущегося по горизонтали, то почему бы не сделать и такой расчет?

«Но при дальнейшем рассмотрении [объяснял потом Орвилл] оказалось сложно найти точку для начала отсчета, потому что ни сам пропеллер, ни среда, в которой он действует, не находятся в состоянии покоя. Усилие зависит от скорости и угла, под которым лопасть ударяет по воздуху; угол, под которым лопасть ударяет по воздуху, зависит от скорости вращения пропеллера, скорости аппарата, летящего вперед, и скорости, с которой воздух скользит назад; скорость скольжения воздуха назад зависит от усилия, оказываемого пропеллером, и от объема воздействующего воздуха. Если меняется один из параметров, то меняются и все остальные, так как они все взаимозависимы».

После нескольких месяцев изучения и обсуждения проблемы братья пришли к пониманию того, что усилие, создаваемое пропеллером, который вращается, но находится на одном месте, не имеет ничего общего с усилием, создаваемым пропеллером в движении, и единственный реальный способ протестировать эффективность пропеллера – это испытания на летящей машине.