Авиация и время 2003 05
Шрифт:
Авион №3 К.Адера. 1897 г.
Начиная с середины XIX века, предпринимались попытки построить и полноразмерный самолет. До конца 1890-х гг. было выдвинуто более 50 таких проектов, но их реализация была дорогостоящим и рискованным предприятием, поэтому лишь некоторым изобретателям удалось создать натурный аппарат. По современным данным, первым, кто рискнул всем – капиталом, карьерой, репутацией – ради создания настоящего самолета был французский морской офицер Феликс дю Тампль. В 1857 г. он получил патент на «аппарат для воздушной навигации», который представлял собой высокоплан с крылом обратной стреловидности,
Построив в 1870 г. свой самолет, дю Тампль 10 лет проводил наземные испытания и доводку конструкции. За это время из-за коррозии и разного рода повреждений аппарат пришел в негодность, и конструктор не решился подняться на нем в воздух. Не имея средств на продолжение работ, дю Тампль обратился к общественности, но его призыв остался без внимания. Несмотря на то, что аппарат французского «пионера самолетостроения» так и не поднялся в воздух, он содержал все основные элементы самолета: крыло, фюзеляж, двигатель, оперение, шасси. Более того, дю Тампль применил в конструкции металлы, а также амортизаторы шасси, что нашло практическое воплощение в авиации много лет спустя. Но, конечно же, этот аппарат был очень далек от совершенства. Например, в конструкции крыла отсутствовали нервюры, а управлять самолетом в полете предполагалось с помощью поворота всей силовой установки.
Немного позднее дю Тампля на тернистый путь авиатора-первопроходца ступил русский морской офицер А.Ф.Можайский. Тот факт, что именно моряки стали строителями первых самолетов, не случаен. Находясь в плавании, они могли наблюдать за парящими птицами, следующими за кораблем, и действием ветра на паруса. К этому следует добавить, что морские офицеры имели хорошее техническое образование, широкую общую эрудицию, были менее стесненными в денежном отношении, чем большинство других изобретателей.
Работы Можайского в авиации начались с изучения полета птиц и экспериментов с воздушными змеями. В 1869 г. он приехал на отдых в имение брата – село Вороницы Подольской губернии (ныне Винницкая обл. Украины). Здесь он построил и сам испытал в полете змей-планер, представляющий собой расчалочный моноплан с хвостовым оперением. Полет на этом аппарате осуществлялся на буксире за тройкой лошадей. Как отмечал сам изобретатель, 7 лет, проведенные в Украине, для него были самыми плодотворными.
В Петербург Можайский прибыл с небольшой летающей моделью своего аэроплана, приводимой в движение пружинным механизмом. В октябре 1876 г. он демонстрировал своим знакомым ее полеты в манеже Берейторской кавалерийской школы. Первые успехи вселили в Можайского оптимизм: он уже был «убежден, что в непродолжительном времени даст публике возможность летать на воздухе, подвергаясь меньшему риску, чем при езде на железных дорогах и в дилижансах». Но главное применение своего изобретения Александр Федорович видел в военном деле, в частности, в предстоящей войне с Турцией.
Вскоре Можайский с соответствующим предложением обратился к Военному министерству о выделении ему денежных средств для дальнейших изысканий и строительства аппарата. В итоге Можайский получил от правительства 3000 руб. В 1881 г. Департамент торговли и мануфактур выдал ему «Привилегию» (патент) на воздухоплавательный снаряд, ставший первым в России патентом на ЛА. В том же году Александр Федорович приступил к постройке своего аэроплана на Красносельском военном поле под Петербургом. Самолет имел фюзеляж в виде лодки, состоящей из каркаса, обтянутого материей. Прямоугольное крыло крепилось к фюзеляжу и с помощью 120 тросовых расчалок к двум мачтам и четырем стойкам шасси. Аппарат оснащался двумя паровыми двигателями мощностью 20 и 10 л.с. и тремя воздушными винтами (один – в носовой части фюзеляжа, два – в прорезях крыла, приводившиеся в движение при помощи ременной передачи от одного двигателя).
Документальных подтверждений, свидетельствующих о попытках поднять самолет Можайского в воздух, до сих пор не обнаружено. Есть сведения о том, что во время испытаний аэроплан был поврежден, и средств на его восстановление так и не удалось получить. По предположениям некоторых историков техники, осенью 1884 г. при попытке взлета с деревянного наклонного помоста либо с небольшой горки аппарат накренился и поломал крыло. В 1979-81 гг. в ЦАГИ реконструировали облик самолета Можайского, построили его модель, которую исследовали в аэродинамической трубе. Результаты продувок показали, что этот аэроплан не мог осуществить установившийся горизонтальный полет из-за слабой энерговооруженности, равной всего 0,017 л.с. на один килограмм взлетной массы.
Амфибия
Самолет Г.Уайтхеда. 1901 г.
Самолет с ДВС Л.Левавассера. 1903 г.
Самолет К.Ято. 1903 г.
До осени 1903 г. в мире было построено 13 самолетов с паровыми и бензиновыми двигателями. На некоторых из них смелые конструкторы пытались полететь, но их детища не очень-то хотели покидать матушку-землю. Так, 9 октября 1890 г. французский инженер К.Адер после разбега сумел оторвать от земли свой первый авион(9*) «Эол» и пролетел на высоте 0,5-1 м за 5 секунд около 50 м. Конечно, такой прыжок неустойчивого и неуправляемого «Эола» трудно назвать полетом. Следует также отметить, что многие историки подвергают сомнениям утверждение о взлете «Эола», т.к., помимо заявлений самого Адера, не обнаружено никаких свидетельств об этом событии.
Аппарат Адера представлял собой моноплан-бесхвостку с гибким крылом криволинейных очертаний, напоминавшим летучую мышь. Управление своим самолетом конструктор предполагал осуществлять крылом: изменяя его стреловидность, размах и кривизну профиля, а также отклоняя консоли в вертикальной плоскости. В целом, система управления была чрезвычайно сложной, пилот должен был перемещать не менее шести рычагов, не считая педалей и органов управления двигателем.
В 1897 г. Адер предпринял попытку осуществить полет на авионе №3, который отличался от авиона N91 наличием второго двигателя. В отчете очевидца этого события говорится: «Аппарат, имея ветер в спину; бежал надлежащим образом по круговой дорожке с вполне установившейся скоростью; в дальнейшем легко было установить по следам колес, что задняя часть аппарата часто приподнималась… Внезапно авион сошел с трека, развернулся на пол-оборота, сильно накренился и остановился… В результате этого аппарат получил серьезные повреждения крыла, шасси и были сломаны два винта». Дальнейших экспериментов со своими машинами конструктор не проводил. Отметим, что энерговооруженность авиона №3 составляла 0,07 л.с./кг, что в 4-5 раз больше, чем у самолетов Тампля и Можайского. Этого было вполне достаточно для взлета, однако из-за очень несовершенной конструкции машины Адера оказались неспособны выполнить настоящий полет.
Одновременно с К.Адером конструированием самолетов с паровым двигателем занимался английский изобретатель Х.Максим. Он в отличие от других создателей ЛА прежде чем приступить к постройке самолета, провел исследования в аэродинамической трубе собственной конструкции. Получив достаточное с его точки зрения количество данных, он в 1891 г. начал постройку самолета. Это был достаточно большой расчалочный биплан, консоли нижнего крыла которого пристыковывались к платформе длиной 12 м и шириной 2,4 м. На ней размещались два паровых двигателя мощностью по 180 л.с. и места для экипажа. Двигатели приводили во вращение два толкающих двухлопастных винта диаметром 5,4 м. Самолет оснащался двумя рулями высоты, а путевое управление предполагалось осуществлять за счет уменьшения оборотов одного винта. Взлетная масса самолета Максима была больше 3500 кг, что примерно в два раза превышало массу аппарата Можайского.
Разбег самолета должен был проходить по рельсовому пути длиной 600 м, в конце которого поперек натянули канаты. Для безопасности снаружи рельсов установили ограничитель из сосновых досок. В случае отрыва от земли выше 0,6 м самолет должен был катиться по этому ограничителю верхними небольшими колесиками, закрепленными на платформе. Для испытаний автор пригласил из Франции спортсмена и механика де Ламбера. По воспоминаниям Максима, 31 июля 1894 г. во время разбега при полной мощности двигателей «… машина на первой части пути поднялась с рельсов и, пройдя 600 футов (180м- Авт.), верхними колесиками коснулась верхней колеи (ограничителя – Авт.). Скорость возрастала, и, когда прошли еще 300 футов, задняя левая ось колесиков согнулась. Хвостовая часть самолета, лишившись опоры, сильно поднялась и изогнулась. Вскоре выскочило из ограничителя и левое переднее колесико, а правое – оторвало около 100 футов верхней колеи, которая прошила насквозь низ платформы. Тотчас перекрыли пар, и машина упала прямо на землю».