Самолёт братьев Райт
В начале XX в. дирижабли уже бороздили небеса, но человечество всё ещё не оставляла многовековая мечта освоить свободный манёвренный полёт, подобный полёту птицы. Изучение законов аэродинамики и многочисленные опыты позволили американцам — братьям Уилбуру и Орвиллу Райтам — в 1903 г. совершить успешный полёт на первом пилотируемом самолёте, открыв эру самолётостроения.
На крыльях мечты
Ещё древние греки создали миф об Икаре, взлетевшем к солнцу на крыльях из скреплённых воском перьев и разбившемся, когда солнечный жар растопил воск. В последующие века многие испытатели летательных аппаратов разделили судьбу Икара. Эскизы машин с машущими крыльями найдены и в дневниках Леонардо да Винчи. Но идея машущего полёта оказалась несостоятельной.
В середине XIX в. английский изобретатель Дж. Кейли, изучавший законы аэродинамики по полёту птиц, понял, что под крылом, рассекающим воздушный поток, создаётся давление воздуха, служащее аэродинамической подъёмной силой. Он предложил использовать парящий полёт — планирование на неподвижных крыльях. Но сделанные им макеты планеров плохо держались в воздухе.
В 1890-х гг. немецкий инженер О. Лилиенталь открыл, что для создания подъёмной силы изгиб верхней части крыла должен быть больше, чем нижней. Разницу давлений неравномерно рассечённого воздушного потока использовали ещё изобретатели латинского паруса, но Лилиенталю первому пришло в голову применить это в самолётостроении. Он сделал 11 летательных аппаратов и погиб в 1896 г. на очередных испытаниях.
Секрет крыла
В числе последователей Лилиенталя оказались владельцы велосипедной фабрики братья Райт. Имея средства и технические знания для авиаконструирования, они начали опыты с определения профиля крыла. Воздушный поток Райты получали при разгоне велосипеда. На закреплённое на нём горизонтальное колесо они насаживали маленькие модели крыльев с разными профилями и по поворотам этого колеса судили о создаваемой ими подъёмной силе.
В 1901 г. Райты перенесли эксперименты в аэродинамическую трубу, в которой воздушный поток нагнетал вентилятор. Так, Райты выяснили, что длинные и узкие крылья обладают лучшими аэродинамическими показателями, чем широкие крылья, до тех пор использовавшиеся авиаконструкторами, например русским изобретателем А.Ф. Можайским.
Первые испытания
Рассчитав размер и форму крыльев, Райты построили большой планер-биплан, аппарат с двумя расположенными одно над другим крыльями, удваивавшими площадь несущей поверхности. Братья сначала решили добиться устойчивости и управляемости безмоторных моделей. Испытания показали, что неудачи Лилиенталя и других авиаторов, идущих по его пути, связаны не только с формой крыла, но и с тем, что их аппараты легко опрокидывались в воздухе.
Райты поняли, что сложная траектория движения планера в воздухе определяется его вращением вокруг трёх осей — продольной, вертикальной и поперечной. Для управления этими вращениями братья использовали вертикальные и горизонтальные рули, с помощью которых пилот мог выровнять машину при заваливании в любом направлении. В 1902 г. они построили планер с рулями управления и совершили сотни устойчивых пилотируемых полётов продолжительностью до 26 сек. на расстояние не более 190 м.
От планера к самолёту
Для создания моторизованного планера — самолёта — нужны были лёгкий и достаточно мощный двигатель и движитель — винт (пропеллер). Испытав ряд моделей винтов в аэродинамической трубе, братья остановились на паре двухлопастных винтов. Приятель-механик по заказу Райтов сделал бензиновый ДВС из алюминия, отказавшись от тяжёлых карбюратора и топливного насоса. Бензин самотёком по резиновой трубке поступал из топливного бака в цилиндры двигателя. Вращение двигателя передавалось винтам через велосипедную цепную передачу. Первый успешный полёт на самолёте, названном «Флайер-1», совершил Орвилл Райт в 1903 г., пролетев 36,5 м за 12 сек. Эта дата считается датой рождения авиации.
Развитие идеи
Райты создали несколько моделей «Флайеров», добившись длительности полёта в 1 мин. 45 сек. и возможности совершать повороты. Их разработками заинтересовались ряд французских компаний и армия США. Но главное, пример Райтов побудил сотни энтузиастов по всему миру сооружать самолёты различных конструкций.
Серьёзным успехом стал моноплан (самолёт с одним крылом, разделённым в центре корпусом), созданный французом Л. Блерио. В 1909 г. с рекордной скоростью 60 км/ч Блерио перелетел на нём из Франции в Англию через пролив Ла-Манш. Его самолётами заинтересовались почтовые компании и военные. Первым серийным самолётом стал французский биплан братьев Фарман «Фарман М.Ф.7» 1913 г. «Фарманы» участвовали в воздушных боях Первой мировой войны, и только в России их произвели более 1,5 тыс.
