И. Шипилов - Самолет - русское изобретение

Когда простейший летательный аппарат — змей — был готов, исследователь сам поднялся на нём в воздух. Опыт этот был проделан так: буксирную верёвку одним концом прочно привязали к телеге, а другим — к уздечке змея. В телегу впрягли тройку лошадей. Лошади бежали, тянули верёвку, и змей, врезаясь в воздух, поднимался всё выше и выше. По свидетельству современников, изобретатель поднимался не раз и «летал с комфортом». [3] «Кронштадский вестник» № 5 за 1877 год.

Так Можайским была одержана первая победа в его стремлении создать аппарат, который мог бы поднимать человека в воздух. Этими опытами русский изобретатель опередил зарубежных исследователей на 10–12 лет. В сущности, Можайским впервые в мире были заложены основы буксирного планеризма.

Первые опыты и многочисленные эксперименты прославили имя А. Ф. Можайского. Ему удалось найти исходные данные для постройки летательного аппарата.

Изобретатель нашёл размеры подъёмной поверхности аппарата, которая может удержать в воздухе человека. Теперь он поставил перед собой другую задачу: освободиться от верёвки, связывающей змея с землёй. Надо найти способ создавать тягу аппарату, взмахи крыльев птицы заменить силовой установкой. Можайский анализировал путь развития морской техники. Паруса заменялись на судах сначала вёслами, затем колёсами, приводимыми во вращение машиной, позднее колесо заменили винтом.

В России в то время изучением проблем воздухоплавания занимались такие деятели, как М. А. Рыкачёв, В. Д. Спицин, Барановский, Д. Печковский и другие. Руководил их работой знаменитый русский учёный Д. И. Менделеев. Их опыт, дружеские советы помогали в работе А. Ф. Можайскому. Д. И. Менделеев, внимательно наблюдавший за опытами Можайского и ободрявший его, постоянно требовал, чтобы изобретатель как можно больше экспериментировал и сам проверял каждый свой шаг.

Но какую необходимо придать тягу, чтобы обеспечить нужную для полёта скорость? В этом Можайскому помогли глубокие теоретические знания и опыт постройки морских судов.

Скорость эта, несомненно, находится в зависимости от величины несущей поверхности, «ибо птицы, имеющие большую площадь крыльев при лёгком корпусе, парят лучше, чем птицы сравнительно тяжелее, с небольшими крыльями». Так утверждал изобретатель в те дни. Чтобы решить практически эту задачу, нужны дополнительные опыты. Изобретатель приступает к новым изысканиям, к новым опытам.

Исследования работы гребных винтов на паровых судах привели Можайского к мысли, что в качестве двигательной установки на летательном аппарате можно применить паровую машину. Гребной винт изобретатель нашёл возможным использовать как агрегат, создающий тягу летательному аппарату. Приобретённые им знания и практический опыт по расчёту и постройке морских судов позволили ему выбрать наиболее рациональную конструкцию летательного аппарата. Задуманный аппарат должен иметь форму лодки с крыльями, т. е. за образец была взята парящая птица с распростёртыми крыльями. Но чтобы построить аппарат, требовалось ещё вложить много труда на дополнительные опыты и теоретические расчёты, потому что никаких научных данных по этому вопросу в то время не было.

Учёный решился на смелый шаг: он оставил казённую службу и полностью посвятил себя созданию аппарата тяжелее воздуха: «Я желал быть полезным Отечеству и решил заняться разработкой моего проекта, — пишет изобретатель. — Для чего я оставил место своего служения, отказался от другого, тоже выгодного по содержанию и карьере».

Прежде чем приступить к исследованию вопросов воздухоплавания и авиации, Можайскому привелось строить шхуну «Хеда» и один из первых винтовых клипперов, «Всадник». Вооружённый знаниями и опытом конструкторской деятельности в области кораблестроения, опытный конструктор подходил к решению своей задачи с изумляющей планомерностью и последовательностью.

В итоге своих многолетних исследований А. Ф. Можайский впервые в истории науки сформулировал закон элементарной аэродинамики, устанавливающий соотношение между весом, скоростью и площадью. «Для возможности парения в воздухе, — утверждал он, — существует некоторое отношение между тяжестью, скоростью и величиной площади или плоскости, и несомненно то, что чем больше скорость движения, тем большую тяжесть может нести та же площадь». [4] Из документов ЦГВИАЛ, д. 740, лл. 173–174, 1878.

Через двадцать восемь лет после этого утверждения Н. Е. Жуковский в результате теоретических и экспериментальных исследований по вопросу о подъёмной силе обосновал в своём труде «О присоединённых вихрях» (1906 год) природу возникновения подъёмной силы и дал её математическое выражение. Так родилась известная теперь всему миру теорема Жуковского о подъёмной силе крыла. Разработанная Жуковским теория является фундаментом всей современной аэродинамики, а его метод расчёта подъёмной силы самолёта и гребных винтов самолёта ныне применяется авиационными конструкторами и учёными всех стран. На основе вихревой теории Жуковского подсчитывается величина подъёмной силы самолёта, находящаяся в прямой зависимости от плотности воздуха, площади крыла и квадрата скорости.

Для проверки найденных им в ходе экспериментов и исследований исходных данных изобретатель строит модели самолёта. Модели Можайского, как это установлено по документам, представляют собой лодку-фюзеляж, к которой крепятся неподвижные крылья, хвостовое оперение и тележка-шасси для разбега модели по земле. На моделях его были установлены три винта: тянущий спереди и два малых, в прорезах крыла. В качестве двигателя употреблялись пружинный или резиновый механизмы.

Модели самолётов Можайского хорошо летали даже с добавочным грузом. Об этом имеются яркие свидетельства современников изобретателя. Полковник П. Богословский, хорошо знавший работы изобретателя, указывал: «На днях нам довелось быть при опытах над летательным аппаратом, придуманным нашим моряком г. Можайским. Изобретатель весьма верно решил давно стоящий на очереди вопрос воздухоплавания. Аппарат при помощи своих двигательных снарядов не только летает, бегает по земле, но может и плавать…Опыт доказал, что существовавшие до сего времени препятствия к плаванию в воздухе блистательно побеждены нашим даровитым соотечественником. Господин Можайский совершенно верно говорит, что его аппарат при движении на всех высотах будет постоянно иметь под собой твёрдую почву и что плавание на таком аппарате в воздухе менее опасно, чем езда по железной дороге». [5] Морская газета «Кронштадский вестник» от 24 января 1877 года.

Известно, что в те времена ещё не существовало аэродинамических труб, то есть специальных приспособлений для продувки моделей искусственным потоком воздуха. Все свои опыты Можайский проводил над моделями, свободно перемещающимися в воздушном пространстве. Научные результаты и значимость этих опытов были впоследствии подтверждены многими учёными.