Родоначальниками пилотируемой авиации современного типа (тяжелее воздуха) принято считать братьев Райт. Даже 100-летие авиации отмечалось в 2003 году – в годовщину их первого полета. Заслуг этих инженеров никто не умаляет.
Но все-таки пилотируемый аппарат тяжелее воздуха впервые оторвался от земли двумя десятками лет ранее. Самолет Можайского не получил практического применения, и биография его оказалась недолгой. Но первым он был.
Одиссея изобретателя
Создание российского самолета окружено большим количеством исторических загадок, мифов, неточностей и нерешенных вопросов. В этом повинны как объективные исторические реалии, так и особенности мышления отечественных бюрократов
Моряк с мечтой о крыльях
Понятно, что инженер-разработчик не был авиаконструктором – в его время не было такой профессии. Биография у него была вполне обычной для сознательного небогатого дворянина. Александр Федорович Можайский (1825-1890) был флотским офицером, дослужился до контр-адмирала. Офицеры флота часто имели хорошую инженерную подготовку, были способны проводить сложные вычисления.
В 1850-1855 годах молодой моряк участвовал в дальнем походе в Японию, и даже пережил там кораблекрушение. Есть основания полагать, что он стал автором проекта первого в Японии корабля, оснащенного килем.
Затем он принял участие в Хивинском походе, в результате чего составил описание Амударьи и Аральского моря.
Можайскому довелось также служить на фрегате «Гремящий», на котором передвигались члены царской семьи.
Чин контр-адмирала изобретатель выслужил уже «на гражданке» – пришлось оставить военную службу после поражения в Крымской войне. Занимал он административные должности сначала в вологодской, а затем в подольской губернии.
В последней за ним закрепилась нехорошая слава, в том числе из-за авиационных экспериментов. Крестьяне считали это «богохульством». Поработал Александр Федорович и в Петербургском пароходстве, где хорошо освоил принципы работы паровых двигателей.
Объективные трудности
В 1856 году молодой морской лейтенант заинтересовался аэродинамикой полета птиц и стал вычислять удельные нагрузки на их крылья. Позже он много экспериментировал с воздушными змеями и изучал свойства винтов.
Есть свидетельства, что исследователь сам несколько раз поднимался в воздух на змее собственной конструкции.
Результаты этих исследований и превратили Можайского в изобретателя первого в мире самолета. Хотя единственное «полевое испытание» образца следовало счесть неудачным, многие идеи Можайского получили успешное развитие у других разработчиков.
В своей работе изобретателю пришлось бороться с серьезными неблагоприятными обстоятельствами. Во второй половине века не существовало теории аэродинамики (она была разработана Жуковским позже). Не было материалов, сочетающих в себе прочность и легкость (алюминий в то время относили к числу драгметаллов). Выбор двигателей также был невелик – паровая машина, и только.
Идея создания летательного аппарата с возможностью управления и тяжелее воздуха уже обрела популярность. Предложения по этой части выдвигались и до Можайского, в том числе и в России. Но более привлекательной тогда казалась конструкция орнитоптера, то есть машины, машущей крыльями по птичьему подобию.
С учетом этих объективных трудностей, достижения Можайского вызывают еще большее уважение.
Проблемы иного свойства
Но были и другие преграды. Прежде всего, постройка самолета стоила денег, а их у Можайского было негусто. Он был достаточно обеспечен, но не богат. От разных государственных комиссий ему удавалось получить деньги, но не всегда, когда он их просил, и всегда меньше, чем требовалось. Бывало и так, что ему советовали заняться чем-то другим (в том числе орнитоптером!)
В значительной мере первый самолет строился на средства самого конструктора. Это тоже объясняет скромный успех – Можайский не мог позволить себе все необходимое оборудование и помощников.
Путь к первому полету
История создания первого самолета изобилует «белыми пятнами». В ней много неточностей и расхождений. Но есть и факты, установленные точно. Многие из них связаны с обстоятельствами борьбы изобретателя с бюрократией.
Преодоление бюрократических препон
В 1872 году авиаконструктор закончил расчеты подъемной силы и лобового сопротивления для различных условий. Они делались на основе его работы с полетом птиц. Эти исследования привели его к идее «воздухолетательного снаряда», то есть самолета, близкого к современному типу, а не орнитоптера.
В 1876 году изобретатель обратился со своим проектом в Военное министерство за финансированием. Он изначально намеревался сделать свое создание военным – предусматривалась установка на нем прицела для бомбометания. Приближалась война с турками (1877-1878), время было выбрано удачно. В министерстве проект одобрили, но вместо запрошенных 19 тыс. выделили только три.
Авиаконструктор все равно продолжил работу, и через 2 года представил комиссии (уже другого состава) модель будущего самолета. Он был готов перейти к изготовлению образца, способного нести человека, но для этого требовались средства. Комиссия отказала, дав совет насчет орнитоптера.
Не сдаваясь, инженер выхлопотал себе небольшую сумму в 2500 рублей и право на заграничную командировку, что дало ему возможность заказать в Англии двигатели по собственным проектам. За другие материалы и оборудование он доплачивал из собственного кармана. В 1881 году все необходимое было закуплено. Можайский опять попросил в министерстве финансовой помощи (5 тыс.) на осуществление работ, но на этот раз запрос «завернул» лично царь.
Загадки полета
А вот дальше начинаются загадки. Все согласны, что полноценный образец самолета А.Ф.Можайского с человеком на борту была испытана. Но даже дата этого испытания вызывает сомнения. Официально называется день – 20 июля.
А вот годы у разных специалистов почему-то разнятся – от 1882 до 1885.
В отчете, датированном 1884 годом, говорится о проведенных ранее успешных испытаниях «модели». Поэтому при необходимости дать точный ответ на вопрос, когда изобрели самолет, придется назвать 1878-й год. Тогда Можайский получил «привилегию» (патент) на свое изобретение. Но конструкция 1881 года несколько отличалась от заявленной.
По-разному описываются и результаты испытаний. По наиболее популярной версии, первый в мире самолет все же оторвался от земли, разогнавшись на деревянной дорожке с небольшим наклоном, а потом завалился на крыло из-за ошибки пилота. Но есть и мнение, что взлета не произошло совсем, и самолет завалился в процессе разбега.
Никто не сомневается, что сам изобретатель лететь не пробовал.
Оно и понятно – возраст не летный. Первым русским пилотом стал механик, помощник Можайского. Известно, что он получил при аварии неопасные травмы, но нет уверенности в том, как его звали. Многие историки называют имя Н.Голубев. Но другие уверены, что человека с такой фамилией в окружении Можайского не было.
Технические характеристики
Первый в мире самолет долгое время хранился в ненадлежащих условиях. После смерти своего создателя он и вовсе был разобран. В практических условиях он не использовался, и его технические характеристики восстановлены по документам Можайского и описаниям очевидцев.
Основные показатели
Самолет Можайского следует отнести к фюзеляжным винтовым монопланам. Для его создания применялось дерево, лакированная шелковая ткань, проволока. Двигатели были изготовлены в Англии. Россия сама не выпускала еще достаточно хороших машин, а американскую модель конструктор забраковал.
Согласно исследованиям историков техники, самолет имел следующие показатели:
- Высота – 7,5 м;
- Длина – 25 м;
- Площадь крыльев – 329 кв.м;
- Размах крыльев – 23,2 м;
- Максимальная взлетная масса – 1266 кг;
- Скорость (расчетная) – 40 км/ч;
- Количество винтов – 3 (2 на крыльях, 1 на носу);
- Количество двигателей – 2;
- Суммарная мощность двигателей – 30 л.с. (20+10)
Самолет имел горизонтальное и вертикальное управление. В процессе работы в конструкцию вносились изменения. Так, по проекту все винты должны были быть одного размера, но исследователями установлено, что в конечной версии передний винт был сделан больше двух других. Двигатели были смещены, и самолет получил утяжеленный нос.
В распоряжении пилота были два руля управления, креномер, высотомер, компас.
Свое детище создатель назвал «Жар-птицей».
Современная проверка
В советское время несколько крупных специалистов в области авиации (В.Ф.Болховитинов, Б.Н.Юрьев, В.Б Шавров и др.) проводили исследования проекта Можайского с целью проверки возможности его реализации.
Ученые высказывали разные соображения. Многие предполагали, что с паровыми двигателями самолет вовсе не имел шансов взлететь. Но основной являлась точка зрения, что это было возможно, и возможен был даже стабилизированный горизонтальный полет. Но для этого требовались дополнительные условия:
- Наклонная взлетная полоса;
- Форсаж двигателей на старте;
- Встречный ветер в момент взлета.
Большинство специалистов сошлись во мнении, что при имеющейся мощности машин шансы на стабилизированный полет у самолета были невелики.
Очевидно, это понимал и изобретатель. Вскоре после испытаний он пытался заказать более мощные двигатели. Помешало безденежье.
Реальные результаты
Несмотря на скромные результаты полета «Жар-птицы», вклад А.Ф.Можайского в развитие авиации велик. Многие его идеи были затем применены в более успешных конструкциях.
- Инженер произвел расчет формул для авиации: соотношения силы сопротивления и подъемной силы;
- Можайским в процессе работы были предложены первые попытки формулирования законов аэродинамики;
- Он использовал тянущие и толкающие винты; ныне большинство винтовых самолетов пользуются тянущими конструкциями;
- Изобретатель первым предложил фюзеляжный тип летательного аппарата, оказавшийся наиболее перспективным;
- Можайским разрабатывалась теория вертикального и горизонтального управления. Он первым выдвинул идею элеронов (управляющих подвижных частей крыльев);
- Фюзеляж самолета был выполнен в форме лодки, и сам изобретатель утверждал, что его создание должно плавать. Таким образом, русский инженер должен считаться отцом «летающих лодок».
В то время разработки Можайского не получили широкой огласки. В результате еще долго воздухоплаватели гибли из-за отсутствия систем управления (так разбился знаменитый изобретатель Отто Лилиенталь). А братьям Райт пришлось «изобретать велосипеды» наново.
Они делали это в более благоприятных условиях, поэтому и получили лучший результат. При этом некоторые детали, интересные Можайскому, братья не учитывали – элеронов в их конструкциях не было.
В книгах и фильмах
Но позже изобретателю было отдано должное. Его имя получило село в Вологодской области, где он когда-то жил. Его имя носит Петербургская военно-космическая академия.
Сам Можайский и его самолет даже превратились в героев кино и литературных произведений.
В 1950 году поэт С.Васильев написал поэму об испытании первого самолета и его конструкторе. В том же году режиссер В.И.Пудовкин изобразил сцену испытания самолета Можайского в своем фильме о Жуковском.
Современная литература превратила «Жар-птицу» в героя фантастических произведений.
В 2013 году вышла книга белорусского писателя А.Е Матвиенко «Аэропланы над Мукденом» (жанр альтернативной истории). В ней судьба изобретения сложилась более благоприятно. А в 2016 году культовый В.Пелевин выпустил «Лампу Мафусаила», где тоже изображено в фантастической форме изобретение первого самолета.
Россия – не родина слонов, и приписывать русским все мировые изобретения не стоит. Они достаточно сделали на самом деле. В том числе изобрели самолет.
При оценке летных характеристик самолета Можайского, насколько мне известно, был упущен один существенный момент. Крыло самолета имело малое удлинение вследствие большой ширины. Из-за сравнительно низкого шасси хорда крыла в 1.5-2 раза превышала расстояние от крыла до земли. Это неизбежно должно было вызвать при разбеге появление экранного эффекта, существенно увеличивающего как подъемную силу, так аэродинамическое качество. С учетом этого, отрыв от земли представляется весьма вероятным. Однако, с набором высоты даже в несколько метров эффект экрана снизился, и мощность стала недостаточной для полета.