Первый самолет

Можайский начал собирать свой самолет еще в 1881 году. Ему разрешили производить сборку на Красносельском военном поле, вблизи казарм Николаевского военного училища.

Дорога из Петербурга в Красное Село стала привычной для Александра Федоровича. Кучером у Можайского был паренек лет четырнадцати, по фамилии Герасимов. Юный возница прекрасно знал, куда надо доставить почтенного моряка и уверенно довозил до военного поля, к площадке, огороженной забором, месту, где строился самолет.

В наши дни Герасимов, уже в преклонном возрасте, хорошо помнил отставного моряка, которого так часто возил. Многими важными сведениями обязана история авиации памяти Герасимова. Он сообщил, где находилась площадка, сарай-мастерская, кто работал с Можайским, помогая ему создавать самолет.

В Красное Село Можайский ездил чуть ли не ежедневно. Знаком был и каждый поворот проселка от станции до места постройки самолета. [207] Дорога убегала из-под колес пролетки. По обе стороны ее стлались поля. Вдоль проселка, точно охраняя его от железной дороги, шагали столбы телеграфа. Вдали дымил заводский Питер, застилая горизонт пеленой дыма. Можайский не обращал внимания на все это. Его осаждали мысли, невеселые и тягостные, хотя заветная мечта и была близка к осуществлению.

Да, самолет строился. Строился на площадке, огороженной забором, под открытым небом. Постройка летательного аппарата никого не интересовала, кроме случайных посетителей, да рабочих, которые помогали Можайскому. Они работали не за страх, а за совесть, и без их помощи работы не удалось бы закончить в срок.

Можайского угнетало безденежье. Оно крепко подружилось с изобретателем с того самого дня, когда он, оставив все свои дела, задумал создать самолет. Можайский занимал деньги, продавал, закладывал то, что еще уцелело, перезакладывал и снова занимал. А деньги таяли — платить приходилось за все: за материалы, рабочим, даже за постройку, по приказанию какого-то начальника, забора вокруг места сборки самолета.

В 1881 году Можайский, испытывая крайнюю нужду в деньгах, решил обратиться к Александру III, только что вступившему на престол.

Многое изменилось со дней молодости Александра Федоровича. Казалось, вековая косность русских самодержцев была сломлена. Строились новые фабрики, заводы, железные дороги. На флоте уже не приходилось доказывать преимуществ паровых кораблей над парусными. Паровая машина [208] прочно укоренилась во всех областях народного хозяйства. Настал век пара, развивалась промышленность. Стране с ее новым капиталистическим укладом нужен скоростной транспорт, нужны железнодорожные пути, понадобятся и воздушные линии. И наверное молодой Александр III оценит значение его, Можайского, трудов. А раз оценит, то и денег отпустит.

Можайский написал министру и просил выдать необходимые для продолжения работ по строительству самолета пять тысяч рублей.

Но напрасно Можайский надеялся на монаршую милость. Напуганный событиями 1 марта 1881 года, когда народовольцы, бросив бомбу, убили его отца — Александра II, новый царь был настроен реакционно. И всякое новшество, будь оно технически полезное, казалось царю революционным. А всего революционного царь и его правительство боялись больше всего на свете.

Ответ пришел быстро, но совсем не такой, какого хотел Можайский. Сухо и коротко извещали изобретателя:

«... Высочайшим повелением от 7 июля 1881 года просьба г. Можайского отклонена, о чем последнему Главным инженерным управлением было сообщено в отзыве от 11 июля 1881 года за № 7484».

Итак, надежды на помощь царя не оправдались. Между тем следовало спешить: в феврале 1883 года истекал срок привилегии, когда самолет должен быть закончен и показан официальной комиссии. Если это не будет сделано и заключение комиссии не будет передано в департамент торговли и мануфактур, — то всякий, кто пожелает, получит право [209] беспрепятственно и безвозмездно пользоваться изобретением.

Наконец, весной 1882 года Можайский закончил постройку самолета и собирался показать свою машину официальной комиссии.

Самолет получился таким, каким и задумал его Можайский. Четырехколесная тележка поддерживала лодку. Большие, тонкие, прямоугольные в плане крылья были прикреплены к палубе лодки. От земли крылья отстояли больше, чем на два метра. Гладкие, хорошо выструганные, слегка изогнутые вдоль размаха крыла обрешетины образовывали каркас крыльев. И корпус лодки и каркас крыльев были обтянуты тонкой шелковой желтой материей, пропитанной лаком.

В лодке были укреплены две мачты. От их вершин к крыльям протянулись тонкие, но прочные стальные тросы. К корме лодки прикреплялись два руля — вертикальный и горизонтальный. С кабиной управления они соединялись стальными тросами. Оба двигателя располагались в передней части лодки: меньший был немного выдвинут от середины лодки, больший — еще ближе к носу. Из трех винтов, покрытых серым лаком, о четырех лопастях каждый, два находились в прорезях крыльев, против меньшего двигателя, третий, приводимый в действие большим двигателем — на носу лодки.

Все было почти таким же в этой машине будущего, как задумал Можайский почти десяток лет тому назад, как чертил, подавая материалы для получения привилегии. Но некоторые изменения Можайский вынужден был сделать в ходе постройки самолета. Так, стальные угольники не подошли [210] для каркаса крыльев, лодки и хвоста, оказавшись слишком тяжелыми. Александр Федорович заменил их сосновыми брусками. Если важно не перетяжелить конструкцию корабля, то для самолета экономия в весе еще важней. Можайский экономил в весе, где только мог, например, указав выделать сосновые бруски так, чтобы в сечении они стали не квадратными, а уголковыми.

Поменял изобретатель и расположение винтов. Сначала он думал поставить два меньших винта возле задней кромки крыла, но оказалось целесообразнее вернуться к тому, что было испробовано еще на моделях: один, большой — впереди, в носу лодки, а два меньших — в прорезях крыльев, неподалеку от передней кромки. При этом центр тяжести самолета переместился вперед, а из испытаний моделек Можайский знал, что это улучшает устойчивость.

Еще в те годы, когда он разрабатывал свой проект самолета, когда защищал его на заседаниях комиссий, когда создавал двигатели и начинал собирать самолет — Александр Федорович не раз мысленно представлял себе, как впервые поднимется в воздух созданная им машина. Сперва винты будут вращаться медленно, потом все быстрее и быстрее. Вздрогнув всем корпусом, самолет тронется с места и побежит по плотному деревянному настилу, увеличивая скорость. Вдруг расстояние между самолетом и его тенью начнет возрастать, и по полю быстро побежит четкая тень летящего самолета. Слегка покачиваясь, в первом полете двигаясь только по прямой, будет лететь его самолет.

Летчик ощутит совершенно незнакомое чувство, которого не испытал ни один воздухоплаватель. [211] Полет не вслепую, не по капризу ветра, а туда, куда человек прикажет лететь своей машине.

Он увидит необычайное зрелище, под его машиной стремительно будет проноситься земля. А этого ощущения никогда не испытают воздухоплаватели, поднимающиеся на аэростате.

В мечтах Можайский представлял себе полет так, как моряк вспоминает свое плавание на корабле.

Но разум подсказывал: мало построить самолет, надо научиться летать. Надо овладеть техникой полета так, как моряк умеет водить суда. И как знать, какие требования предъявит самолету первый полет. Быть может, после полета придется увеличивать мощность двигателя, усиливать прочность машины, добиваться еще большей устойчивости...

Но пока самолет еще не летал. В июне 1882 года, по просьбе Можайского, специальная комиссия Петербургского военного округа осмотрела законченный сборкой самолет. Какое заключение высказала эта комиссия — неизвестно, так как никаких документов не сохранилось, но, видимо, комиссия дала положительный отзыв, так как департамент торговли и мануфактур не отменил привилегии, полученной Можайским.

Самолет был построен, несмотря на заговор молчания, на безразличие и равнодушие официальных кругов, несмотря на противодействие врагов России. Тогда высшее военное начальство решило как-то отметить это событие, чтобы показать, что понимает значение самолета, что ценит энергию и настойчивость изобретателя. В последних [212] числах июля 1882 года Александр Федорович был произведен в генерал-майоры с увольнением в отставку.

После осмотра построенного самолета официальной комиссией начался новый этап — испытания самолета. К сожалению, и об этом этапе сохранилось очень мало документов. Лет сорок тому назад в газете напечатали рассказ человека, который много раз видел самолет и не раз беседовал с Можайским. До наших дней, отделенных от дней испытаний почти семью десятками лет, дожили некоторые очевидцы этих испытаний — старые жители Красного Села. Но время стерло из их памяти подробности, да многого они и не могли знать — в те далекие годы они были малолетними детьми, простыми крестьянскими ребятами, любопытствующими, что это за невиданную машину с огромными распластанными крыльями строит старый моряк.

Для того, чтобы воссоздать картину испытаний, пришлось тщательно собирать отдельные, иной раз очень мелкие факты; внимательно перелистывать сотни старых журналов, чтобы разыскать там несколько десятков разбросанных в разных статьях и заметках строк, пересмотреть множество пожелтевших от времени архивных документов.

Удалось установить, что испытания самолета не были завершены в 1882 году, а продолжались летом 1883 и 1884 года. Каждый раз Можайский получал от Петербургского военного округа специальное разрешение на производство испытаний своего самолета. Так, например, в выписке из исходящего журнала Петербургского военного округа за № 2377, сохранившейся в одном из архивов страны, сообщалось, что 24 июня 1884 года выдано «удостоверение [213] отставному генерал-майору Можайскому о производстве опытов в Красносельском лагере воздухоплавательных аппаратов».

Можно ли предполагать, что Можайский, закончив сборку самолета, сразу же попытался произвести на нем полет? Конечно, нет. Так мог бы поступить только очень легкомысленный изобретатель. Полету должны предшествовать всесторонние испытания и проверка всей машины. Можайский имел опыт корабельных испытаний и понимал, что поставленные задачи надо решать последовательно и потому не мог легкомысленно отнестись к самым ответственным испытаниям — испытаниям готового, созданного им самолета.

Сперва нужно было опробовать паровые машины на стоянке — посмотреть, исправно ли поступает топливо, быстро ли вырабатывается пар, надежно ли работает система охлаждения. Подложив колодки под колеса, прикрепив самолет якорями к земле, надо было проверить, достаточно ли жестка конструкция самолета, не вибрирует ли она от мощной струи воздуха, гонимой вращающимися винтами. Предстояло проверить всю тросовую передачу к рулям, работу штурвалов и самих рулей, чтобы они не могли подвести в полете. В наши дни, раньше чем оторвать от земли опытную машину, сперва ее заставляют пробежаться по земле, совершают, как принято говорить, — рулежку самолета, потому что нужно убедиться в надежной работе всех деталей не только при стоянке, но, главное, при движении самолета. Только после проведения всех этих наземных испытаний производят первый полет [214] нового самолета. Так же, вероятно, поступал и Можайский.

Ему удалось выполнить всю программу испытаний своего самолета: воздухолетательный аппарат был построен, испытан, на нем был совершен полет. Великий русский изобретатель Александр Федорович Можайский воплотил в действительность давнишнюю мечту людей — открыл эру летания на аппаратах тяжелее воздуха.

В годы, когда проходили испытания самолета, Можайскому было далеко за пятьдесят; в таком возрасте трудно управлять самолетом, и честь совершения первого полета выпала на долю механика, активного помощника Можайского по сборке самолета. О «механике, управлявшем машиною» Можайского, писал в 1903 году Евгений Степанович Федоров, не назвав, к сожалению, его фамилии.

Остался также неизвестным и точный день совершения полета. Нет актов испытаний, нет документов, рассказывающих о тех изменениях, которые неизбежно вносились в ходе испытаний в конструкцию самолета, нет, наконец, документа, который бы в прямой форме фиксировал день полета. Видимо, все это носило характер личных записей Александра Федоровича — но его личный архив не дошел до нас.

Часто высказывалось мнение, что полет самолета Можайского произошел 20 июля 1882 года. Однако прямыми доказательствами эта дата не подтверждается.

Вероятнее предполагать, что полет произошел летом 1883, или даже летом 1884 года. К этому времени сам Александр Федорович просил создать [215] комиссию из членов Русского технического общества. Такая комиссия под председательством М. А. Рыкачева собиралась. Она ознакомилась с самолетом и в решении, подписанном 22 февраля 1883 года, отметила, что самолет Можайского «уже почти готов».

Активный деятель VII отдела Русского технического общества, Аркадий Васильевич Эвальд, в одном из своих докладов, прочитанном в марте 1883 года, говорил:

«Из числа более практических и более научных проектов, от которых можно ожидать каких-нибудь результатов, я должен указать на аппарат г. Можайского, который сооружается в Петербурге...»

«Это один из аппаратов, которые подают наиболее надежд для своего осуществления, потому, что он основан на тех строго научных данных, которые нам хорошо известны, а не составляют плода фантазии, ни на чем не основанной».

«Можайскому удалось изобрести машину, каких до сих пор еще не было, и, действительно, его машина вместе с котлом весит 14 1/2 фунтов (на 1 л. с. мощности — В. К.), и это не проект, а такая машина существует, так что остается только испробовать ее в применении к аэроплану. Если все наши теоретические предположения о движении аэроплана в воздухе не ложны, то я не сомневаюсь, что г. Можайский на своем аэроплане поднимется, и задача многих веков будет решена. Может быть, этот аэроплан не представит еще полного совершенства. Это не беда, совершенство явится потом, а пока достаточно возможности подняться на воздух...» [216]

То важное обстоятельство, что испытания самолета Можайского завершились полетом, а не ограничились только наземными испытаниями, подтверждается целым рядом документов.

Официальный отчет о деятельности VII (Воздухоплавательного) отдела Русского технического общества, называя Александра Федоровича Можайского первым создателем самолета, отмечает, что «из осуществленных проектов аэропланов прежде всего заслуживает упоминания аэроплан Можайского, построенный и подвергшийся испытанию».

Выдающийся деятель отечественной авиации Евгений Степанович Федоров, делая доклад в марте 1903 года, назвал самолет Можайского «первым построенным и подвергшимся испытанию прибором этого рода», но это еще не дает окончательной уверенности в том, что испытания завершились полетом.

Но уже военный инженер В. Ф. Найденов — автор первого русского учебника конструкции самолетов — в своих лекциях, читанных офицерам в начале XX века, говорил о полете самолета Можайского.

«Военная энциклопедия» издания 1914 года посвятила деятельности Можайского статью, указав, что имел место полет, что самолет «отделился от земли». Это уже прямые, а не косвенные свидетельства осуществленного полета.

Как происходил этот первый полет? Имеет ли он право быть названным так с нашей, современной точки зрения? Или, может быть, самолет лишь непроизвольно приподняло ветром, и он оторвался от [217] земли? Или же он оторвался от земли только за счет разгона, быть может скатываясь с наклонного деревянного помоста?

Ответы на все эти вопросы могут дать некоторые элементарные подсчеты. Необходимые для этого весовые и размерные данные построенного самолета записаны в протоколе комиссии Рыкачева.

В «журнале заседания комиссии по рассмотрению проекта летательного аппарата А. Ф. Можайского, 22 февраля 1883 года», сказано:

«Можайский на основании изложенной теории и проведенного опыта пришел к заключению, что при уклоне плоскости к горизонту в 6° отношение вертикальной составляющей к горизонтальной составляющей равно 9,6. Это отношение и принято в основание в приборе, устроенном г. Можайским в Красном Селе. Матерчатая плоскость в этом приборе имеет 4000 квадратных фут, вес всего прибора с машиной, запасом материалов и проч. равен 57 пудам».

Так полный полетный вес самолета Можайского, равный 57 пудам, составляет 934 кг, его наибольшее качество, то есть отношение вертикальной составляющей силы сопротивления к горизонтальной той же силы равно 9,6. Затем в журнале называется величина скорости полета, которую рассчитывал достичь А. Ф. Можайский на своем самолете: 36,2 фута в секунду, то есть 11 м/сек. Коэфициент полезного действия винтов комиссия считала равным 0,5.

Мощность, которая нужна, чтобы самолет мог совершить горизонтальный полет или, как ее называют [218] в современной авиации, потребную мощность — находят по формуле:

Nп=G * V / (75 * k * n)

где G — полный полетный вес самолета в кг, V — скорость горизонтального полета в м/сек, k — качество самолета, n — коэфициент полезного действия воздушных винтов Или:

Nп=934 x 11 / (75 x 9,6 x 0,5) = 28,6 л.с.

Так как полная мощность обоих двигателей, стоявших на самолете Можайского, составляла 30 л. с., то, очевидно, самолет мог лететь с той скоростью, которую ожидал от него изобретатель.

Действительно, этот вывод будет верен, но при условии, что взлетная скорость самолета оказалась меньше максимальной. Во-вторых, надо убедиться в том, что максимальное качество самолета действительно высокое.

В современной аэродинамике считают, что взлетная скорость самолета примерно на 10% превышает посадочную. Посадочную скорость в первом приближении определяют так:

Vпос ~ 3 * (p)^½

величина p, стоящая под знаком радикала, представляет собой частное от деления полного полетного веса самолета на площадь крыльев, то есть говоря иначе, нагрузку на квадратный метр несущей поверхности. [219] Площадь крыльев построенного самолета была равна 4000 кв. фут, то есть 372 кв. м. Таким образом, взлетная скорость самолета будет равна:

Vвзл ~ 1,1 * 3 * (934 / 372)^½ ~ 5,2 м/сек

Следовательно, мощности двигателей заведомо хватало, чтобы самолет мог набрать скорость, достаточную для отрыва от земли.

В наше время модель самолета Можайского построили и произвели ее испытание в аэродинамической трубе Московского авиационного института имени Серго Орджоникидзе. Эти испытания дали возможность убедиться, что самолет Можайского был рассчитан правильно и мог самостоятельно взлетать даже с горизонтальной поверхности, даже в наихудших условиях — при полном безветрии. Его взлетная скорость составляла 5,2 м/сек, и для ее достижения хватало мощности двигателей.

Оторвавшись от земли, самолет мог совершать горизонтальный полет. Совершая полет на наивыгоднейшем угле атаки, то есть на таком, при котором достигается наибольшее значение качества, равное для самолета Можайского 9,6 — он двигался бы со скоростью 6 м/сек (около 21 км/час), при затрате мощности 15,5 л. с.; со скоростью 8 м/сек (около 29 км/час), при 20,5 л. с.; со скоростью 10 м сек (36 км/час), при 25,7 л. с,; со скоростью 11,75 м/сек (около 42 км/час) — при 30 л. с.

Если бы даже качество самолета Можайского оказалось ниже названного и не превышало бы шести — самолет мог бы самостоятельно оторваться [220] от земли и совершать горизонтальный полёт со скоростью, превышающей 25 км/час.

Расчеты и испытания, произведенные советскими учеными, доказывают, что самолет Александра Федоровича Можайского мог совершать полет в современном смысле этого слова: самостоятельно отрываться от земли, совершать горизонтальный полет и набирать высоту{40}.

Русскому народу принадлежит честь создания первого в мире самолета и осуществления на нем первого в истории человечества полета. Имя Александра Федоровича Можайского по праву занимает место в славном ряду великих изобретателей как имя основоположника самолетостроения.