Краткая история воздухоплавания

С незапамятных времён человек следил за полётом птиц, мечтая, подобно им, подняться в небо. Логика подсказывала: если относительно слабые мышцы птиц могут поднимать их в воздух и поддерживать полёт, человек, с его гораздо более сильными мускулами, тоже сумеет сделать это. Никто не подозревал, насколько сложным является сочетание функций мышц и сухожилий, работы сердца и дыхательной системы у обычной птицы. Никто не мог представить себе иного приспособления для полёта, чем движущееся крыло переменной кривизны. На протяжении многих тысячелетий люди пытались взлететь как птицы, и бесчисленное множество жизней было потеряно во время таких попыток.

Имя первого «птицечеловека», надевшего крылья и прыгнувшего с утёса с намерением полететь, века не сохранили. Каждая неудавшаяся попытка задавала древним воздухоплавателям новые и новые вопросы. Почему крылья, приводимые в движение взмахами рук, не работают? Что с ними не так? Философы, учёные, изобретатели предлагали различные решения, но никому не удавалось снабдить человека крыльями, которые позволили бы ему подняться в воздух и парить как птица. Леонардо да Винчи заполнял страницы своих тетрадей эскизами разнообразных летательных аппаратов, но у его идей был всё тот же общий недо­статок — приверженность принципу «птицеподобных» крыльев (рис. 1-1).

В 1655 году математик, физик и изобретатель Роберт Хук пришёл к заключению, что для полёта с помощью искусственных крыльев мускульной силы человека недостаточно. Он сделал вывод, что для полёта необходима некая дополнительная движущая сила.

Поиск решения шёл в разных направлениях. В 1783 году братья Жозеф и Этьен Монгольфье впервые испытали наполненный горячим воздухом шар с челове­ком на борту. Шар пробыл в воздухе 23 минуты. Десять дней спустя профессор Жак Шарль поднялся в небо на воздушном шаре, наполненном газом. Воздушные шары настолько завладели вниманием публики, что долгое время полёты ассоциировались исключительно с устройствами легче воздуха. Но при всём своем великолепии, воздушный шар был не более чем большим куском ткани, летящим туда, куда дует ветер.

Воздушные шары, наконец, позволили человеку подняться в воздух, но это была лишь одна из многих проблем, которые воздухоплавателям предстояло решить. Воздушный шар не позволял управлять скоростью и направлением полёта. Эту проблему решал воздушный змей — игрушка, которая была известна на Востоке более двух тысячелетий, но на Западе появилась только в XIII веке. Еще в древнем Китае змеи использовались для осмотра местности и определения направления ветра в мореплавании (в варианте, управляемом человеком), а также как сигнальные устройства и для развлечения (в неуправляемом варианте). Наблюдение за движением воздушного змея позволило дать ответ на многие вопросы, касающиеся возможности полёта устройств тяжелее воздуха.

Одним из тех, кто верил, что эксперименты с воздушными змеями помогут раскрыть секреты управляемого воздухоплавания, был сэр Джордж Кейли. Родившийся в Англии за десять лет до полёта братьев Монгольфье, Кейли всю жизнь занимался разработкой летающего средства тяжелее воздуха, снабжённого крыльями в форме воздушного змея (рис. 1-2). Названный «отцом воздухоплавания», Кейли открыл базовые принципы, на которых основывается современная авиация, построил действующую модель летательного аппарата и даже провёл испытания первого в истории аэроплана, пилотируемого человеком.

В течение пятидесяти лет после смерти Кейли учёные и изобретатели работали в направлении соз­дания летающей машины, снабжённой двигателем. Так, английский изобретатель Уильям Сэмюэл Хенсон сконструировал огромный моноплан, который приводился в движение паровым двигателем, распола­гавшимся внутри фюзеляжа. Немецкий инженер Отто Лилиенталь на практике доказал, что полёт человека на аппарате тяжелее воздуха возможен. И наконец, мечта была воплощена в реальность Уилбером и Орвиллом Райтами в американском городе Китти Хоук, штат Северная Каролина, 17 декабря 1903 года.

Братья Райт, владельцы магазина велосипедов, в течение четырёх лет экспериментировали с воздушными змеями, самодельной аэродинамической трубой и различными двигателями для своего биплана. Их значительным достижением был научный, а не чисто практический подход к решению задачи. Созданный братьями биплан «Флайер» был образцом смелого дизайна и блестящего инженерного исполнения (рис. 1-3). В тот исторический день братья Райт совершили четыре полёта, проведя в воздухе в общей сложности 98 секунд. Эра авиации началась.