Оксана Очкурова - Гении, изменившие мир

Уилбер и Орвилл были единственными в семье Райт, кто не получил образования в колледже. Уилбер сильно пострадал во время игры в хоккей как раз накануне экзаменов и три последующих года восстанавливал здоровье. Все это время он ухаживал за больной матерью, которая в 1889 г. умерла от туберкулеза. На следующий год Орвилл, который интересовался печатным делом, предложил Уилберу создать типографию. В своей мастерской братья выпускали не только книги, но и периодические издания. Кроме того, они постоянно совершенствовали печатные станки и вскоре начали их продавать. Разработка типографских станков стала лишь одной из областей применения изобретательских способностей Райтов.

В 1892 г., с приходом в США моды на велосипеды, они основали собственное предприятие вначале по продаже и ремонту, а позднее и по выпуску двухколесных машин. Кроме того, они изобрели механизм автоматического смазывания велосипедных колес и систему освещения. Предприятие было успешным, но в 1896 г. братья свернули бизнес, намереваясь посвятить себя авиации, мода на которую сменила велосипедную лихорадку. Накопленные средства позволили им быть самостоятельными в своих изысканиях, в отличие от большинства пионеров авиастроения, работавших на государственные или спонсорские деньги.

Кроме финансирования, велосипедный бизнес дал братьям и необходимый инженерный опыт. В своей мастерской они организовали лабораторию, где приступили к изучению отчетов о попытках создания аппаратов тяжелее воздуха. Данные были в целом малоутешительными. Лучом надежды был О. Лилиенталь, чьи успешные полеты на планерах давали надежду на прогресс. Его теоретические работы и практика полетов содержали ценнейший опыт в области теории полета, и в частности в разработке профилей крыла.

Считается, что именно отчеты Лилиенталя за 1895 г. об успешных полетах вдохновили братьев на дальнейшие изыскания в области авиастроения. Узнав о гибели ученого, они решили продолжить его работы. В мае 1899 г. братья Райт обратились в Смитсоновский институт с просьбой предоставить всю возможную информацию о публикациях в области аэродинамики, поскольку публичная библиотека Дейтона уже не могла удовлетворить их потребности. Присланный список книг и статей включал также труды профессора С. Лэнгли. Он имел успешный опыт создания моделей самолетов и в то время работал над полноразмерным аппаратом. Уверенность профессора в успехе создания крылатых машин тяжелее воздуха воодушевила братьев. Неудивительно, что через некоторое время их дороги пересеклись.

Итак, братьям Райт предстояло понять, почему модели самолетов летали, а полноразмерные аппараты не могли оторваться от земли. Первая проблема была в «тяговооруженности» — для самолета, который был в два раза тяжелее своей модели, нужен был в 8 раз более мощный и одновременно легкий двигатель. Таких двигателей в то время попросту не существовало. Кроме того, в дополнение к проблеме мощного и одновременно легкого двигателя оставалась нерешенной проблема эффективного винта — ранние образцы были чудовищно громоздкими устройствами, имели большой вес и низкий КПД. И еще одним, пожалуй, главным препятствием была существовавшая на то время система управления аэропланом. Все ранние опыты ее создания строились на основе довольно умозрительного предположения о так называемой «присущей» устойчивости самолета, т. е. предполагалось, что машина летит сама, а пилот при необходимости вмешивается в управление, балансируя своим телом. Именно неэффективность балансирной системы управления погубила Лилиенталя, когда порыв ветра перевернул его планер и пилот не смог компенсировать поворот своим весом. Кроме того, ранние экспериментаторы, например Адер, слишком увлекались подражанием живой природе, пытаясь копировать крылья птиц или летучих мышей. Для самолета явно требовалась иная конструкция.

После многих лет, потраченных на осознание и осмысление этих проблем (что уже было достижением), братья Райт приступили к конструированию своей летающей машины. Важным фактором, который был необходим для достижения успеха, они считали опыт пилотирования, которого не имело абсолютное большинство экспериментаторов. Они строили машины и сами их разбивали. Уилбер по этому поводу говорил: «Если вы ищете безопасности, то лучшее для вас — сидеть на заборе и смотреть на птичек. Но если вы действительно хотите научиться, то должны построить аппарат и на практике изучить, как им управлять».

К 1899 г. братья Райт решили главную проблему — проблему управления. Собственно говоря, это было их важнейшим изобретением, которое сделало бы их имя знаменитым, независимо от дальнейших успехов. Возможно, это вообще самое гениальное изобретение в авиации. Братья пришли к идее управления аппаратом с помощью аэродинамических поверхностей. В данном случае они спроектировали систему, скручивавшую консоли крыла с помощью системы тросов.

Для проверки эффективности своего изобретения Уилбер и Орвилл построили небольшую модель планера и опробовали варианты установки горизонтального оперения впереди или сзади. Результаты обнадежили и подтвердили возможность полного управления самолетом с помощью плоскостей. Воодушевленные успехом, в 1900 г. братья создали полноразмерный планер, испытания которого показали удовлетворительные характеристики управляемости, но недостаточную подъемную силу крыльев. Причем это обстоятельство не позволило как следует опробовать систему управления. Собственно, планер летал только вниз со склона песчаной дюны. Другой вариант, построенный к следующему году, был больше и в целом удачнее. На нем изобретатели выполнили несколько сотен полетов. Особенностью этого планера было то, что для увеличения подъемной силы они изменили угол атаки крыла. Это привело к пониманию важности правильного подбора профиля плоскостей.

Зимой 1902 г. Уилбер и Орвилл сконструировали в своей лаборатории «ветряной туннель» — аэродинамическую трубу, в которую воздух нагнетался с помощью вентилятора. Для своего времени это было выдающееся изобретение. С его помощью они определили оптимальный профиль крыла, достигли успеха, опробовав для этого более 200 профилей, и полностью сконцентрировались на доводке системы управления. Построенный в конце 1902 г. планер стал первым полностью управляемым летательным аппаратом тяжелее воздуха — он имел систему управления по крену, тангажу и рысканию. Это событие по значимости было не меньшим, чем сам полет на самолете.

Итак, к 1903 г. планер был готов, оставалось лишь найти силовую установку. Однако проблема состояла в том, что таковой в готовом виде не было — ее предстояло создать самим. Это была далеко не тривиальная задача в то время, когда даже автомобили являлись редкостью. Для создания легкого и мощного бензинового двигателя Уилбер и Орвилл привлекли талантливого механика Чарли Тейлора. Требовалось построить двигатель мощностью 8–9 лошадиных сил, весивший не более 180 фунтов. Вскоре они успешно решили и эту задачу, а заодно сделали еще одно важное изобретение — эффективный пропеллер: легкий, с правильно подобранным профилем, в отличие от просто посаженных под углом друг к другу пластин, как это было у других экспериментаторов.