Глава 3
Пионеры «пятого океана»
В начале 1877 года капитан 1-го ранга в отставке А.Ф. Можайский обратился к генерал-адъютанту Э.И. Тотлебену с официальным письмом. Он просил исходатайствовать ему необходимые средства «для дальнейшего производства изысканий и опытов как над движением проектированного… снаряда, так и для определения различных данных, необходимых для рационального и правильного устройства всех составных частей такого снаряда».
По распоряжению военного министра Д.А. Милютина для рассмотрения проекта Можайского была образована особая комиссия в составе академика Д.И. Менделеева, профессора Н.П. Петрова, генерал-лейтенанта К.Я. Зверева и полковника Генерального штаба П.С. Богославского. Они тщательно изучили программу опытов, которая предусматривала исследование воздушных винтов, определение размеров и форм рулевых и несущих поверхностей, удельной нагрузки на крыло, разрешение вопроса управляемости и прочности самолёта. Ключевым пунктом документа были испытания действий «маленьких площадей на задней части крыльев, на повороты аппарата», то есть предусматривалось испытание рулей поперечной устойчивости и управляемости самолёта. Решением комиссии конструктору было выделено 3 тысячи рублей. Масштабная модель аэроплана, по свидетельству современников, «летала совершенно свободно и спускалась очень плавно; полет происходил и тогда, когда на модель клали кортик, что представляет груз весьма значительного размера. Изобретение г-на Можайского было уже на испытании нескольких известных специалистов и заслужило их одобрение… Самое изобретение держится в секрете». А.Ф. Можайский 23 марта 1878 года обратился в Главное инженерное управление с докладной запиской. В ней говорилось, что «требуемые для разрешения вопроса данные могут быть получены только над аппаратом таких размеров, на котором силою машины и направлением аппарата мог бы управлять человек», и просил о выделении средств на строительство аэроплана, стоимость которого им была определена в 18 895 рублей. Самолёт предназначался для бомбардировочных и разведывательных целей.
Но ситуация в Военном министерстве к этому времени изменилась. Благодаря неуклюжим интригам великого князя Петра Николаевича Э.И. Тотлебен стал одесским генерал-губернатором, а генерал-фельдмаршал Д.А. Милютин после унизительной резолюции Берлинского конгресса, где были пересмотрены итоги победоносной Русско-турецкой войны 1877—1878 годов, устранился от участия в реформировании российского общества. Порывистый и недоверчивый великий князь лично назначил экспертную комиссию во главе с педантичным генерал-майором артиллерии Г.Е. Паукером. Рассмотрев предложения Можайского, комиссия пришла к выводу, что «не находит ручательства в том, чтобы опыты над снарядом г-на Можайского, даже и после различных возможных в нем изменений, могли привести к полезным практическим результатам, если не будет устроен им снаряд на совершенно иных основаниях, с подвижными крыльями, могущими менять не только свое положение относительно гондолы, но и свою форму во время полета… Сумма, испрашиваемая ныне г-ном Можайским, настолько значительна, что комиссия не решается приветствовать ее ассигнование». В этой резолюции не следует усматривать злонамеренного умысла и тем более происков иноземцев-русофобов. Вплоть до XX века академические исследования исходили из незыблемого кредо – для того чтобы оторваться от земли и перемещаться в атмосфере, необходимо построить крылатый аппарат, повторяющий гребной полет птицы. По этой причине европейские авиаторы поздно освоили планирующий полет. Ложная апория породила устойчивое научное заблуждение, что для полета в атмосфере, кроме двигающихся крыльев, необходимо наличие механической силы.
Испытания самолёта производились в условиях повышенной секретности. 20 июля 1882 года на военном поле в Красном Селе собрались представители Военного министерства и Русского Императорского технического общества. Самолёт, пилотируемый И.Н. Голубовым, набрав в конце разбега необходимую скорость, поднялся в воздух и, пролетев некоторое расстояние по прямой, приземлился. При посадке было повреждено крыло самолёта. Несмотря на это, Можайский был доволен результатами испытания, так как впервые была практически доказана возможность полета человека на аппарате тяжелее воздуха.
Однако изобретение А.Ф. Можайского объявили государственной тайной, и до принятия самолёта на вооружение было строжайше запрещено писать о нем в открытой печати. Конструктору за заслуги перед Отечеством было присвоено звание контр-адмирала с соответствующей пенсией.
Во Франции совершил первый успешный полет летательный аппарат «Эол» конструкции талантливого инженера Клемана Адера. Свои исследования он также проводил в глубочайшей тайне, так как справедливо считал, что они «должны служить прежде всего интересам национальной обороны». В сохранившихся записях изобретатель теоретически обрисовал перспективы применения своего летательного аппарата для бомбардировки наземных целей, нанесения торпедных ударов и осуществления воздушной разведки.
Внутри фюзеляжа аппарата находились паровая машина и закрытая кабина пилота с органами управления. Шасси было выполнено по трехопорной схеме с хвостовым колесом и одним передним противокапотажным колесом. Крыло самолёта могло изменять свою форму в зависимости от заданного режима полета. Двухцилиндровый двигатель приводил во вращение винт, четыре лопасти которого были изготовлены из бамбука в форме птичьих перьев. Адер, «подражая крылу летучей мыши, подсознательно скопировал другой, куда более существенный элемент устройства этого крыла – его выпуклость сверху и вогнутость снизу. Теория полета в то время еще только зарождалась, о законах движения в воздухе, которые ныне представляют целую отрасль науки – аэродинамику, тогда даже опытные инженеры никакого понятия не имели. И, подражая матери-природе, Адер сделал крыло не плоское, а с выгнутым профилем. Профиль же намного увеличивает подъемную силу. Проще говоря, при прочих равных условиях крыло с выпукло-вогнутым профилем обладает в несколько раз большей подъемной силой, чем такое же крыло, но плоское».
В парке замка Арманвир 9 октября 1890 года в присутствии военного коменданта департамента Миди-Пиренеи Адер поднялся в воздух на своем летательном аппарате. Очевидец этого события писал, что «Авьон № 1, носящий имя “Эол” и управляемый г-ном Адером, его изобретателем, оторвался от земли и держался в воздухе на своих крыльях, брея поверхность земли на дистанции около 50 м с помощью единственного источника – собственной тяги. Маневренная площадка имела длину 200 м и ширину 25 м на земле, утрамбованной катком».
После первых испытаний конструктор намеревался продемонстрировать широкой публике свой самолёт на Политехнической выставке в Париже. Однако начальник Генерального штаба К. Буадфер наложил на соответствующем прошении Адера резолюцию: «Эта машина – разведчик и воздушный бомбоноситель. Опыты нужно продолжать только в интересах национальной обороны». По его распоряжению 17 октября 1891 года летательный аппарат «Эол» прямо из зала выставки увезли военные саперы. Позже газеты объяснили причину: Адер продолжает работу в интересах Военного министерства, конечная цель – «выработка воздушной стратегии и тактики, создание авиационной армии». Военный министр Франции Ш. Фрейсине выделил на завершение экспериментов Адера 650 тысяч франков – настолько он был уверен в конечном успехе испытаний.
Но следующий Авьон.III вновь потерпел аварию. Адер прекратил практические изыскания в области самолётостроения и занялся плодотворными научными исследованиями в области стратегии и тактики применения военных самолётов.
В Белом доме и на Капитолийском холме после непродолжительной и практически бескровной войны с Испанией считали, что все внешнеполитические проблемы можно решить с помощью трех эскадр броненосцев, а весь Американский континент мало-помалу обязательно превратится в отдаленные штаты североамериканской федерации. Реальных противников у США в огромном регионе не существовало, а географические и природно-климатические особенности Нового Света были настолько причудливыми – от тундры Аляски до мексиканских пустынных плоскогорий, – что представить себе самолёты, которые могли быть использованы повсюду в интересах армии, способен был только автор приключенческих романов. Применение летательных аппаратов для поддержки военно-морского флота, наоборот, являлось задачей совершенно реальной: на морских просторах не встречалось ни горных цепей, ни джунглей. Будущий театр военный действий в борьбе за окончательный передел мира, в котором США будет принадлежать руководящая роль, по убеждению основоположников североамериканской внешнеполитической доктрины, располагался в Мировом океане.
В США профессор-астрофизик Сэмюель Лэнгли, получив кредит 50 тысяч долларов, построил большой гидросамолёт «Аэродром», который 7 октября 1903 года потерпел катастрофу. Лэнгли являлся выдающимся ученым, и его методология решения проблемы механического летания отличалась математическим изяществом. Он построил и провел в 1896 году успешные летные испытания модели «Аэродром» в масштабе 1: 4 с силовой установкой на основе парового двигателя, а в 1903 году испытал аналогичную модель с бензиновым двигателем. Они представляли собой летательные аппараты с тандемными крыльями и крестообразным оперением, расположенным за задним крылом. На «Аэродроме» вертикальное оперение устанавливалось на шарнире, относительно которого обеспечивался поворот для выполнения функции либо руля направления, либо руля высоты.
В Лондоне воздухоплавание поначалу не вызывало большого энтузиазма. В английской прессе в 1894 году широко освещался многолетний процесс создания выдающимся конструктором автоматического стрелкового оружия Хайрамом Максимом гигантского летательного аппарата. Своими размерами он поражал воображение – 38 м в ширину и 31 м в длину. Взлетный вес аэроплана составлял 3,6 тонны. Кроме основной несущей поверхности он имел несколько ярусов дополнительных крыльев. Если они все вводились в действие, то общая несущая поверхность составляла 490 м². Аппарат был снабжен рулевыми парусами. Двигательная установка состояла из парового котла, отопляемого газолином или мазутом, и двух морских паровых турбин общей мощностью 360 л.с. Взлет производился со специально проложенного железнодорожного полотна, после чего тележка шасси отделялась. Не доверяя британским специалистам, конструктор, потративший на свое детище 20 тысяч фунтов стерлингов, пригласил на испытания в город Вулвич заслуженного французского инженера-аэронавта, кавалера ордена Почетного легиона графа Шарля де Ламбера. Однако огромный и тяжелый полиплан Максима потерпел катастрофу на взлете. Изобретатель потерял интерес к летательным аппаратам, и аэроплан даже не стали восстанавливать.
Газета Times в редакционной статье тогда выразила общее мнение в том, что «полеты на аэропланах в принципе невозможны».
Считается, что эра авиации началась после полета аэроплана «Флайер» братьев Орвилла и Уилбура Райтов, владельцев велосипедной мастерской, в провинциальном рыбацком поселке Киттихок (штат Северная Каролина) 17 декабря 1903 года.
Самолёт с 12-сильным четырехцилиндровым бензиновым мотором взлетел против ветра по 18-метровому деревянному рельсу. Орвиллу удалось поднять летательный аппарат в воздух, продержаться там 12 секунд и преодолеть расстояние в 36 м.
Уилбур учел опыт брата, затратившего много бензина на разбег аэроплана, побил его рекорд, продержавшись в воздухе уже 59 секунд. «Сразу же после полудня, – записал в дневнике Орвилл Райт, – Уилл отправился в четвертый, и последний, полет. Машина делала скачки вверх и вниз, как прежде, но к моменту, когда она пролетела 300 или 400 футов, Уилл почувствовал, что она управляется намного лучше и движется замечательно ровно. Это происходило до тех пор, пока аппарат не долетел до небольшого пригорка, находившегося на расстоянии около 800 футов от места старта. В это время вновь началась килевая качка, и машина внезапно устремилась к земле. Расстояние над землей в 852 фута было пройдено за 59 секунд. Рама переднего руля была сильно повреждена, но главная рама не пострадала совсем. Мы оценили, что машина может быть приведена в удовлетворительное состояние для полетов снова через день или два».
Девятью месяцами позже в Дейтоне, штат Огайо, Орвилл Райт на втором варианте аэроплана смог выполнить первый вираж, а в 1905 году братья довели продолжительность полета до 5 минут. В 1908 году самолёт Райт-В покрыл расстояние 39 км за 38 минут. Летательный аппарат представлял собой усовершенствованный планер-биплан конструкции известного ученого и планериста Октава Шанюта: пилот размещался на нижнем крыле лежа в люльке, руль направления находился сзади, а руль высоты – спереди. Легкий двигатель системы Ч. Тэйлора развивал 1400 оборотов в минуту и с помощью цепной велосипедной передачи вращал два толкающих винта, расположенные симметрично позади коробки крыльев, при этом они вращались в разные стороны, что гасило вращательный момент аппарата. Вместо шасси использовалась стартовая катапульта. Ее привод осуществлялся с помощью падающего массивного груза, связанного с самолётом тросом через систему специальных блоков. Посадка производилась на деревянные лыжи после остановки двигателя в воздухе.
Сотни американцев не скрывали своего восхищения перед эпохальным свершением братьев Райт. В их образе, как в капле воды, отражалась ходульная мечта миллионов простых янки об успехе, который достигается не усилиями горстки ученых-затворников, а сноровкой и сообразительностью толковых мастеровых парней. В начале XX столетия, в период индустриальной революции, журналисты Нового Света не переставали цитировать выдающегося изобретателя-земляка и лорда Великобритании Александра Хайрама Максима: «Есть профессиональные математики, которые убеждены в возможности разрешения всех практических вопросов с помощью математических формул, лишь бы хватило буквенных обозначений. Если им не хватает латинских букв, они принимаются за греческий и даже русский алфавит. Им можно рекомендовать пользоваться еще китайской грамотой – тогда запас будет неисчерпаемым… В действительности те же многие факторы, которые они рассматривают, совершенно не исследованы и потому не могут решаться математическим анализом без данных опыта. А, по их мнению, если результаты вычислений расходятся с фактами, то тем хуже для фактов». Братья запоем читали научные статьи по аэронавтике, в 1900 году провели серию удачных полетов планера, а год спустя Уилбур сделал доклад о поперечной устойчивости биплана в Инженерном обществе Западного побережья.
«После долгих размышлений мы, в конце концов, пришли к выводу, что хвостовое оперение скорее является источником неприятностей, нежели помогает, и решили поэтому совсем отказаться от его применения. Логично предположить, что при горизонтальном, – а не вертикальном, как в аппаратах Лилиенталя, Пильчера и Шанюта, – расположении планериста во время полета аэродинамическое сопротивление было бы заметно меньше… Кроме того, используемый Лилиенталем метод управления аппаратом, который заключался в перемещении тела лётчика, казался нам недостаточно быстрым и эффективным. Поэтому после длительных обсуждений мы придумали комбинацию, состоящую из двух больших поверхностей, как на планере Шанюта, и меньшей поверхности, размещенной на небольшом расстоянии впереди, в таком положении, чтобы действие ветра на нее компенсировало влияние перемещения центра давления основных поверхностей».
Крупные банки и континентальные отраслевые тресты типа Ford & Son или General Electric, полностью контролировавшие национальный промышленный рынок, вкладывать деньги в предприятие братьев Райт не спешили, а железнодорожные концерны Central Union и Western Union, обеспечивавшие потребности почтовых ведомств, увидели в аэропланах потенциальную угрозу. Подобная предусмотрительность объяснялась как грандиозными пространствами США, так и завершением строительства основной железнодорожной сети. Мелкие компании инкорпорировались в структуру трестов благодаря федеральной финансовой системе, а протекционистское законодательство ограждало их от конкуренции только в границах отдельного штата. Спортивные состязания ограничивались любительскими мероприятиями или имели коммерческий характер с целью рекламы товаров различных известных корпораций. Своеобразие американского патентного законодательства давало трестам возможность монополизировать применение перспективных технологических изобретений – ускорять или тормозить их внедрение на современных заводах. Правообладатели могли, в конце концов, запретить другим пользователям реализацию запатентованных открытий.
Братья Райт могли рассчитывать исключительно на военный заказ. Они прямо и однообразно говорили об этом в своих многочисленных интервью: «Несколько последних лет мы отдали всецело усовершенствованию нашего аппарата, и у нас не было времени подумать о том, что мы будем делать с ним после того, как его усовершенствуем. Наше намерение в настоящее время – это предложить его правительству для военных целей». У пионеров управляемого полета в США попросту не оказалось другого щедрого покупателя. В 1904 году Райты построили взлетно-посадочную площадку в долине Хаффмана недалеко от Дейтона. Они пригласили на демонстрацию второй модификации самолёта Райт-А корреспондентов местных газет с категорическим условием, что они не будут фотографировать летательный аппарат. Неисправности двигателя и слабый ветер утром 25 мая не дали возможности поднять самолёт в воздух, и они смогли совершить только короткий «прыжок» несколькими днями позже в присутствии трех репортеров. Только в 1906 году журнал Scientific American скупо прокомментировал сам факт этого происшествия: «Предположительно этот эксперимент проводился в Дейтоне, штат Огайо. Американские газеты не удостоили его своим вниманием». Интервью братьев Райт журналистам всегда были лаконичными. «Мы недостаточно богаты, – позже малоубедительно оправдывался Орвилл Райт, – чтобы позаботиться одновременно и о женах, и об аэроплане».
Братья прекратили полеты до оформления патента на свое изобретение. Патент № 821/393 был получен ими 22 мая 1906 года, но за следующих два с половиной года «флайер» ни разу не поднялся в воздух. Они предложили президенту Теодору Рузвельту купить их аэроплан за 2 миллиона долларов, но никакого ответа не получили. Тогда они обратились к фельдмаршалу великому князю Николаю Николаевичу, который являлся председателем Совета государственной обороны Российской империи. В своем письме братья Райт писали: «После многих лет экспериментов и научных исследований мы создали летательную машину тяжелее воздуха, пригодную для военных целей, которую мы предлагаем для продажи правительствам разных стран… Мы предлагаем:
1. Предоставить летательный аппарат (без каких-либо баллонов с газом), который будет нести человека по воздуху со скоростью более 30 миль в час и иметь запас горючего для полета более чем на 100 миль.
2. Обучить полетам на аппарате представителя Вашей страны.
3. Сообщить назначенному Вашим правительством специалисту наши экспериментальные и научные данные, что обеспечит успех и дальнейшее развитие вашей авиации.
4. Предоставить формулы, необходимые для конструирования летательных машин любых размеров и скоростей».
Предложение первых покорителей небесной стихии в Петербурге чиновники из личной канцелярии великого князя оставили без внимания.
Скупые сообщения о полетах братьев Райт над пустошью в Омахе вдохновили на опыты с практическим летанием владельца небольшого завода по производству мотоциклов и автомобильных двигателей Гленна Кертисса. В августе 1906 году он совершил полет с Т. Болдуином на его дирижабле в Дейтон, где посетил братьев Райт, чтобы обсудить с ними вопросы, связанные с авиационными двигателями и пропеллерами – «предметами их общего интереса».
Однако предметного разговора не получилось: Орвилл отказался покупать моторы Кертисса и не стал демонстрировать ему свой самолёт. Камнем преткновения стало заявление гостя о том, что своим успехом братья обязаны исключительно научным трудам и конструкторским открытиям Лэнгли. По сути дела, все основные агрегаты «флайера» были теоретически рассчитаны, описаны в научной литературе и опробованы в масштабных моделях именно им. Самолёт братьев Райт, по мнению Кертисса, являлся очередной летающей моделью аэроплана Лэнгли.
А пока двадцативосьмилетний механик и предприниматель скрупулезно изучал описание конструкций аэропланов и особенности их пилотирования по публикациям в европейских технических и научно-популярных журналах. Вначале его внимание привлек французский биплан с толкающим винтом VF.II, созданный совместно Габриэлем Вуазеном и Анри Фарманом. И Кертисс начал искать собственные инженерные решения. Результатом его деятельности явилось основание в 1907 году в городе Хаммондспорте, штат Нью-Йорк, на базе своего моторостроительного предприятия «Воздухоплавательного экспериментального общества», или А.Е.А. Через полгода Кертиссом были поочередно построены четыре биплана с толкающим винтом по европейской схеме. Когда Американский национальный аэроклуб учредил приз тому авиатору, который пролетит одну милю без посадки, братья Райт вновь отказались участвовать в соревновании. Победителем конкурса 4 июля 1908 года был объявлен «идейный последователь Лэнгли» Г. Кертисс, летавший на биплане «Майский жук» собственной конструкции. После этого полета янки единодушно объявили его «пилотом № 1».
