Американские изобретатели, авиаконструкторы и летчики. Первыми в мире совершили полет на созданном ими самолете с двигателем внутреннего сгорания, а также первый полет на самолете с пассажирами на борту. Разработанные ими принципы управления воздушным судном оставались главными законами пилотажа в течение последующих 50 лет.

 

Идея авиации – одна из самых древних в истории человечества. В мифах, преданиях, исторических хрониках можно найти свидетельства о множестве предпринятых в разные века попытках человека осуществить свою давнюю мечту – подняться в небо и лететь подобно птице. Но все это были дилетантские предприятия, которые основывались скорее на энтузиазме, чем на расчете, а потому они неизменно заканчивались неудачей.

Прямыми предшественниками всех современных самолетов следует считать игрушечные аэропланы Пено, которые он строил с 1871 г. и запускал с помощью резиновых моторчиков. Эти модели были первым зримым доказательством того, что аппараты тяжелее воздуха вообще способны летать. Впрочем, прошло еще 30 лет, прежде чем удалось создать самолет, способный поднять в небо человека. В конце XIX ст. в разных странах было сделано несколько попыток сооружения больших аэропланов с мощными двигателями. В 1894 г. огромный самолет с размахом крыльев 31,5 м и весом около 3,5 т попытался поднять в воздух известный изобретатель станкового пулемета Хайрам Максим. Но при первой же попытке машина разбилась. Максим, потративший на свой опыт 20 тыс. фунтов стерлингов, к сооружению самолетов больше не возвращался.

Известный американский ученый Самюэль Лэнгли, получив от правительства США 50 тыс. долларов, построил несколько больших летательных аппаратов, которые, однако, также неизменно разбивались при каждой попытке поднять их в воздух. Во Франции подобными экспериментами и с тем же успехом занимался в конце 1890-х гг. инженер Клеман Адер. Истратив на его аппараты около 500 тысяч франков, французское правительство в конце концов отказало изобретателю в дальнейших субсидиях. В целом путь, избранный этими изобретателями, оказался тупиковым.

Дальнейшее развитие воздухоплавания пошло по дороге, которую указал Отто Лилиенталь. В то время как другие безуспешно уделяли все внимание моторному полету, немецкий изобретатель поставил перед собой цель постигнуть прежде всего секрет безмоторного парящего полета. Вместо дорогостоящих машин он строил легкие планеры и упорно работал над их совершенствованием. Однако в августе 1896 г. во время одного из своих полетов, подхваченный резким порывом ветра, Лилиенталь упал с высоты 15 м и сломал позвоночник. В тот же день он умер. В зарождающемся авиастроении на несколько лет установилось глухое затишье…

Утро 17 декабря 1903 г. на побережье Атлантического океана выдалось пасмурным и холодным. Порывистый ветер с океана уныло свистел в щелях дощатого сарая, где братья Уилбер и Орвилл Райт заканчивали последние приготовления к полету своей крылатой машины. Наспех перекусив, братья распахнули широкие двери сарая. Вдали за песчаной косой мыса у поселка Китти Хок, штат Северная Каролина, неугомонно рокотал прибой. Первое желание было – закрыть двери и погреться у жаровни, потому как ветер донимал вовсю. Однако братьям хотелось побыстрее испытать свое творение, и неунывающий весельчак Орвилл, взглянув на старшего, Уилбера, прочитал в его глазах согласие. Тогда он потянул за шнурок, и над сараем на высоком шесте взвился небольшой флаг. Это был условный сигнал.

Вдали, на песчаной дюне, где размещалась небольшая спасательная станция, сигнал был замечен, и братья, не дожидаясь прихода помощников, сами вытащили из сарая свой аэроплан.

Рядом с сараем возвышалась деревянная вышка, от которой Орвилл и Уилбер строго против ветра уложили деревянный рельс длиною около 40 метров. Помощники не сразу сообразили, для чего это было сделано. Но вот братья водрузили на рельс двухколесную тележку на велосипедных втулках, а на нее установили аэроплан. Дальше Уилбер с помощниками поднял на вышку подвешенный на блоке довольно тяжелый груз, а потом от него, опять же через блоки, протянул веревку к тележке. Вся эта конструкция напоминала катапульту и предназначалась для взлета: ведь у самолета не было колес, а для посадки снизу были приспособлены деревянные полозья.

Уилбер помог запустить двигатель, и, пока тот прогревался, Орвилл улегся рядом с ревущим мотором в пилотскую люльку и еще раз приноровился к рычагам управления. Наконец он поднял вверх руку – «Готов». Тогда старший брат отпустил рычаг тормоза. Груз на вышке сорвался со стопора, заскрипели блоки. Аэроплан вместе с тележкой тронулся с места и, набирая скорость, устремился по рельсу вперед. Уилбер, пробежав несколько шагов, выпустил крыло и застыл на месте. Помощники тоже с напряженным вниманием следили за разбегом и вдруг увидели, как аэроплан оторвался от тележки и взмыл в воздух. Он летел неуверенно, словно едва оперившийся птенец, то взмывая на 3–4 метра вверх, то опускаясь к самой земле. Но летел!

Наконец самолет клюнул носом и опустился полозьями на песок. Уилбер щелкнул секундомером и взглянул на циферблат. Полет продолжался всего 12 секунд: «Правда, очень недолго, если сравнить его с полетом птиц. Но это был первый случай в мировой истории, когда машина, несущая на себе человека, поднялась собственной силой на воздух, в свободном полете прошла известное горизонтальное расстояние, нисколько не уменьшая своей скорости, и, наконец, спустилась на землю без повреждений». И хотя «известное расстояние» равнялось всего лишь 37 м, именно с него начался победный путь летающих аппаратов тяжелее воздуха…

Уилбер Райт родился 16 апреля 1867 г. близ Милвилла, штат Индиана, а его брат Орвилл – 19 августа 1871 г. в Дейтоне, штат Огайо. Их отец, Мильтон Райт, был епископом протестантской Объединенной братской церкви, и семье приходилось часто менять место жительства в штатах Айова, Индиана и Огайо. Отец поощрял интерес сыновей к науке и технике, что позднее, несомненно, им помогло. Мать, Сюзанна Райт, как утверждали современники, имела талант механика и характеризовалась окружающими как человек, «способный починить что угодно». В общем, с наследственностью у братьев было все в порядке.

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.

Так на основе удачного планера был создан первый успешный самолет, получивший название «Flyer-1». Прибыв на мыс Китти Хок, выбранный ими для проведения летных испытаний еще в 1900 г., братья обнаружили там конкурента – старого знакомого, профессора Лэнгли, возившегося со своим аэропланом. Профессор провел два неудачных испытания своего аппарата и уехал, предоставив братьям Райт полный простор для работы. Наконец, 17 декабря 1903 г. был брошен жребий: Орвилл выиграл первенство у старшего брата и отправился в первый в мире полет на аппарате тяжелее воздуха. После семи лет напряженного труда успех был достигнут!

Вернувшись домой, в Дейтон, братья были полны решимости усовершенствовать самолет – малая мощность двигателя и сложность в управлении были очевидны. К северо-востоку от города, в степи, они создали свой испытательный центр (ставший фактически первым авиационным полигоном в мире), в котором могли дорабатывать конструкцию самолетов и одновременно их испытывать. Сейчас на этом месте находится авиабаза ВВС США Райт-Паттерсон. Уже к 1904 г. появился «Flyer-2», способный выполнять в воздухе замкнутый круг и восьмерки, а на следующий год был готов «Flyer-З», который мог держаться в небе до получаса (до тех пор, пока хватало горючего), – он стал первым самолетом в мире, готовым к практической эксплуатации.

С 1905 г. братья сконцентрировали всю свою энергию на коммерческой стороне своего предприятия. Они разослали информацию о самолете не только военному ведомству США, но и правительствам Британии, Франции, Германии и России. Время шло, но предложений не поступало: кто-то считал их проходимцами, кто-то надеялся, что если аэроплан смогли сделать два механика-велосипедиста из провинции, то смогут и они сами. Однако настойчивость изобретателей была вознаграждена: в конце 1907 г. был подписан контракт с Корпусом связи Армии США на поставку одного самолета, а в начале следующего года группа бизнесменов из Франции купила еще один.

Однако заказчиков в первую очередь интересовала возможность доставки людей и грузов по воздуху. Было решено наскоро адаптировать «Flyer-З» для перевозки пассажира, установив на нем еще одно сиденье и более мощный двигатель. После проведения испытания этого варианта опять же на мысе Китти Хок братья разделились – Уилбер отправился продвигать самолет во Францию, которая была технологическим лидером того времени, а Орвилл остался в США. Демонстрационные полеты Уилбера в Европе в 1908–1909 гг. прошли с огромным успехом. Однажды, чтобы доказать надежность своего аппарата, изобретатель совершил «смертельный» трюк: на высоте 90 м, которая тогда казалась громадной, так как французские самолеты летали над самой землей, Райт выключил мотор, спланировал и отлично посадил самолет с остановленными винтами. В другой раз, 18 декабря 1908 г. он установил мировой рекорд высоты полета – 110 м, а 31 декабря, как бы оповещая весь мир о том, что человечество наконец-то приобрело крылья, Уилбер совершил ошеломляющий по тем временам полет: за 2 часа 20 минут 30 секунд он пролетел расстояние в 124,7 км!

Орвилл в это время демонстрировал самолет американским военным, выполняя полеты в Форт-Мейере, штат Вирджиния. Во время одного из них самолет потерял винт и разбился, при этом погиб пассажир – лейтенант Томас Селфридж. Райт выжил, но сломал ногу и надолго выбыл из строя. Вскоре он с сестрой Кэтрин присоединился к триумфальному шествию Уилбера по Европе. Однако, несмотря на успех за океаном, собственное военное ведомство оказалось более перспективным заказчиком, и вскоре братья вернулись в Штаты доводить аэроплан до требований военных. Он получил название «Military Flyer» и стал первым военным самолетом в истории. Тогда же Уилбер выполнил первый публичный полет у себя на родине, перед более чем миллионом зрителей Нью-Йорка.

С ростом количества заказов рос и бизнес. Братья Райт основали авиастроительные фабрики и летные школы по обе стороны Атлантики и, будучи хорошими бизнесменами, позаботились о защите прав. Они запатентовали систему управления как основу своего изобретения. Однако публичные выступления давали возможность свободно копировать их идеи. Началась эпоха судебных исков, отнимавших массу времени и сил. Наиболее сильным противником был Глен Кэртис, который в качестве защиты использовал самолет профессора Лэнгли, к тому времени уже покойного, любезно предоставленный Смитсоновским институтом. Кэртис восстановил его и совершил несколько успешных полетов, пытаясь оспорить приоритеты братьев по ряду вопросов. Суд, впрочем, признал притязания Кэртиса необоснованными и оставил иск без удовлетворения.

Тем не менее жизнь в условиях постоянного стресса стала невыносимой. Авиационный бизнес был опасным, деньги в основном поступали от публичных выступлений, которые не обходились без жертв. Уилбер и Орвилл все это принимали близко к сердцу, к тому же в 1911 г. «Flyer» был уже далеко не лучшим самолетом.

В 1912 г. Уилбер заболел брюшным тифом и 30 мая умер. Орвилл, прокляв предпринимательство, спустя четыре года продал компанию и удалился на родину, в Дейтон, где стал заниматься любимым делом – изобретательством. Он работал над вопросами аэронавтики, в частности, его интересовала идея беспилотных самолетов, а также конструировал бытовые приборы, детские игрушки и т. д. Впрочем, слава создателя первого самолета давала свои преимущества – Орвилл занимал пост члена правления NACA (ставшего потом NASA), был одним из руководителей фонда Гугенхейма, поощрявшего развитие авиационных технологий, да и просто сам помогал известным и безвестным изобретателям в продвижении своих идей.

После окончания Первой мировой войны Смитсоновский институт начал истеричную кампанию, в которой всячески преувеличивал заслуги своего бывшего руководителя, профессора Лэнгли, и преуменьшал достижения братьев Райт. Друзья Орвилла, как могли, отстаивали честь изобретателей, но силы были неравны. Расстроенный Орвилл, и так пострадавший в сражениях с большим авиационным бизнесом, отправил свой бесценный «Flyer», на котором был совершен исторический полет в декабре 1903 г., в Британию, в Лондонский музей науки.

Позднее, в конце 1930-хгг., знаменитый американский летчик Чарльз Линдберг пытался выступить посредником в этом конфликте, но безуспешно. И только в 1942 г. друг и биограф семьи Райт, Фрэд Келли, уговорил руководство института признать правду (в общем-то она была очевидна, и институт выглядел несолидно со своими нелепыми претензиями). Тогда же Орвилл направил послание в Лондон с просьбой вернуть самолет назад, и после окончания войны «Flyer» был возвращен, а затем установлен в Дейтонском музее, на родине братьев Райт. Но изобретатель не дожил до этого момента, он умер 30 января 1948 г. от сердечного приступа, когда ремонтировал дверной замок в своем доме.