ОТ ПЛАНЕРА К АЭРОПЛАНУ
Только наши лабораторные опыты сделали возможным раннее разрешение проблемы полета. Бр. Райт
Это временное разочарование авиацией пошло только на пользу бр. Райт. Вместо того чтобы удовольствоваться достигнутыми результатами и почить на лаврах, они снова усиленно начали работать, отыскивая причину своей неудачи. Они решили произвести проверку воздушных таблиц Лилиенталя.
«Начав с абсолютной веры в существующие научные данные, — пишут они, — мы вынуждены были подвергнуть их сомнению одно за другим, пока, наконец, после двухлетнего опыта мы не отложили все в сторону и не решили полагаться целиком на наши собственные изыскания. Истина и ложь везде были так смешаны, что их было трудно отделить.»
Вскоре после возвращения в Дэйтон бр. Райт получили любезное приглашение от Шанюта прочесть доклад о своих полетах в Чикаго в «Западном обществе инженеров», председателем которого был Шанют. Они были польщены и взволнованы этим приглашением. Для замкнутых и непривыкших к публичным выступлениям братьев нелегко было решиться выступить с докладом перед столичной ученой аудиторией. Тем не менее они решились. Ехать вдвоем было нельзя — кому-нибудь надо было остаться в мастерской. Решено было, что поедет Вильбур. Он подготовил письменный доклад, отмыл руки от въевшейся в них черноты, забрал свой лучший праздничный костюм и выехал в Чикаго. Оставшийся дома Орвил стал в свободное время усиленно испытывать с самодельным прибором давление воздуха на вогнутую поверхность под разными углами. Результаты, которые он при этом получал, как будто совпадали с цифрами Лилиенталя.
— Нет, мы ошиблись, Лилиенталь прав, — решил Орвил, — надо дать знать об этом Вильбуру.
Получив сообщение брата о полученных им результатах, Вильбур несколько удивился, но все же решил смягчить в своем докладе те места, где он выступал против таблиц Лилиенталя. Доклад Вильбура в «Западном обществе инженеров» в Чикаго состоялся 18 сентября 1901 г. Собрание открылось вступительным словом председателя Октава Шанюта.
Встреченный аплодисментами, Вильбур начал свой доклад с четкой формулировки основной проблемы авиации:
«Трудности, которые стоят на пути разрешения конструкции летательной машины, разделяются на три главных разряда: 1) те, которые относятся к конструкции поддерживающих поверхностей, 2) те, которые относятся к созданию и применению двигательной силы для передвижения машины по воздуху, и 3) те, которые относятся к достижению устойчивости и к управлению машины во время полета. Из этих затруднений два первых уже до известной степени разрешены. Люди уже знают, как строить крылья или планы, которые при движении с достаточной скоростью по воздуху будут поддерживать не только вес самих крыльев, но также и вес двигателя и пилота. Люди знают также, как строить двигатели и пропеллеры, обладающие достаточной легкостью и мощностью, чтобы двигать планы с такой скоростью, которая поддерживала бы их в воздухе».
Упомянув затем кратко о неудачном опыте Максима, Вильбур так формулировал главную проблему авиации:
— Эта неспособность поддерживать устойчивость и управлять до сих пор противостоит всем изучающим проблему полета. Когда эта единственная задача будет разрешена, то наступит век летательных машин, так как все остальные затруднения менее значительны… Если я возьму этот листок бумаги и, расположив его параллельно к поверхности земли, быстро дам ему упасть, то он не будет опускаться ровно, как это полагалось бы спокойному разумному листу бумаги, а будет, нарушая все общепризнанные правила приличия, кувыркаться и метаться туда и сюда самым диким образом, на манер необъезженной лошади. Вот такого рода конем должен человек научиться управлять, прежде чем летание станет всеобщим спортом».
Указав на то, что проблему полета невозможно разрешить только теоретически, без рискованной и опасной практики, Вильбур отдал должное своему первому учителю Лилиенталю:
«Герр Отто Лилиенталь, кажется, был первым человеком, который понял, что достижение устойчивости это первая, а не последняя из больших проблем, связанных с человеческим полетом. Он начал там, где бросали остальные, и этим спас много тысяч долларов, которые до того обычно растрачивались на сооружение и оборудование дорогих двигателей к машинам, которые оказывались затем при испытании негодными к управлению… Лилиенталь же не только думал, но и действовал, и, делая так, он, возможно, больше всех остальных способствовал разрешению проблемы полета. Он показал возможность действительной практики в воздухе, без чего невозможен успех».
Рассказав вкратце, как устраивались планеры Лилиенталя, Пильчера и Шанюта, Вильбур затем перешел к собственным опытам и сделал обстоятельное сообщение об устройстве планеров и о полетах в Кити Хок в 1900–1901 гг.
В заключение он сообщил о тех расхождениях, какие получились у бр. Райт с воздушными таблицами Лилиенталя и общепринятыми расчетами.
«После нашего возвращения из Кити Хок мы начали ряд опытов по точному определению величины и направления давления, производимого на вогнутые поверхности при ветре под различными углами — от 0 до 90 градусов. Эти опыты еще не окончены, но в общем они подтверждают Лилиелталя в утверждении, что вогнутые поверхности показывают давление, более благоприятное в величине и направлении, чем плоские, но мы получили заметную разницу в точных исчислениях, особенно при углах ниже 10 градусов».
Остановившись на возможностях моторного полета, Вильбур указал, что, вероятно, первые летательные машины будут иметь сравнительно небольшую скорость, возможно, немногим больше 20 миль (32 километра) в час, но проблема увеличения скорости в авиации будет значительно легче, чем в мореплавании. Проблема сухопутного и водного транспорта была разрешена в XIX столетии, потому что можно было начать с небольших достижений и постепенно их развивать. Проблема же авиации была оставлена XX столетию, так как здесь нужно достичь высоко развитого искусства, прежде чем совершить хотя бы один продолжительный полет.
Демонстрируя фотографические снимки полетов иа планере в Кити Хок, Вильбур рассказал о том чувстве радости, которое вызывается планеризмом, и предсказал его дальнейшие успехи в будущем:
«Смотря на этот снимок, вы поймете, что радостное возбуждение от планирующего полета не совсем прекращается после выезда из лагеря. В темной фотографической комнатке дома мы испытывали минуты такого напряженного интереса, как и в лагере, когда снимок начинал проявляться на пластинке… Эти медленные парящие полеты в поднимающихся воздушных течениях таят в себе, вероятно, возможности более обширной практики, чем все другие доступные человеку способы летания, но их недостаток в том, что они требуют или сильного ветра, или больших поддерживающих поверхностей. Тем не менее, когда планеристы достигнут большого искусства, они смогут сравнительно безопасно держаться в воздухе часами и благодаря постоянной практике так развить свое знание и искусство, что смогут подниматься высоко в воздух и выискивать воздушные течения, которыми пользуются парящие птицы, чтобы переноситься к любому месту, сначала поднимаясь по кругу, а затем скользя вниз».
Бесспорные выводы из двухгодичных опытов с планером Вильбур суммировал в конце доклада в следующих восьми пунктах: 1) подъемная сила большого аппарата, неподвижно висящего в потоке ветра на небольшом расстоянии от земли, гораздо меньше, чем следовало бы быть по лилиенталевской таблице, при движении аппарата по воздуху это различие не так заметно; 2) отношение лобового сопротивления к подъемной силе в хороших плоскостях меньше при углах атаки от 5 до 12 градусов, чем при угле в 3 градуса; 3) в вогнутых поверхностях центр давления при 90 градусах находится вблизи геометрического центра поверхности и передвигается медленно вперед, когда угол становится меньше, пока не достигнут предельный угол, зависящий от формы профиля и величины вогнутости крыла, после чего центр давления быстро движется назад, пока угол атаки крыла не обратится в нуль; 4) при одинаковых условиях большие несущие поверхности могут быть управляемы не труднее, чем меньшие по размеру, если управление совершается посредством манипуляций с самими поверхностями, а не передвижением тела пилота; 5) лобовое сопротивление каркаса может быть сделано гораздо меньшим, чем обычно считается; 6) оба хвоста, вертикальный и горизонтальный, могут безопасно сниматься при планировании и других опытах летания; 7) горизонтальное положение тела планериста безопасно, и лобовое сопротивление таким образом уменьшается в пять раз по сравнению с вертикальным положением; 8) две бипланных поверхности имеют меньшую подъемную силу по отношению к лобовому сопротивлению, чем каждая поверхность в отдельности, и даже при учете веса и лобового сопротивления стоек и тросов.
Доклад Вильбура был напечатан в декабрьском номере «Журнала Западного общества инженеров» за 1901 г. и благодаря Шанюту стал известен затем во Франции, где капитан Фербер, пробовавший сначала аппарат Лилиенталя, скопировал по описаниям и снимкам планер бр. Райт и начал с ним производить опыты.
Самым главным положительным результатом полетов 1901 г. в Кити Хок было то, что после своего временного разочарования бр. Райт ясно увидели, что без точных аэродинамических данных невозможно разрешить проблему полета. Этих точных данных, как показали их опыты, они не могли найти в аэродинамике того времени, блуждавшей, как они правильно выразились, ощупью в темноте. Насущный для авиации вопрос об изучении сопротивления движущихся в воздухе тел и о возникающих при этом силах в то время только робко намечался в немногих случайных противоречивых работах. Воздушные таблицы Лилиенталя были лучшей практической работой в этом направлении, но и они, как обнаружилось на практике, оказались далеко не точными. Кроме таблиц Лилиенталя, в распоряжении бр. Райт находилась книга проф. Лэнгли «Эксперименты по аэродинамике», но его вычисления казались бр. Райт еще менее точными, чем таблицы Лилиенталя.
«Мы ничем не обязаны Лэнгли», — говорил потом Мак Мэгону Орвил, вспоминая об этом периоде.
Бр. Райт не могли найти в аэродинамике точных вычислений даже для единицы измерения воздушного давления — давление воздуха при скорости движения в одну милю на один квадратный фут плоскости. Результаты различных вычислений разнились здесь на целых 50 процентов.
«Если это простейшее из измерений представляло столько затруднений, — пишет Орвил, — то, что сказать о затруднениях, встреченных теми, кто пытался определить давление при каждом угле, когда поверхность наклоняется все более и более боком к ветру? В XVIII столетии Французская академия составила таблицы, дающие такую информацию, и потом позднее Воздухоплавательное общество Великобритании повторило эту попытку. Многие исследователи также публиковали свои вычисления и формулы, но результаты получались такие противоречивые, что проф. Лэнгли произвел новый ряд вычислений, легших в основу его знаменитого труда «Опыты по аэродинамике». Однако критическое рассмотрение данных, на которых он основывал свои выводы относительно давления при небольших углах, обнаружило такие различные результаты, что многие его выводы были только предположениями. Чтобы работать разумно, необходимо знать действие множества вариаций, которые существуют в поверхностях летательных машин. Давление на квадраты другое, чем на прямоугольники, круги, треугольники или эллипсисы; вогнутые поверхности разнятся от плоских и разнятся между собой при разной величине вогнутости; дуги круга разнятся от дуг парабол, которые тоже разнятся между собой; толстые поверхности разнятся от тонких и поверхности более утолщенные в одном месте, чем в другом, разнятся в давлении, когда положение максимума толщины различно; одни поверхности более эффективны при одном угле, другие — при другом угле. Форма края также дает разницу, так что возможны тысячи комбинаций в такой простой вещи, как крыло».
Чтобы вычислить точно эти тысячи комбинаций, бр. Райт приступили к кропотливым аэродинамическим опытам. На свои опыты они сначала, по их собственному признанию, смотрели как на спорт, но потом невольно подошли к научной стороне проблемы и нашли ее такой захватывающей, что погружались в нее все глубже и глубже.
Измерение сил сопротивления движущегося по воздуху тела в современной аэродинамике производится двумя методами: или тело движется с определенной скоростью по спокойному воздуху, или воздух набегает с определенной скоростью на неподвижное тело. В то время, когда бр. Райт начали свои занятия по аэродинамике, в ней господствовал исключительно первый метод. И Лэнгли и Максим производили свои опыты, вращая предметы или модели рукой по воздуху. При таком способе очень трудно было измерить, под каким углом находилась вращаемая плоскость или модель в тот или иной момент. Кроме того результаты испытаний искажались влиянием центробежной силы в зависимости от большей или меньшей близости вращаемого предмета к центру вращения. Неудивительно, что и результаты опытов получались противоречивые и неточные.
Бр. Райт тоже сначала работали по этому методу. Флюгер на велосипедном руле был одним из таких несовершенных приборов. Потом у них явилась мысль — почему бы, вместо того чтобы вращать и двигать испытуемый предмет по воздуху, не сделать наоборот — пускать движущийся воздух на неподвижный предмет? При таком способе гораздо легче измерять углы, и результаты испытаний будут более точными. Нужно только неподвижный предмет или модель наклонять под разным углом навстречу набегающему потоку воздуха и точно измерять эти углы. Таким образом у бр. Райт возникла идея устройства первой аэродинамической трубы.
Эта труба, или «ветряной туннель», как они его называли, была устроена в их велосипедной мастерской и обошлась им всего в 15 долларов. Труба была деревянная, длиною в 6 футов 16 дюймов в диаметре (внутри). Поток воздуха в трубе вызывался металлическим вентилятором, прикрепленным к оси наждачного колеса, приводимого в движение двухцилиндровым газовым двигателем, находящимся в мастерском. Испытуемые предметы или модели подвешивались в трубе под различными углами, которые автоматически определялись особым угломером. Конечно этот ветряной туннель бр. Райт был очень несовершенен по сравнению с современными аэродинамическими трубами, употребляемыми теперь во всех аэродинамических лабораториях и институтах. Но для своего времени это было замечательное изобретение, сразу же давшее бр. Райт огромное преимущество перед другими изобретателями и подвинувшее их ближе к цели. Только получив ответ на мучившие их вопросы, смогли бр. Райт перейти к дальнейшему практическому осуществлению своего изобретения.
«Сделав предварительные измерения большого числа различных по форме поверхностей, чтобы получить общее представление о предмете, — пишет Орвил, — мы начали систематическое измерение различиях поверхностей с целью выяснить основные причины замеченных разниц в величине их сопротивления. Измерения почти 50 поверхностей при различных углах от 0 до 45 градусов, с промежутками в 2 1/2 градуса, систематизировались в виде таблицы. Эти измерения производились таким образом, чтобы показать также влияние одной поверхности на другую, когда они расположены одна над другой или следуют друг за другом».
Братья испытали в своем туннеле более двухсот моделей различных крыльев, размером от 3 до 9 дюймов в длину. Формы профилей их были различны и испытывались они в различных комбинациях: в виде монопланов, бипланов или мультипланов, а также в тандем (гуськом друг за другом). Модели крыльев делались из листового железа. Некоторые складывались так, что верхней части придавался нужный изгиб и крутой край спереди, а свободные концы соединялись плотно сзади. Другие делались толщиной в один лист, и им тоже придавался различный изгиб. Поверхности имели различную форму — от дуги до круга. Перед испытанием они смазывались слегка воском. Такое систематическое измерение величины сопротивления различных поверхностей и профилей крыльев при различных углах атаки в аэродинамической трубе никогда раньше до бр. Райт не производилось. Неудивительно, что и результаты этих упорных систематических опытов по аэродинамике были решающими для их дальнейшего успеха.
Главным результатом этих аэродинамических опытов бр. Райт было определение так называемого центра давления, т. е. равнодействующей всех сил давления на крыло при различных углах атаки (угол между направлением потока воздуха при полете и касательной к нижней поверхности крыла). В зависимости от наклона крыла при полете, т. е. угла атаки, центр давления оказывается приложенным в различных точках крыла. Знание положения равнодействующей или центра давления совершенно необходимо при конструировании аэропланов для расчетов и устойчивости. После кропотливых опытов с двумястами различных крыльев с разными профилями и после математических вычислений бр. Райт удалось найти законы перемещения центра давления.
Другим важным результатом опытов было определение подъемной силы крыльев и силы лобового сопротивления при разной скорости, И здесь, так же как и в устройстве первой аэродинамической трубы, бр. Райт действовали в согласии с методами современной нам аэродинамики. Они не рассматривали, как это делали многие их современники, подъемную силу и силы лобового сопротивления отдельно, а старались найти соотношение между ними. Отдельные части проблемы не закрывали от них самого важного, целого, их цели — полета. Их занимал практический вопрос о наиболее совершенном устройстве крыльев и летательной машины. Мерою же аэродинамического совершенства аэроплана, его качества (так же как и качества крыла) является отношение подъемной силы его крыльев к величине его лобового сопротивления.
Результаты своих исследований бр. Райт систематизировали в особых таблицах, которые потом служили для них карманной справочной книгой при их дальнейших полетах.
Именно эти свои таблицы имели в виду бр. Райт, когда писали в 1908 г., что «мы надеемся опубликовать результаты наших лабораторных опытов, которые одни сделали возможным раннее разрешение проблемы полета». Однако эти таблицы, сослужившие такую важную роль в изобретении аэропланов, так и остались неопубликованными. Тотчас же после их составления, весною 1902 г., бр. Райт послали один экземпляр Шанюту, а другой доктору Спрату.
Окончив составление таблиц, бр. Райт принялись за конструирование нового планера, который был построен уже с учетом всех сделанных ими аэродинамических изысканий и при испытании подтвердил правильность их выводов.
Теперь уже им не приходилось, как раньше, брести ощупью в темноте, у них в руках были точные, добытые ими самими расчеты.
Летом 1902 г. бр. Райт приготовились к новой поездке в Кити Хок. Вильбур купил в галантерейном магазине тот же муслин «Краса Запада» и так же, как и весной прошлого года, рвал его и сшивал нa швейной машине на лужайке во дворе, на виду у соседей.
В начале августа братья собрались было выехать, но им пришлось задержаться из-за домашних дел. У старика-отца их Мильтона Райт произошли большие неприятности в церковной общине. Один из церковников растратил общественные деньги. Пуритански строгий и честный Мильтон Райт настаивал на том, чтобы об этом было доведено до сведения общины, но другие влиятельные лица возражали против этого, опасаясь, что оглашение растраты уменьшит приток пожертвований. Вильбуру по просьбе старика-отца пришлось принять участие в этой грязной церковной сваре и помочь написать ему обращение к членам общины, доказывающее факт растраты и правильность занимаемой им позиции о необходимости оглашения этого факта. Эту взятую на себя несвойственную ему роль адвоката по церковным делам Вильбур выполнил с присущей ему деловитостью. Обстоятельно и точно написанное обращение возымело свое действие, и противники Мильтона Райта вынуждены были уступить.
Случайно задержавшись из-за этой отцовской истории, братья решили отложить отъезд до конца августа, чтобы выждать более благоприятных осенних ветров. 25 августа Вильбур и Орвил выехали из Дэйтона в Кити Хок. Путешествие туда было довольно длинно и утомительно: приходилось ехать 25 часов по железной дороге в Елизабет-Сити, а оттуда 24 часа на парусном судне до пристани Дошера и затем на лодке к месту лагеря, расположенного среди дюн в четырех милях к югу от Кити Хок. Первая поездка Вильбура в 1900 г. продолжалась почти целую неделю, потом, когда братья лучше ознакомились с дорогой, на нее уходило 3–4 дня.
На место лагеря братья приехали 28 августа. Здесь им прежде всего пришлось восстанавливать свой досчатый сарай, сильно пострадавший от зимних штормов и занесенный песком. Работа эта отняла целых 10 дней. После этого они занялись сборкой планера.
Этот третий по счету планер 1902 г. по своим размерам приблизительно равнялся планеру 1901 г., но отличался от него улучшенной конструкцией. Крылья его имели 32 фута (9,75 метра) в длину и 5 футов (1,52 метра) в ширину; площадь крыльев составляла 305 кв. футов. Передний горизонтальный руль высоты имел 15 кв. футов, а вертикальная поверхность руля 11 2/3 кв. фута. В отличие от предыдущих у планера был сделан вертикальный хвост, который вначале имел 12 кв. футов, потом был укорочен наполовину. Вес планера без нагрузки был 116 1/2 фунтов, вместе же с планеристом он весил 250–260 фунтов, в зависимости от того, кто на нем летал: Вильбур был выше Орвила и весил немного больше. Планер был прочно построен, легко поднимался за концы крыльев. 19 сентября сборка планера, продолжавшаяся 11 дней, была совсем закончена, и в тот же день после полудня братья приступили к его испытанию. Испытание своего нового планера они начали так же, как и с предыдущим планером: они запустили его на привязи, так как хотели на практике убедиться в верности своих расчетов и испытать, будет ли планер в состоянии подниматься вверх при небольшом угле атаки. Результаты этих испытаний вполне подтвердили правильность сделанных ими расчетов. Планер легко поднимался вверх при наклоне в 7 градусов. В этот день было произведено около 25 удачных полетов. Передний руль хорошо действовал даже при угле атаки менее 3 градусов.
На другой день, 20 сентября, после полудня братья приступили к полетам с вершины Чортова Холма с высоты 100 футов. Полеты происходили так же, как и в прошлые годы: один из братьев ложился в особую колыбель или гнездо между разрезом нижней плоскости и, приподнявшись на локтях, управлял руками передним рулем высоты, движением тела вбок скашивая проволочными тросами концы крыльев. Другой брат с помощником брались за концы крыльев и, подняв планер, сбегали с ним вниз по откосу, запуская его в воздух против ветра. После нескольких удачных полетов с Вильбуром чуть было не произошла катастрофа. Он пролетел 11 сек. и покрыл расстояние в 200 футов, когда планер стал скользить на правое крыло. Полет происходил немного наискось к ветру, и ветер приподнял левое крыло. Вильбур быстро реагировал на это, но, позабыв, что система управления планера несколько отличалась от прошлогодней, — сделал по старой привычке не то движение, какое требовалось. Планер сел на хвост до 45 градусов, замедлил движение и начал падать. Вильбур быстро исправил свою ошибку, повернул руль вниз и подался телом вперед. Орвил смотрел снизу с волнением на планер и вздохнул с облегчением, когда увидел, что Вильбуру удалось благополучно спланировать на песчаный пляж, ударившись правым крылом о землю.
Несмотря на то, что Вильбур находился на небольшой высоте, падение с планером грозило ему серьезной опасностью, так как и Лилиенталь и Пильчер разбились, упав с такой же высоты.
В тот же день был сделан ряд скользящих полетов с небольшой дюны, имевшей склон в 7 градусов, с целью проверки приспособления для перекашивания концов крыльев. Испытания этого дня закончились удачным полетом Вильбура на 140 футов с северо-восточного склона дюны.
После этих испытаний тросы были перетянуты так, чтобы придать вогнутость крыльям, при которой концы расположились на 4 дюйма ниже центра. После перетяжки аппарат был испробован на привязи, как воздушный змей, и результаты оказались удовлетворительными. Происходившее раньше переворачивание крыла, обращенного в сторону ветра, прекратилось, и планер стал летать гораздо лучше. После нескольких менее удачных попыток Орвил сделал полет, на 160 футов при угле спуска в 5,57 градуса с вершины Чортова Холма. Вскоре затем Вильбур стал испытывать перекашивание концов крыльев и нашел, что оно действует отлично, если им правильно управлять. При этом было обнаружено, что аппарат выказывает стремление к неожиданному подъему вверх при ветре, ударяющем в одно крыло, и что это можно преодолевать небольшим наклоном вниз переднего руля высоты. При одном из полетов Орвила планер, пролетев 175 футов, неожиданно поднялся круто вверх, замер в воздухе и с поднятым одним крылом стал опрокидываться назад. Орвилу все же удалось благополучно спуститься вниз, ударившись сильно поднятым (почти на 45 градусов) крылом о землю, однако благодаря прочности конструкции аппарат не пострадал.
23 сентября с Орвилом чуть было не произошла катастрофа. Он начал полет, отпустив рычаги, чтобы потом приступить к управлению уже во время полета, как вдруг заметил, что одно крыло поднялось выше другого и что планер скользит в сторону опущенного крыла. Орвил стал выпрямлять аппарат перекашиванием крыльев, но крыло поднялось еще выше. Решив, что он ошибся, Орвил, всецело занятый выпрямлением поперечной устойчивости аппарата, изогнул концы крыльев под предельным углом. Аппарат, перекинувшись назад, начал падать в сторону опущенного крыла с высоты в 25–30 футов, что еще раньше Орвила заметили внизу Вильбур и Дан Тэйт. Планер упал и разбился, Орвил же, к счастью, не пострадал.
В те дни, когда нельзя было производить полеты, братья занимались наблюдением за птицами. С особенным интересом наблюдали они за сарычами, которых было очень много в Кити Хок.
Братья вели дневник во время своих пребываний в Кити Хок. К сожалению, до сих пор дневники не опубликованы и известны только в выдержках. В дневниках этих велась краткая запись того, что происходило за день. Не придавая особого значения своим дневникам, братья складывали их потом дома, и одна из тетрадей, а именно записи Вильбура, относящиеся как раз к периоду пребывания в Кити Хок в 1902 г., пропала.
Приводим то, что опубликовано.
Пятница 29 авг. — Устроена кухня и хорошо расчищено 16 футов.
Понедельник 1 сент. — Поднимали постройку, устроили постели, так что хватит на полгода.
Суббота 6 сент. — Прикрепили постели к потолку. Наблюдали, как парят орлы.
Понедельник 8 сент. — Начали сборку планера после того, как отогнали местных свиней и прикончили двух мышей.
Вторник 9 сент. — Проработали 8 часов, каждый порознь за сборкой планера.
Среда 10 сент. — Шили и прикрепляли крылья, не весь день.
Пятница 12 сент. — Прикрепляли ребра и покрышку крыльев; осматривали поверхность вершины холма.
23 сентября с Орвилом произошел описанный выше несчастный случай. Планер опрокинулся назад и упал с высоты 30 метров. Орвил, к счастью, остался невредим, но планер сильно пострадал. Однако братья быстро его исправили и продолжали полеты. Тут же после записи о счастливо окончившемся падении в дневнике Орвила идут шутливые записи о надоедавшей ему по ночам назойливой мыши:
Пятница 26 сент. — Изобрел смертельную ловушку для несчастной, но очень надоедливой мыши.
Из записи следующего дни, в субботу 27 сентября, мы видим, что Орвил проснулся ночью, разбуженный пробежавшей по его лицу мышью. Узнав об этом, Вильбур посоветовал брату закрываться с головой, а то мышь еще попадет ему в рот, и он разжует ее во сне. (Наконец надоедливая мышь пошла на приманку и отведала отравленный кусок кукурузного хлеба, но это не произвело, видимо, большого действия. Только спустя неделю Орвил отметил в журнале гибель своего ночного врага:
Понедельник 6 окт. — Мышь скончалась естественной смертью.
Окончательную свою форму принял и стал вполне устойчив и управляем планер только после устройства подвижного вертикального руля сзади. Эта как будто простая проблема была разрешена братьями далеко не сразу и доставила много затруднений. Планер 1902 г. в отличие от предыдущих с самого начала был снабжен вертикальным хвостом, но хвост этот был неподвижен. Устроен он был для поддержки поперечной устойчивости и для противодействия замеченного в прошлогоднем планере стремления вращаться вокруг своей оси и переворачиваться при перекашивании крыльев.
«Мы решили применить поверхность сзади, — рассказывает Вильбур, — и ради простоты решили применить прикрепленную вертикальную поверхность, так как мы рассчитывали, что если аппарат будет стремиться перевернуться на вертикальной оси, то поверхность сзади будет все больше и больше подставляться ветру и остановит дальнейшее заворачивание аппарата. Когда мы испытали аппарат, то нашли, что при благоприятных условиях он выполнял то, что мы ожидали, так что мы могли управлять поперечной устойчивостью и править направо и налево манипуляциями одних концов крыльев».
Вскоре братья заметили, что неподвижный вертикальный руль сзади иногда, особенно при боковом ветре, не только не оправдывал своего назначения, но даже как будто усиливал стремление аппарата к скольжению на одно крыло.
«Но когда мы продолжили наши опыты, — пишет Вильбур, — то нашли, что ожидаемые результаты не всегда достигались. Иногда аппарат наклонялся на сторону и скользил на землю, несмотря на усиленное перекашивание концов крыльев. Это казалось очень странным. Иногда аппарат вполне слушался управления, а иногда без всякой видимой причины совершенно отказывался повиноваться. Время от времени он падал на землю и делал такой резкий спуск, что мы удивлялись, что отделывались без повреждений. После нескольких таких случаев мы стали наконец замечать, при каких условиях это происходило. Казалось, что когда аппарат наклонялся в сторону, то он начинал скользить вбок, согласно хорошо известному закону тяготения, совершенно так же, как скользят сани с горы или шар катится по наклонной поверхности, со все увеличивающейся скоростью. Если наклон был несколько хуже, чем обычно, или если пилот несколько запаздывал с поперечным управлением, то аппарат скользил на сторону так быстро, что его боковое движение заставляло вертикальную поверхность испытывать давление воздуха со стороны, обращенной к опущенному, а не к поднятому крылу, как мы предполагали. При таком положении дел вертикальная плоскость вместо противодействия стремлению аппарата к вращению вокруг вертикальной оси, происходившему вследствие разницы сопротивления перекошенных крыльев на правой и левой стороне, наоборот, способствовала ему, и результат получался еще более худший, чем без вертикального хвоста».
Братья довольно долго бились над задачей, как устранить это затруднение. В записи своей от 2 октября Орвил рассказывает, что ночью он не мог уснуть и ворочался, покачиваясь на своей подвешенной под потолком брезентовой койке. Дневные полеты не только снились братьям во сне, но и преследовали их навязчивыми мыслями. Неудивительно, что Орвил, лежа в бессоннице, стал упорно думать о мучившей обоих братьев задаче — о непослушном хвосте. И неожиданно у него блеснула удачная, хотя и очень простая мысль: а почему бы им не сделать вертикальный руль подвижным? Поворачивая тогда подвижной руль в сторону приподнятого крыла, можно будет уменьшать скорость и излишнюю подъемную силу и таким образом восстанавливать нарушенное поперечное равновесие. Утром, встав, Орвил тут же сообщил о своей мысли брату и записал об этом в дневник. Вильбур после короткого разговора согласился с братом и принял его предложение, тут же, как всегда, дополнив его своим очень существенным улучшением. Раз вертикальный руль можно будет поворачивать в тот момент, как перекашиваются концы крыльев, то лучше соединить руль и крылья проволочным тросом, чтобы действовать на них одновременно. Тогда одним рычагом можно будет управлять поперечной устойчивостью, другой же рычаг будет служить для продольной устойчивости.
«Мы думали, — вспоминал потом об этом Вильбур, — что если наше наблюдение верно, то необходимо устроить вертикальную плоскость подвижной, для того чтобы давление на стороне опущенного крыла уменьшалось и переносилось на сторону поднятого крыла. Мы провели несколько дней в опытах, чтобы удостовериться, что в этом действительно заключается причина затруднения… Ради простоты мы решили соединить тросы, управляющие вертикальным хвостом, с тросами, перекашивающими крылья так, чтобы пилот вместо управления тремя вещами сразу следил бы только за передним горизонтальным рулем и приспособлением для перекашивания крыльев.
В первый раз в истории мира, — подчеркивает Вильбур, — подвижной вертикальный руль применялся для направления или устойчивости летательной машины. В первый раз также подвижной вертикальный руль в соединении с крыльями, подставляемыми под различными углами атаки, применялся для управления устойчивостью и движением летящего аэроплана. Мы первые применили подвижной вертикальный руль в аэроплане. Мы первые применили перекашивание крыльев. Мы первые применили и то и другое в комбинации на летающем аэроплане».
Разговор между братьями происходил утром 3 октября, и уже на следующий день к вечеру подвижной руль был устроен. Орвил, отметив в своем дневнике под датой «суббота 4 октября» это важное обстоятельство, вместе с тем сообщает, что запас провианта в лагере истощился: нет ни масла, ни бэкона и очень мало консервов. А между тем на другой день должны были приехать Шанют и Геринг. В воскресенье 5 октября шел дождь и весь день пришлось провести в сарае. Обед в честь новоприбывших был довольно скудным. Зато разговоры затянулись до необычайно позднего часа — до десяти вечера.
Испытания планера с заново устроенным вертикальным рулем начались в понедельник 6 октября и сразу же дали хорошие результаты. В течение следующих десяти дней бр. Райт сделали около семисот удачных полетов. Планер хорошо сохранял устойчивость, слушался управления, поднимался вверх и спускался вниз, поворачивал направо и налево. Он плавно парил против ветра, имевшего скорость около 35 миль в час, и легко покрывал расстояние в 600 футов. Иногда Вильбур почти неподвижно парил в воздухе, не спускаясь с холма и не теряя высоты в течение нескольких секунд.
— Мы сделали ряд полетов, — вспоминает Орвил, — при которых оставались в воздухе более минуты, часто долго паря на одном месте без всякого спуска. Неудивительно, что наши необразованные помощники думали, что плaнepy для того, чтобы бесконечно держаться в воздухе, нехватает только птичьих перьев!
Выслушивая эти наивные предположения своих помощников, братья только улыбались. Они сами хорошо знали, что их планеру, для того чтобы долго летать, нехватает только одного: мотора.
Oктав Шанют, так же как и прошлый год, принял участие в планерных испытаниях. Он сконструировал два новых планера, которые должен был собрать и испытывать его помощник Геринг. Вместе с Шанютом в лагерь приехал также доктор Спрат. Геринг, хотя он и работал у обоих пионеров авиации Лэнгли и Шанюта, оказался значительно хуже прошлогоднего помощника Хаффейкера, по недосмотру которого был разбит недостроенный планер Шанюта. Если Хаффейкер под разными предлогами увиливал от кухонной работы, то Геринг старался под разными предлогами увильнуть от полета на собранных им по чертежам Шанюта планерах. Когда же ему пришлось наконец полететь, то он упал в обморок. Доктор Спрат, присутствовавший при этом пробном полете Геринга, ощупал его пульс. Оставшись наедине со Спратом, Геринг, видимо, обеспокоенный, стал допытываться:
— Я слышал, что они называют вас доктором. Вы что, — действительно доктор медицины?
— Старый плут! — рассказывал потом об этом случае доктор Спрат, — я сразу же сообразил, в чем дело.
Неудивительно, что порученные такому планеристу оба планера Шанюта — один биплан, другой мультиплан — оказались неудачными. Хотя Шанют уже привык к таким неудачам и они не охлаждали его авиационного энтузиазма, он все же был неприятно поражен и разочарован. Тем более, что новый планер бр. Райт на его глазах показал изумительные достижения. Шанют, которого называли в то время отцом авиации и который действительно много сделал для пропаганды авиации, не сумел воспользоваться ни посланными ему бр. Райт аэродинамическими расчетами, ни тем новым, что он видел в конструкции их планеров. Пионеры французской авиации оказались дальновиднее Шанюта и воспользовались потом, после его лекции в Париже и демонстрации снимков, достижениями бр. Райт.
Шанют с энтузиазмом приветствовал достижения бр. Райт и сфотографировал их планер во время полета Вильбура. Этот снимок с планера зимой того же года демонстрировался на лекции Шанюта в Париже и много дал французским изобретателям.
Геринг, видя удачные полеты братьев и слыша восторженные похвалы Шанюта, понял, что он может здесь поживиться. Бр. Райт были неприятно удивлены, когда неожиданно услышали от Геринга, что он тоже собирается приехать сюда в Кити Хок на следующее лето, но уже со своим собственным аппаратом.
— Я поеду домой в Чикаго через Вашингтон, — случайно проговорился в день отъезда за завтраком Геринг.
Братья обменялись многозначительным взглядом, им было ясно, что Геринг затевает какую-то аферу.
— Я тоже поеду с вами через Вашингтон, — заявил решительно Шанют, не доверявший своему помощнику.
Шанют уехал вместе с Герингом 14 октября. В Вашингтоне он встретился и разговаривал с Лэнгли. Геринг куда-то исчез. Полученное через несколько дней Шанютом письмо от Лэнгли разъяснило таинственное исчезновение Геринга. Оказалось, что он сделал предложение Лэнгли воспользоваться тем, что ему удалось подсмотреть в планере бр. Райт. Письмо Лэнгли вместе с тем ясно показывает, какое впечатление произвели на него рассказы Шанюта об удачных полетах бр. Райт. Вот что писал Шанюту Лэнгли:
Смиссонианский институт. Вашингтон, Колумбия. Октября 17, 1902 г.
Дорогой мистер Шанют!
Я бы очень хотел получить сообщение о тех исключительных результатах, которых, как вы мне говорили, достигли бр. Райт. Сегодня я получил письмо от мистера Геринга, который находится в городе. Он пишет о том, что хотел бы предложить на мое рассмотрение кое-какие свои соображения относительно возможности достижения большей подъемной силы в зависимости от устройства поверхностей, их формы и вогнутости. Зная, что он последнее время работал с вами, я догадался, что он вероятно присутствовал вместе с вами при опытах бр. Райт и имеет их в виду в своем письме. Как бы то ни было, я не нашел возможным принять его опять на службу в Смиссонианский институт. Искренно преданный вам С. П. Лэнгли Секретарь
Несмотря на весь свой интерес к опытам бр. Райт, Лэнгли решительно отверг темное предложение Геринга: это было не товарищеским поступком не только по отношению к бр. Райт, но и к Шанюту, с которым его связывала многолетняя дружба и общее увлечение авиацией. Лэнгли, однако, не отказался от мысли получить нужные ему сведения легальным путем непосредственно от Шанюта и бр. Райт. Почти одновременно с вышеприведенным письмом к Шанюту Лэнгли отправил следующую телеграмму бр. Райт:
Вашингтон. Колумбия, 19 октября 1902 г. М-ру Райт Кити Хок, Северная Каролина. М-р Шанют заинтересовал меня вашими опытами. Успею ли я еще их увидеть? Пожалуйста сообщите мне. С. П. Лэнгли Секретарь, Смиссонианский институт.
Бр. Райт ответили Лэнгли, что они уже закончили свои полеты и покидают лагерь.
Тогда Лэнгли через Шанюта сделал предложение бр. Райт приехать к нему в Вашингтон. В своем письме к Шанюту от 7 декабря 902 г. Лэнгли писал:
«Я бы очень хотел узнать побольше о том, что сделали бр. Райт, и особенно о их способе управления, который вы находите гораздо лучшим, чем способ Пено. Я был бы очень рад, если бы кто-нибудь из них приехал в Вашингтон на мой счет, чтобы ознакомить меня с их достижениями в этой области, если только они на это согласны».
Эти письма и телеграммы ясно показывают, что Лэнгли был не только заинтересован опытами бр. Райт, но и усиленно старался ознакомиться с их достижениями. Вслед за Шанютом и другой прославленный пионер авиации того времени Сэмюэль Лэнгли оказался неожиданно для себя уже не в положении учителя, а ученика бр. Райт. Сам Лэнгли держал свои опыты в большом секрете и пользовался при своих работах целым штатом опытных механиков и инженеров. Очевидно он думал привлечь к этой работе и бр. Райт. Но братья ответили вежливым отказом на это предложение приехать в Вашингтон в гости к знаменитому ученому-изобретателю. У них не было для этого ни времени, ни охоты. Они были по горло завалены своей работой и хотели сами довести до конца свое изобретение.
— Полеты планера 1902 г., — пишут в своей статье бр. Райт, — показали наглядно хорошее действие нашей системы достижения устойчивости, а также правильность нашей лабораторной работы, на которой базировалась конструкция планера. Мы почувствовали себя подготовленными к тому, чтобы заранее вычислять качество машин с той степенью точности, которая прежде была недостижимой с данными и таблицами наших предшественников. Еще до отъезда из лагеря в 1902 г. мы занялись проектированием нового аппарата, который должен был приводиться в движение мотором.
После отъезда Шанюта и Геринга бр. Райт еще с неделю оставались в своем лагере. Наступившие холодные осенние ночи торопили их с отъездом. В дневнике своем в среду 15 октября. Орвил отметил, что ночью было так холодно, что они озябли под четырьмя одеялами. В этот же день Орвил сделал пращу, чтобы отгонять назойливых свиней, подрывавших стенки сарая. В пятницу 17 октября братья бродили по пляжу и собирали раковины и морские звезды в подарок для своих маленьких племянников и племянниц, детей Лорина. Они сами были веселы и шаловливы, как дети: теперь они знали, что главная проблема авиации разрешена и что еще недолго остается работать до полной победы над воздухом.