И. Шипилов - Самолет - русское изобретение

Некоторый период Можайский работал преподавателем теории кораблестроения и морской практики в кадетском корпусе.

Глубже и ближе вникая в дело кораблестроения, приобретая опыт конструкторской деятельности морских судов, он пришёл к мысли о постройке такого корабля, который «мог бы не только плавать в море, но и летать по воздуху».

Чтобы оценить величие подвига русского учёного и изобретателя Можайского, следует хотя бы кратко напомнить о том, что в ту пору было сделано в области авиации.

Когда Александр Фёдорович Можайский первым в мире сконструировал самолёт и продемонстрировал его полёт, сама идея такого полёта считалась фантазией. В те годы не было понятия более сомнительного, чем полёт человека на аппарате тяжелее воздуха. В военном министерстве и, в частности, в инженерном управлении многие относились к идее учёного с недоверием.

Учёные и изобретатели многих стран делали попытки создать аппарат тяжелее воздуха, но всех их постигали неудачи. В результате ни в одной стране мира не было тогда зарегистрировано даже попытки построить самолёт в натуральную величину. Никто не занимался исследованием динамики полёта, совершенно в стороне оставались вопросы устойчивости. А без этого, как показывал опыт, даже маленькие модели не могли надёжно летать.

В первых попытках овладеть воздушной стихией человек, естественно, обращался к птицам, пытаясь в подражании им найти секрет летания. Долгие годы многие учёные изучали полёт птиц, однако они не в состоянии были ответить на вопрос, почему птицы летают.

И только русским учёным в результате упорного труда, глубоких исследований и множества экспериментов удалось установить закон парения птицы. Опираясь на исследования великих русских учёных Ломоносова и Менделеева, Можайский взялся за разрешение проблемы создания летательного аппарата тяжелее воздуха.

Длительные наблюдения убедили Александра Фёдоровича Можайского в том, что птицу поддерживают преимущественно восходящие потоки воздуха. Таким образом, она скользит по наклонной траектории. Этот спуск незаметен только потому, что самый воздух, окружающий птицу, поднимается, стремится вверх. Восходящий поток бывает так велик, что птица не только не снижается, а увлекается вверх. Что же при таком условии мешает человеку парить на крыльях? Ведь нет нужды работать мускулами, и двигатель как бы не нужен. Надо только построить лёгкие крылья и научиться ими пользоваться.

Изобретатель исследует форму крыла птицы, обращает внимание на его кривизну в поперечном направлении. Может быть, эта кривизна играет роль в полёте? И он ставит множество опытов, последовательно изучая в совершенно одинаковых условиях подъёмную силу крыла плоского и изогнутого. В результате своих опытов учёный делает первое элементарное исследование аэродинамики крыла птицы.

Далее Можайский устанавливает, что «при достаточной скорости в горизонтальном направлении частицы воздуха, находящиеся непосредственно под птицей, не успевают подаваться вниз под действием её тяжести и поддерживают птицу почти так же хорошо, как в состоянии это делать какое-либо твёрдое тело». [1] Из документов ЦГВИАЛ, д. 618, л. 22. 1876.

Затем Можайский делает вывод, что «тело, движущееся в воздухе, в состоянии свободно управлять своим полётом лишь в том случае, если оно обладает сравнительно большим удельным весом».

Изобретатель анализировал и машущий и парящий полёты, тщательно взвешивал птиц и определял площадь их крыльев. Он ещё в те годы установил такое понятие, как удельная нагрузка (нагрузка на единицу площади крыла), пользуясь им для оценки способности той или иной птицы к парящему полёту.

Можайский сделал подробные чертежи голубя, на которых показаны его размеры, площади крыльев и хвоста, центр и величина тяжести живого голубя. Так исследователь подошёл к усвоению закона парения птиц.

«Возникновение идеи воздухоплавательного аппарата, — указывал впоследствии сын изобретателя Александр Александрович Можайский, — покойный Александр Фёдорович относил к 1855 году, приписывая её своим наблюдениям за птицами». [2] «Новое время» от 22 ноября 1910 года.

Характеристики качеств крыла, сделанные Можайским, глубоко обоснованы. Именно русским изобретателем впервые были разработаны элементарные расчёты, характеризующие качество крыла, те самые расчёты, которые выражают зависимость между подъёмной силой и лобовым сопротивлением при различных углах атаки. Теперь достоверно известно, что русский изобретатель А. Ф. Можайский разработал эти расчёты за семнадцать лет до немецкого исследователя Отто Лилиенталя.

Русский изобретатель впервые исследовал условия, необходимые для осуществления горизонтального полёта, рассмотрел поведение птицы в полёте в некоторых его стадиях, дал объяснение тому, как птица поднимается в воздух без затраты мускульной энергии, и разобрал виды парения. В результате исследований он пришёл к выводу, что величина поверхности, угол атаки и работа мышц птицы изменяются в полёте в строгой зависимости от законов сопротивления воздуха. Соответственно этому изменяется и скорость полёта.

Поступательное движение летательному аппарату сообщает главным образом задняя упругая полоса крыла, действующая наподобие гребного винта. Чтобы аппарат мог подняться с земли, ему необходимо развить известную скорость, которой птица достигает разбегом по земле или падением с высокого места.

Обобщая в своём знаменитом труде «О парении птиц» исследования русских учёных в области авиации и воздухоплавания и основываясь на этих выводах, прославленный русский учёный профессор Н. Е. Жуковский разработал и создал стройную, исчерпывающую теорию о парении, подтвердив правильность исканий Можайского в области элементарной аэродинамики.

Решающей датой в творческой деятельности Можайского следует считать 1876 год. В этом году, создав оригинальную конструкцию воздушного змея и полетев на нём, он обратил на себя внимание широких кругов учёных и инженеров как на одного из виднейших исследователей в области авиации и воздухоплавания.

Изобретателю во время плаваний на море неоднократно приходилось наблюдать, как воздушные змеи использовались для спасательных целей. Можайский решил построить змей с большой подъёмной поверхностью. Он испробовал различные конструкции змеев. После многочисленных попыток увеличить подъёмную площадь Можайский пришёл к мысли построить коробчатый змей прямоугольной формы. Каркас змея он соорудил из прямослойной сосны, а обтяжку — из шёлковой материи. Чтобы придать поверхности большую жёсткость, Можайский сделал распорки из тонких сосновых реек. Из крепкой верёвки он изготовил «уздечку»— крепление змея к буксиру. Самое важное при этом было найти правильный угол наклона. Из наблюдений над полётами птиц изобретатель установил, что наивыгоднейший угол для птиц меньше 15°, и сделал угол, равный 10°.