Первый полет

17 декабря 1903 года братья Вилбур и Орвил Райт бросили монетку, Вилбур выиграл и отправился в первый в мире полет на аппарате тяжелее воздуха, продолжавшийся 12 секунд на расстоянии 36 метров от земли (120 футов). После 7 лет напряженного труда успех был достигнут!

(подробнее читайте далее)

Первый полет на самолете.
17.12.1903 г., США. Dmitry Karpezo




Приоритет в создании самолета остается почетнейшим для любой нации. На сегодняшний день принято считать создателями первого успешного самолета братьев Вилбура и Орвила Райт (Wilbur Wright, Orville Wright).

Братья родились и выросли в городке Дайтон, штат Огайо, в семье священника, человека, поощрявшего интерес братьев к науке и технике, что, позднее, несомненно, им помогло. Мать также, 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.

По окончании школы братья перепробовали себя в разных областях — в 1889 году на самодельном типографском оборудовании они выпускали вечернюю газету, „Evening Item“; позднее, с приходом в США моды на велосипеды, в 1892 году, они основали собственное предприятие вначале по продаже и ремонту, а позднее и по выпуску велосипедов. Предприятие было успешным, линию их моделей увенчал „Wright Special“, после чего бизнес был закрыт для того, чтобы посвятить себя авиации, мода на которую сменила велосипедную лихорадку. Средства от продажи позволили братьям быть самостоятельными в своих изысканиях, в отличие от большинства пионеров авиастроения, работавших либо на государственные, в основном военные средства, либо на деньги спонсоров. Дополнительно к этим средствам, отец, Милтон Райт, дал братьям 1000 долларов, которые они, впрочем, вложили в биржевой бизнес и не использовали, считая их резервом.

Кроме средств, велосипедный бизнес дал братьям необходимый инженерный опыт. Следует отметить, что оба брата номинально не имели высшего образования, хотя и учились. В бывшей велосипедной мастерской они организовали лабораторию, в которой приступили к подробнейшему изучению доступных на то время данных об опытах в области создания аппаратов тяжелее воздуха. Данные были, в целом, малоутешительными. Сэр Хирам Максим (Hiram Maxim), потратив почти 100,000 долларов на свои опыты, потерпел неудачу, француз Клемент Адер, спонсируемым французским правительством, также создать рабочий самолет не смог. Лучом надежды был Отто Лиллиенталь, чьи успешные полеты на планерах давали надежду на прогресс. Его теоретические работы и практика полетов дали ценнейший опыт в области теории полета и, в частности, профилей крыла. Считается, что именно отчеты Лиллиенталя от 1895 года об успешных полетах вдохновили братьев на дальнейшие изыскания в области авиации. Узнав о гибели ученого в 1896 году, они решили продолжить работы, считая свою деятельность продолжением работ гениального немца. В мае 1899 года Райт обратились в Смитсоновский Институт с просьбой предоставить всю возможную информацию о публикациях в области аэродинамики. Естественно, скромная публичная библиотека Дайтона уже не могла удовлетворить их потребностей. Присланный институтом список книг и публикаций включал также труды профессора Самюэля Ленгли (Samuel Langley), который вскоре стал директором и секретарем института. Ленгли имел успешный опыт создания моделей самолетов и в настоящее время работал над полноразмерным аппаратом. Уверенность профессора в успехе создания аппаратов тяжелее воздуха воодушевила братьев. Неудивительно, что через некоторое время их дороги пересеклись. Другой американский инженер, Октав Чанут (Octave Chanute), живший в Чикаго, имел успешный опыт полетов на планерах собственной конструкции, издал труд «Прогресс в области летающих машин» (Octave Chanute, „Progress in Flying Machines“), который был также тщательно изучен.

Итак, в чем была проблема в создании самолета в конце 19 столетия? Почему модели самолетов летали, а полноразмерные аппараты не могли оторваться от земли? Первая проблема была в, говоря современным языком, тяговооруженности — для в два раза более тяжелого самолета нужен был в восемь раз более мощный двигатель, т.е. действует так называемый закон квадрата–куба. Таких двигателей в описываемое время не было. Второе, и, пожалуй, главное препятствие, было в системе управления самолетом. Все ранние опыты и эксперименты строились на основании довольно умозрительного предположения о, так называемой, „присущей“ устойчивости самолета. То есть, предполагалось, что самолет летит сам, а пилот, при необходимости, вмешивается в управление, а управление осуществлялось перемещением массы пилота. Именно неэффективность балансирной системы управления погубила Лиллиенталя, когда порыв ветра перевернул его планер, и пилот не смог компенсировать поворот своим весом. Кроме того, ранние экспериментаторы слишком увлекались подражанием живой природе, пытаясь копировать крылья птиц или летучих мышей, как Адер, к примеру. Для самолета требовалась иная схема. В дополнение к проблеме мощного и одновременно легкого двигателя добавлялась проблема эффективного движителя — ранние винты были чудовищными громоздкими устройствами, большого веса и низкого КПД.

После многих лет, потраченных на осознание этих проблем (что уже было достижением) братья приступили к, собственно, созданию своей летающей машины. Важным фактором, который необходим для достижения успеха, братья считали опыт пилотирования. Многие (даже абсолютное большинство) экспериментаторы такового не имели. Они строили машины и сами их разбивали. «Если вы ищете безопасности, то лучшее для вас — сидеть на заборе и смотреть на птичек. Но если вы действительно хотите научится, то должны построить аппарат и на практике изучить, как им управлять» (Вильбур Райт).

К 1899 году братья имели решение главной проблемы — проблемы управления. Собственно говоря, это было их важнейшее изобретение, которое сделало–бы их имя знаменитым независимо от дальнейших успехов. Возможно, это самое главное изобретение в авиации. Братья пришли к необходимости полного управление аппаратом с помощью аэродинамических поверхностей. В данном случае они спроектировали систему, скручивавшую консоли крыла с помощью системы тросов.

Для проверки эффективности своего изобретения Райт строят небольшую модель планера с размахом крыла порядка полутора метров (5 футов). Законцовки крыла изгибались в полете с помощью системы тросиков, которым управлял человек на земле. На этой модели также были опробованы варианты с установкой горизонтального оперения впереди или сзади. Результаты оказались удовлетворительными и показали возможность полного управления самолета с помощью аэродинамических поверхностей.

Воодушевленные успехом, они создают в 1900 году полноразмерный планер, испытания которого показали удовлетворительные характеристики управляемости, но недостаточную подъемную силу крыльев. Причем недостаток последней не позволял как следует опробовать систему управления. Собственно, планер летал только вниз со склона песчаной дюны.Следующий вариант, построенный к следующему году был больше и, в целом, удачнее. На нем были выполнены несколько сотен полетов. Особенностью этого планера было то, что, для увеличения подъемной силы был увеличен угол атаки крыла. Это привело к увеличению не только подъемной силы но и динамического сопротивления и, в результате пришло понимание важности правильно подбора профиля крыла. Также сохранялись проблемы устойчивости и управляемости. Для решения этих задач зимой 1901–02 года в своей лаборатории Орвил и Вилбур строят аэродинамическую трубу, с использованием которой определяют оптимальный профиль крыла, и по достижении успеха, опробовав долее двух сотен профилей, полностью концентрируются на доводке системы управления. Построенный в конце 1902 года планер стал первым полностью управляемым летательным аппаратом тяжелее воздуха — он имел органы управления по крену, тангажу и рысканию. Событие, по значимости не меньшее, чем собственно полет на самолете.

Итак, к 1903 году был планер, но осталось решить проблему силовой установки. Проблема состояла в том, что таковой в готовом виде не было, и ее предстояло создать самим. Это была далеко не тривиальная задача в то время, когда даже автомобили были редкостью. Для создания легкого и мощного бензинового двигателя Райт привлекли таланливого механика, Чарли Тейлора (Charlie Taylor). Требовалось создать двигатель мощностью 8–9 лошадиных сил, свесивший не долее 180 фунтов. Они успешно решили эту задачу, создав двигатель мощностью 12–15 л.с., а заодно сделав еще одно важное изобретение — эффективный пропеллер: легкий, с правильно подобранным профилем, в отличие от просто посаженных под углом друг к другу пластин, как у остальных экспериментаторов, они построили на основе удачного планера свой первый самолет, получивший название Флайер I (Flyer I), и ставший первым успешным самолетом. Отправившись на мыс Китти Хок (Kitty Hawk), выбранное ими по совету Октава Чанута для проведения всех своих летных испытаний с 1900 года, братья обнаружили там конкурента, старого знакомого профессора Лэнгли, секретаря Смитсоновского Института, проводившего испытания своего самолета, носившего имя „Аэродром“ (Aerodrome). Ленгли провел два неудачных испытания своего аппарата и уехал, дав братьям полный простор для их работы. 17 декабря 1903 года была брошена монетка, Вилбур выиграл и отправился в первый в мире полет на аппарате тяжелее воздуха, продолжавшийся 12 секунд на расстоянии 36 метров (120 футов). После 7 лет напряженного труда успех был достигнут!

Вернувшись домой, в Дайтон, братья были полны решимости усовершенствовать самолет – его недостатки были очевидны. Это малая мощность двигателя и сложность в управлении. К северо–востоку от города, в степи, они создали свой испытательный центр (фактически первая испытательная база в мире), в котором могли доводить самолеты и одновременно их испытывать. Сейчас на этом месте находится авиабаза ВВС Райт Паттерсон (Wright Patterson Air Force Base). К 1904 году появился Флайер 2, способный выполнять замкнутый круг и восьмерки, в 1905 году был готов Флайер 3, способный держаться в воздухе до получаса (собственно, насколько хватало горючего) и который стал первым практически применимым самолетом в мире.

Достигнув к 1905 году полного успеха, братья направили свои способности к практическому коммерческому применению своего детища. Они разослали информацию о самолете военному ведомству США, а потом и правительствам Британии, Франции, Германии и России. Время шло, но предложений не поступало: кто–то считал их проходимцами, кто–то рассчитывал, что если самолет смогли сделать два механика–велосипедиста из провинции, то смогут и они сами. Однако настойчивость дала плоды: в конце 1907 года был подписан контракт на поставку одного самолета с Корпусом Связи Армии США, а в начале 1908 года группа бизнесменов из Франции купила еще один. Однако и те и другие интересовались возможностью перевозки пассажира. Было решено наскоро адаптировать Флайер 3 для перевозки пассажира, установив на нем еще одно сиденье и более мощный двигатель. Проведя испытания опять на мысе Китти Хок, братья разделились — Вилбур отправился продвигать самолет во Францию, которая была технологическим лидером того времени, а Орвил — в США. 1908–09 годы были годами демонстрационных полетов Вилбура по Европе, прошедших с большим успехом. Орвил в это время демонстрировал самолет военным, выполняя полеты в Форте Мейер, Вирджиния. Во время одного из полетов самолет потерял винт и разбился, убив пассажира, лейтенанта Томаса Селфриджа. Орвил выжил, но сломал ногу и надолго выбыл из строя. Вскоре он с сестрой Кэти присоединился к Орвилу, к его триумфальному шествию по Европе. Несмотря на успех в Европе, собственное военное ведомство казалось казалось более перспективным заказчиком и вскоре братья вернулись в Штаты, доведя самолет до требований военных. Он получил название Милитари Флайер (Military Flyer) и стал первым военным самолетом в истории. Тогда–же Вилбур выполнил первый публичный полет у себя на родине, перед более чем миллионом зрителей Нью–Йорка.

С ростом количества заказов рос и бизнес. Братья основали авиастроительные фабрики и летные школы на обоих сторонах Атлантики, и, будучи бизнесменами, позаботились о защите прав. Они запатентовали систему управления, как основу своего успеха. Однако публичные выступления давали возможность свободно копировать и идеи и решения. Началась эпоха судебных исков, отнимавшие массу времени и сил. Наиболее сильным противником был Гленн Кертисс, который, как часть защиты, использовал „Аэродром“ профессора Ленгли, к тому времени уже покойного, любезно предоставленный Смитсоновским Институтом. Кертисс восстановил его и совершил несколько успешных полетов, пытаясь оспорить приоритеты братьев по ряду вопросов. Суд, впрочем, доказал, что Кертисс внес слишком много усовершенствований для того, что–бы считать аппарат оригинальным и Кертисс проиграл. Тем не менее, жизнь в условиях постоянного стресса стала невыносимой. Авиационный бизнес был опасным, деньги, в основном, поступали от публичных выступлений. На выступлениях гибли люди, Вилбур и Орвил принимали это близко к сердцу : те годы были не лучшим временем для них. Собственно, к 1911 году „Флаер“ был уже не лучшим самолетом. В 1912 году Вилбур заболел тифом и умер. Орвил, прокляв авиационный бизнес, в 1916 году продал компанию и удалился на родину, в Дайтон, где стал заниматься любимым делом, изобретательством. Он работал над вопросами аэронавтики, в частности, беспилотных самолетов, а также бытовыми приборами, детскими игрушками итд. Впрочем, слава соавтора создателя самолета давала преимущества — Орвил занимал пост члена правления NACA (ставшего потом NASA), он 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 отвратительную истеричную компанию, в которой всячески преувеличивал достижения своего бывшего руководителя, профессора Ленгли, и всячески преуменьшал достижения братьев. Друзья Орвила как могли отстаивали честь Райтов, но силы были не равны. Расстроенный Орвил, и так пострадавший в сражениях с большим авиационным бизнесом, отправил свой бесценный „Флаер“, на котором Вилбур совершил исторический полет в декабре 1903 года, в Британию, в лондонский Музей Науки. Позднее, в конце 30–х, Чарльз Линдберг пытался посредничать в конфликте, но безуспешно. В 1942 году друг Орвила, и его биограф, Фред Келли, уговорил руководство института признать правду (в общем–то она была очевидна, и институт просто–напросто выглядел глупо со своими нелепыми претензиями). Тогда–же Орвил направил послание в Лондон с просьбой вернуть самолет назад, и, после окончания войны, в 1948 году, „Флаер“ был возвращен, а через два года помещен в музей в Дайтоне, на родине братьев. Но Орвил не дожил до этого момента, он умер в 1948 году от сердечного приступа, когда устанавливал дверной замок в своем доме.