Столетняя история «летающего крыла»

1 Учась у природы

В конце восемнадцатого веке у человека появились «искусственные мускулы» — паровая машина. К середине следующего столетия железнодорожное сообщение связало крупнейшие города Европы и Америки, суда с паровыми двигателями могли пересекать моря и океаны независимо от капризов ветра. Оставалось покорить воздушный океан, и все больше инженеров и изобретателей задумывалось над этой задачей.

Вопрос о двигателе для самолета казался решенным: это, конечно, паровая машина, но только облегченной конструкции. Она должна вращать воздушный винт, наподобие крыльев ветряной мельницы или морского гребного винта. Но как выбрать такую форму летательного аппарата, которая обеспечила бы силу, удерживающую его в воздухе, и дала бы устойчивость в полете? Создатели первых самолетов решили «подсмотреть» решение у природы.

Наблюдения за птицами и другими летающими созданиями привели к выводу, что все хорошие «летуны» имеют большой размах крыла. Кроме того, профиль их крыла не плоский, а изогнутый, выпуклой частью вверх. Эти особенности птичьего крыла были исследованы в первых примитивных аэродинамических трубах или на моделях. Эксперименты подтвердили, что крыло с изогнутым профилем создает большую подъемную силу, чем плоская поверхность, и что вытянутое в длину крыло эффективнее по сравнению с крылом квадратной формы. Эти выводы нашли воплощение в конструкции первых планеров и самолетов.

Но нужен ли самолету хвост, как у птицы? Большинство пионеров авиации считало, что да. В этом вроде бы убеждали облик птиц и опыты с небольшими летающими моделями. Вместе с тем, природа давала немало примеров, когда способное к полетам животное не имеет хвоста и, тем не менее, превосходно держится в воздухе. Одним из таких существ является летучая мышь.

Контуры некоторых птиц и летучей мыши (а — ласточка, b — летучая мышь, с — альбатрос, d — коршун, е — аист).

Летучая мышь как образец для копирования при создании летательного аппарата издавна привлекала внимание изобретателей «летательных машин»: в отличие от птицы она не покрыта перьями и сделать ее увеличенный макет значительно проще, чем изготовить огромную копию птицы. Еще Леонардо да Винчи писал: «Анатомируй летучую мышь и этого держись, и на основании этого построй летательный прибор».^[1]

Четыре столетия спустя рекомендацию великого итальянца воплотил в жизнь французский инженер Клеман Адер — создатель первого самолета схемы «бесхвостка».

Адер родился в 1841 г. в небольшом городке недалеко от Тулузы, участвовал с прокладке железных дорог во Франции, затем заинтересовался недавно изобретенным телефоном, усовершенствовал его и стал создателем первой в Париже телефонной сети. Это позволило ему собрать капитал и приступить к осуществлению своей давней мечты — постройке самолета.

Обычно пионеры авиации XIX века начинали с разработки собственных теорий и с опытов с летающими моделями. Адер решил пойти более коротким путем. Он соорудил рядом с домом вольеры с птицами и летучими мышами и вскоре приступил к изготовлению самолета в форме огромной летучей мыши с размахом крыла 14 м.

Строительство самолета, названного «Эол» в честь древнегреческого бога- повелителя ветров, продолжалось 9 лет, с 1882 по 1890 гг., и обошлось Адеру в полмиллиона франков.

В соответствии с обликом летучей мыши, «Эол» представлял собой моноплан-«бесхвостку» с гибким крылом криволинейных очертаний. Крыло имело сводчатую форму. Оно было изготовлено из бамбука и обтянуто шелком, который крепился к каркасу с помощью нескольких тысяч пуговиц. Под крылом находился обтянутый материей отсек, выполненный из очень легких полых внутри деревянных труб. Там располагались паровая машина, место для пилота и рычаги управления. Летчик мог смотреть только через расположенные по бокам овальные окна, так как все пространство впереди занимала паровая машина. Двигатель вращал четырехлопастный пропеллер. Верный выбранному принципу копирования природы, конструктор даже лопастям пропеллера придал форму птичьих перьев. Для разбега самолета служили три колеса: два спереди и одно сзади. Чтобы избежать опасности капотирования при движении по земле перед фюзеляжем установили дополнительное «страховочное» колесо.

Эскиз «Эола», выполненный Адером во время постройки самолета. Как следует из рисунка, в то время конструктор предполагал применить гусеницы вместо колес шасси. Странный «нарост» сверху — это радиатор для конденсации пара.

Схема самолета «Эол».

Адер планировал управлять самолетом с помощью перемещения крыла. Точно копируя подвижность крыла летучей мыши, он предусмотрел изменение стреловидности и размаха, изменение кривизны профиля и отклонение концов крыла вверх. Эти перестановки могли происходить одновременно или только на одной стороне крыла. Перемещение крыла осуществлялось сложной системой шарниров и тросов, приводимых в действие шестью рукоятками и двумя педалями в кабине пилота. В описании самолета Адер не указал, какой цели служит каждый из предусмотренных видов перемещения крыла, так как сам едва ли имел об этом четкое представление.

Наиболее совершенным агрегатом «Эола» был двигатель. Здесь Адер проявил себя как настоящий инженер. Ему удалось изготовить паровую машину, которая при мощности 20 л.с. весила всего 60 кг. Она была выполнена из кованой стали, а для облегчения веса многие детали были пустотелыми. В качестве топлива вместо тяжелых угля или нефти применялся спирт.

К осени 1890 г. строительство самолета завершилось, и 9 октября Адер предпринял попытку полета. Стремясь до поры до времени сохранить свои работы в секрете, конструктор провел испытание в уединенной усадьбе своего знакомого, Исаака Перье, расположенной в окрестностях городка Гретц. В отчете, составленном сразу же после испытания одним из помощников Адера, сообщалось: «Авион n 1 (словом „авион“ тогда называли самолет — Д.С.), носящий имя „Эол“ и управляемый г-ном Адером, его изобретателем, оторвался от земли и держался в воздухе на своих крыльях, брея поверхность земли на дистанции около 50 м с помощью единственного источника — собственной силы тяги. Маневренная площадка имела длину 200 м и ширину 25 м на земле, утрамбованной катком».^[2] Сведения об этом событии можно обнаружить также в письме Адера его парижскому другу Феликсу Надару от 12 октября 1890 г. (хранится в Национальной библиотеке в Париже): «Я наконец решил проблему после утомительной работы и больших денежных затрат. Моя законченная машина названа „Эол“; она только что сделала первый взлет со мной на борту на расстояние 50 метров; эта дистанция не могла быть больше, так как площадка для испытаний была слишком мала».

Итак, при испытаниях самолет Адера оторвался от земли и продержался в воздухе около 5 секунд на высоте не более метра. Это, конечно, нельзя назвать полетом (учитывая необычность конструкции и метода управления «Эолом», сколь-либо продолжительный полет на нем был в принципе невозможен), но, тем не менее, событие заслуживает места в истории авиации как первый кратковременный взлет (прыжок) на самолете.

В мастерской К.Адера. Это единственная сохранившаяся фотография самолета «Эол» (показан со сложенным крылом). На переднем плане — крыло " Авиона-3".

По словам Адера, в 1891 г. "Эол" вновь поднимался в воздух. Как и в прошлый раз, его пилотировал сам конструктор. Опыт проводился на большом военном поле в Сатори под Парижем. После нескольких неудачных попыток Адеру удалось оторвать аппарат от земли и пролететь на минимальной высоте около 100 м. Затем самолет накренился и упал.

С самого начала работами Адера заинтересовались военные. В надежде, что конструктору удастся построить усовершенствованный аппарат, который можно будет использовать в качестве разведчика и бомбардировщика, Военное министерство выделило ему почти полмиллиона франков. На эти средства, как говорилось в секретном контракте, подписанном 3 февраля 1892 г., "г-н Адер построит машину, которая теперь будет не экспериментальным образцом, но аппаратом, способным выполнять следующие требования: поднимать помимо человека, управляющего машиной, второго человека или дополнительное топливо, или взрывчатые вещества весом, равным весу человека, т.е. 75 кг; подниматься на высоту нескольких сотен метров и лететь не менее шести часов с двумя людьми со скоростью не меньше 15 м/с; быть полностью управляемым, т.е. способным следовать запланированному маршруту и пролететь точно над намеченной точкой."^[3]

Получив финансовую поддержку, Адер расширил штат своих помощников и приступил к изготовлению нового самолета с более мощным двигателем — "Авиона-2". Самолет был уже почти готов, когда конструктор решил, что нужно делать двухмоторный самолет. Он был построен в 1897 г. и получил название "Авион-3".

Так же, как "Эол", "Авион-3" был "бесхвосткой" с крылом, как у летучей мыши. Однако теперь на самолете было два паровых двигателя, каждый из которых вращал свой пропеллер. Паровые машины работали от одного котла. Винты вращались в разные стороны для того, чтобы их действие не нарушало равновесие самолета.

Самолет "Авион-3". На фотографии видно, как неудобно было пилоту смотреть вперед.

Крыло нового самолета имело меньшую подвижность. Адер сохранил только изменение стреловидности в полете, причем, в отличие от "Эола", левая и правая части крыла могли перемещаться только одновременно. Сзади к самолету прикрепили небольшой поворотный киль с колесом внизу. Для управления можно было также попеременно изменять скорость вращения пропеллеров. Летчик, как и прежде, располагался в задней части фюзеляжа за двигателями и для того, чтобы смотреть вперед, должен был сильно наклоняться вбок.

По конструкции новый самолет был проще "Эола", а вдвое большая мощность двигателей давала шансы на взлет после разбега. Однако в целом "Авион-3" оставался таким же непригодным для полетов аппаратом, как и его предшественник. Адеру по-прежнему не удалось решить проблему устойчивости и управления в воздухе. Так, изменение стреловидности крыла для продольного управления и парирования порывов ветра было неэффективно из-за очень медленного перемещения крыльев: их движение осуществлялось с помощью винтовой передачи и даже для небольшого изменения стреловидности летчику требовалось повернуть рукоятку 20—30 раз. Руль направления хотя и мог отклоняться достаточно быстро (он управлялся педалями), но, имея очень малую площадь, был практически бесполезен. Из- за отсутствия горизонтального и вертикального стабилизаторов самолет был абсолютно неустойчив.

Все эти недостатки очевидны с позиции наших дней. Однако выводы, сделанные специальной военной комиссией при осмотре "Авиона", были иными: самолет признали годным для летных испытаний. Для взлета на военном поле в Сатори саперы подготовили круговую дорожку длиной 1500 м и шириной 40 м. В случае успешного испытания Адер предполагал перелететь на самолете в город Венсен.

"Авион-3" на почетном месте в экспозиции авиационной выставки, состоявшейся в Париже в начале нашего века.

Во время пробного испытания 12 октября 1897 г. Адеру поручалось совершить на самолете пробег по кругу, чтобы приобрести навык в управлении. Погода была безветреной, но почва еще не просохла после прошедшего накануне дождя. "Авион" благополучно обежал круг со средней скоростью около 20 км/ч. Как отмечалось в отчете, даже на размякшей почве следы от колес были заметны не очень отчетливо, следовательно значительная часть веса самолета уравновешивалась крыльями. Учитывая, что Адер использовал не всю мощность двигателей, шансы на успешный полет казались высокими.

Попытка полета состоялась через два дня, 14 октября. В официальном заключении, подготовленном председателем комиссии по приемке самолета генералом Менсье, говорилось: "При старте, который имел место в 5 час. 15 мин. после полудня, аппарат, имея ветер в спину, бежал надлежащим образом со скоростью, которая казалась вполне установившейся; однако в дальнейшем легко было установить по следам колес, что задняя часть аппарата часто приподнималась, и что заднее колесо, являющееся рулем, не все время катилось по земле. Когда аппарат подошел к точке В (в этой точке ветер дул сбоку — Д.С.), два члена комиссии увидели, что он внезапно сошел с трека, повернулся на пол-оборота, накренился и, наконец, остановился... Председатель комиссии пришел к следующему заключению: г-н Адер был увлечен порывом ветра, чего он опасался еще до старта. Чувствуя, что его сносит с трека, он хотел выправить машину рулем, но в это время заднее колесо не находилось в контакте с почвой и не функционировало; полотняный руль, предназначенный для маневрирования аппаратом в воздухе, имел недостаточную эффективность до взлета. Безусловно, можно было подействовать на самолет, придав пропеллерам различные скорости, но г-н Адер, не обладая еще достаточным опытом, не подумал об этом. Более того, его так быстро сносило с трека, что во избежание более опасной ситуации он решил выключить двигатели. Эта внезапная остановка вызвала поворот машины и почти опрокинула ее.[4]

У "Авиона" оказались сломанными оба винта, сильно повреждены крыло и шасси. Как следует из отчета, на результат испытания повлияли порывистый боковой ветер и неопытность конструктора как пилота. Однако даже в том случае, если бы погода была идеальной, а самолетом управлял опытнейший летчик, эксперимент все равно бы закончился аварией: неустойчивый и неуправляемый самолет не может держаться в воздухе больше нескольких секунд.

Ослепленный идеей точного копирования природы, Адер создал две курьезные машины, сложные и дорогостоящие, но абсолютно непригодные к настоящему полету. Как остроумно заметил американский ученый Самуэль Ленгли, посетивший Адера в 1899 г., "Авион-3" был больше похож на творение чудака-натуралиста, чем на результат деятельности инженера.[5]

Больше экспериментов с "Авионом-3" не проводили. Не строили и другие самолеты-"бесхвостки", спроектированные К.Адером: скоростной разведчик с бензиновым двигателем "Авион-4", двухмоторный бомбардировщик "Авион-5" и еще целый ряд запланированных конструктором военных самолетов. После аварии Военное министерство потеряло интерес к Адеру и отказалось финансировать его новые предложения. Создание военной авиации откладывалось более, чем на десять лет...

Раздосадованный Адер закрыл мастерскую и сжег "Эол". "Авион-3" сохранился до наших дней и находится в Музее авиации и космонавтики в Бурже.

Крылья летучей мыши встречаются и в некоторых других проектах конца XIX века. Например, немецкий изобретатель Густав Кох в 1893 г. предлагал построить самолет-"бесхвостку" с паровым двигателем, внешне отдаленно напоминающий "Эол", но еще более необычный по конструкции. Кох намеревался установить пропеллер внутри круглого фюзеляжа, то есть создать нечто наподобие гибрида пылесоса и летучей мыши.

Проект самолета Г.Коха.

На рубеже XIX и XX вв. на смену паровой машине пришел двигатель внутреннего сгорания. Более компактный и простой в управлении, он был значительно привлекательнее для установки на самолете, чем паровая машина. Промышленное освоение двигателей внутреннего сгорания и пример их успешного применения на автомобилях стимулировали работы по самолетам, в том числе и схемы "бесхвостка".

Первый самолет-"бесхвостка" с двигателем внутреннего сгорания построил в 1903 г. 30-летний Карл Ято, житель немецкого города Гановер. До этого он совершил несколько полетов на балансирных планерах Лилиенталя и надеялся, что без труда освоит полеты на летательном аппарате с двигателем.

Первоначально самолет Ято имел три расположенных одно над другим крыла. Верхнее, наименьшее по размерам, могло поворачиваться на некоторый угол для управления подъемом и спуском в полете. Между нижним и средним крыльями располагались четыре вертикальные поверхности. Передние могли поворачиваться и служили рулями направления; задние, неподвижные, являлись стабилизаторами направления полета. Общая площадь крыльев равнялась 48 м², размах наибольшего (нижнего) крыла — 8 м. Внизу на четырехколесной тележке размещался французский двигатель "Бюше" мощностью 12 л.с. С помощью ременной передачи он вращал расположенный сзади пропеллер. Летчик сидел впереди двигателя. Взлетный вес самолета составлял 235 кг.

В августе 1903 г., за несколько месяцев до полета самолета братьев Райт, Ято начал испытания своего аппарата. 18 августа ему удалось оторвать машину от земли и пролететь 18 м. Но испытания сопровождались постоянными поломками: ветер опрокидывал высокий, напоминающий этажерку самолет.

Тогда конструктор решил снять верхнее крыло. "Нынешний аппарат, — записал он в дневнике, — катится гораздо быстрее. Из триплана получился биплан. Гораздо удобнее в обращении, особенно при ветре".^[6]

Осенью 1903 г. Ято стали удаваться "подлеты" длиной до 60 м на высоте 2 —3 м. Но большего достичь не удалось. Так же, как "Эол", самолет немецкого конструктора был неустойчив, почти неуправляем и, в результате, неспособен к продолжительным полетам. Именно в этом, а не в недостаточной мощности двигателя (как считал Ято), заключалась причина столь скромных результатов.

Самолет К.Ято (вид сзади).

В 1906 г. в пригороде Парижа начались испытания еще одного самолета- "бесхвостки" с крылом, напоминающим по форме то ли крыло летучей мыши, то ли какого-то доисторического летающего ящера. Расходящиеся веером планки-нервюры были обтянуты полотном. Сверху крыло поддерживалось проволоками, соединенными с двумя мачтами. Снизу была прикреплена четырехколесная тележка из стальных труб, на которой находились сидение пилота и небольшой углекислотный двигатель (поршневой мотор, работающий на сжатой углекислоте) с пропеллером.

Конструктором этой машины был румын Трайян Вуйя, с 1902 г. живший в Париже. В 1903 г. он получил патент на "аэроплан-автомобиль" и вскоре приступил к осуществлению своего замысла.

Идея "летающего автомобиля" наложила заметный отпечаток на конструкцию самолета. Колеса были оборудованы резиновыми пневматиками и соединялись с тележкой с помощью рессор. Вместо рычагов управления перед летчиком был установлен руль, как на автомобиле, связанный с передними колесами. Конструкция крыла позволяла складывать его во время движения по шоссе.

Для управления самолетом в вертикальной плоскости имелся механизм изменения угла установки крыла. Кроме того, сидение летчика могло перемещаться взад и вперед на салазках для балансировки в полете. Сзади Вуйя установил руль направления, который управлялся тем же рулевым колесом, что и передние колеса тележки.

Самолет Т.Вуйя на летном поле под Парижем, 1906 г.

Сборка самолета завершилась в конце 1905 г., и в начале следующего года Вуйя приступил к рулежкам, а затем — к полетам. Летчиков-испытателей тогда не существовало, поэтому управлял самолетом сам конструктор. 18 марта 1906 г. ему удалось оторваться от земли и преодолеть по воздуху 12 м. В том же году было еще несколько прыжков-полетов, самый дальний — на 24 м. В этом "рекордном" полете Вуйя не сумел справиться с управлением и разбил самолет. В дальнейшем он построил еще два самолета, на этот раз снабдив их поворотным горизонтальным оперением, но сколь-либо заметных успехов так и не добился. Идея летающего автомобиля возродилась вновь в 30-е годы, но об этом — в одной из следующих глав.

Конструкторы описанных выше "бесхвосток" не применяли каких-то специальных средств для обеспечения их устойчивости. Основываясь на примере парашюта, они наивно полагали, что достаточно расположить центр тяжести ниже крыла, и самолет сам будет выправлять случайно возникший крен, без помощи хвостового оперения. Первым, кто задумался над необходимостью специального автоматического устройства для обеспечения равновесия, был датский изобретатель Якоб Христиан Эллехаммер.

Эллехаммер родился в 1871 г. в семье корабельного плотника. В детстве он увлекся изготовлением больших воздушных змеев, способных поднимать груз. Следующим шагом стало создание пилотируемого воздушного змея с двигателем, то есть самолета.

Змей удерживает равновесие в полете за счет натяжения нитей, прикрепленных одной стороной к его углам, а другой — к центральной нити, идущей к земле. Для того, чтобы заставить устойчиво держаться в воздухе свободное крыло, Эллехаммер изобрел автомат равновесия. Сидение летчика подвешивалось к крылу таким образом, что могло колебаться в вертикальной плоскости наподобие качелей. Оно соединялось с рулем высоты, прикрепленным на шарнирах к задней части крыла. При наклоне летательного аппарата вперед или назад летчик вместе с сидением перемещался относительно крыла, это вызывало поворот руля высоты и машина возвращалась в исходное положение.

Первый самолет X. Эллехаммера.

Свой первый самолет Эллехаммер построил в Копенгагене в 1905 г. Он также сконструировал для него легкий трехцилиндровый бензиновый двигатель воздушного охлаждения мощностью 9 л.с. Крыло самолета размахом 9 м напоминало по форме треугольный воздушный змей. Его центральная часть представляла собой цилиндрическую поверхность, служащую каналом для воздушного потока от пропеллера. Летчик и двигатель находились на легкой трехколесной тележке. Заднее колесо было управляемым, причем, по мысли конструктора, оно должно было также выполнять функцию руля направления в полете.

Во избежание ненужного любопытства конструктор решил проводить испытания на безлюдном островке Линдхольм в Северном море. Там он с помощью своего брата Вильгельма и кузена Ларса построил ангар для самолета. Остров был слишком мал для полетов по прямой, поэтому для экспериментов соорудили дорожку в виде кольца длиной 600 м и шириной 7 м. В центре установили десятиметровую мачту и с помощью тонкого троса соединили с ней самолет. Таким образом, аппарат должен был испытываться на привязи, как трековая модель.

В январе 1906 г., пробежав несколько кругов, беспилотный аппарат на несколько секунд поднялся в воздух. Однако для полета с человеком девяти лошадиных сил двигателя было явно недостаточно. Поэтому на самолете установили вдвое более мощный двигатель и винт большего диаметра.

Одновременно Эллехаммер переделал крыло, устранив цилиндрообразный центроплан, а сверху установил дополнительную горизонтальную поверхность, напоминающую крыло чайки.

12 сентября Эллехаммеру удалось совершить полет длиной около 40 м. Это событие было зафиксировано фотографом и стало первым документально подтвержденным подъемом на самолете-"бесхвостке". Однако, как и прежде, самолет испытывался на привязи, и поэтому данное достижение не следует расценивать как настоящий полет.

В последующие годы Эллехаммер построил еще несколько самолетов. Теперь это были трипланы, с горизонтальным хвостовым оперением и без механизма для обеспечения устойчивости. Очевидно, что характеристики устройства, основанного на принципе маятника, не могли дать удовлетворительных результатов, так как вызывали бы постоянную раскачку самолета в вертикальной плоскости. Идея Эллехаммера представляет интерес только как первая попытка достижения равновесия неустойчивого самолета с помощью автоматического регулятора. Но в те годы реализовать ее на должном уровне было невозможно.

Модифицированный самолет Эллехаммера во время испытания 12 сентября 1906 г.

Между тем, природа давала примеры, когда устойчивый полет осуществляется не с помощью каких-то хитроумных устройств, а благодаря особой форме крыла. Наиболее ярким из них служит крылатое семя тропического растения занония макрокарпа (семейство тыквенных). Плод этого растения, созревая, раскрывается и выбрасывает семена, которые благодаря своей необычной форме могут лететь по ветру на большие расстояния. Семя имеет крылышки серповидный формы, их размер достигает 20 см. В полете их тонкая поверхность деформируется таким образом, что отведенные назад концы закручиваются относительно центральной части и создают направленную вниз аэродинамическую силу. Эта сила уравновешивает момент от подъемной силы центральной части семени, равнодействующая которой расположена вблизи передней кромки, немного позади центра тяжести. Так обеспечивается продольная балансировка и продольная устойчивость семени занонии в полете.

Удивительными свойствами летучего семени заинтересовался школьный учитель из Гамбурга Фредерик Альборн. После гибели Отто Лилиенталя при падении его планера в 1896 г. Альборн опубликовал брошюру, в которой отмечал устойчивость полета семени занонии и утверждал, что если бы планер имел крыло такой формы, трагедии бы не произошло.^[7] Через несколько лет Альборн повторил свои выводы во время доклада в Вене, подчеркнув, что летающее семя занонии является идеальным примером планера.

Альборн заразил своей убежденностью Иго Этриха, сына богатого австрийского промышленника Игнаца Этриха. Молодой Этрих заинтересовался авиацией под влиянием Лилиенталя и даже приобрел у него планер, но после знакомства с Альборном решил сконструировать новый, по типу семени занонии. В содружестве с другим австрийским энтузиастом авиации, Францем Велсом, он построил летательный аппарат, представляющий собой увеличенную во много раз копию крылатого семени. Его изготовили из бамбука и обтянули полотном. Необходимую крутку концов крыла обесечивали многочисленные растяжки, соединенные с двумя вертикальными стойками. Посадка должна была осуществляться на полозья, а для взлета планер устанавливали на тележку. При испытаниях аппарат скатывался по специальной дорожке, проложенной по склону холма и, набрав скорость, поднимался в воздух.

Так выглядит семя растения занония макрокарпа.

Планер Этриха и Велса — первая устойчиво летавшая "бесхвостка"...

Опыты с планером, загруженным песчаным балластом, показали, что аппарат устойчиво держится в воздухе. Первый полет с человеком состоялся в октябре 1906 г. Тогда Велсу удалось пролететь расстояние более 200 м. Так как аппарат не имел органов управления, пилот должен был располагаться на планере стоя и для корректировки направления полета отклонять тело в нужную сторону. Этот опыт был первым успешным полетом летательного аппарата схемы "бесхвостка". Более того, это был первый в истории авиации пилотируемый полет на аппарате, обладающем собственной устойчивостью, то есть способным сохранять положение в полете без участия летчика.^[8]

После испытания планера Этрих и Веле решили переделать его в самолет. Они установили на нем 24-сильный французский двигатель "Антуанетт", пропеллер, колесное шасси. Для управления применили перекашивание крыла, то есть искусственное изменение его крутки в полете. Однако попытка полета в 1908 г. была безуспешной — так хорошо зарекомендовавшее себя на планере крыло вдруг утратило свои волшебные свойства, и самолет стал неустойчивым. Скорее всего это произошло потому, что поток воздуха от винта деформировал гибкое крыло и оно лишалось присущей ему прежде устойчивости.

...и его неудачный моторизованный вариант.

Тогда Этрих установил за крылом горизонтальную поверхность, напоминающую хвост голубя. Самолет так и назвали — "Таубе" ("Голубь"). В годы, предшествующие первой мировой войне, "Таубе" получил большое распространение в Австрии и Германии, с 1910 по 1914 гг. там построили свыше 500 таких машин.

В истории науки и техники есть немало примеров, когда исследователи, идя различными путями, приходят к одинаковым результатам. Так случилось и с Джозе Вейсом. Занимаясь изучением планирующего и парящего полета птиц, он разработал принципы самобалансирующегося крыла, совпадающие с теми, которые легли в основу конструкции крыла типа "занония".

Джозе Вейс родился во Франции, но почти всю жизнь прожил в Англии. Он был художником и, рисуя морские пейзажи, подолгу наблюдал за полетами гнездящихся на прибрежных скалах птиц. Постепенно у него созрела убежденность, что проблема создания устойчивого летательного аппарата состоит только в правильном выборе формы крыла. Наилучшим Вейсу представлялось крыло с отведенными назад и закрученными вниз концами и гибкой задней кромкой — форма, подсмотренная им у птиц.

Для проверки своей теории Вейс с 1902 г. проводил опыты со свободнолетающими моделями "бесхвосток". Эксперименты обнадеживали. Дополнительную уверенность Вейсу в том, что он на правильном пути, дала встреча на международных состязаниях авиамоделистов в Париже в 1905 г. с Иго Этрихом, придерживавшимся аналогичных взглядов.

Свои идеи Д.Вейс впервые опубликовал в 1908 г. в патенте на "аэроплан с крылом как у птицы".^[9] Помимо отмеченных выше особенностей крыла, Вейс предусматривал регулировку продольной балансировки в полете за счет изменения крутки концов крыла, а для выправления кренов и изменения направления полета служили подвижные поверхности на задней кромке крыла. Их одновременное отклонение обеспечивало торможение в воздухе при заходе на посадку.

В 1909 г. Вейс построил планер из бамбука и полотна с размахом крыла 8 м. По аналогии с птицей крыло имело более толстый профиль у основания, постепенно утончающийся к концам.

"Эол"

"Авион-3"

Самолет Вуйя

Самолет Эллехаммера

Самолет Этриха и Велса

"Олив"

Оно поддерживалось подкосами, соединенными с полозьями шасси. Летчик располагался в фюзеляже и управлял планером с помощью укрепленных за крылом рулей высоты. Вейс назвал планер "Олив" в честь одной из своих дочерей (все его следующие аппараты также носили имена его многочисленных дочерей). Во время испытаний на склонах холмов в графстве Суссекс летчик Гордон Инглянд совершил на нем планирующий спуск на расстояние 2400 м. Долгое время это был рекорд дальности безмоторного полета.

Следующим логическим шагом было создание самолета. Заручившись поддержкой фирмы Хендли Пейдж, Вейс в 1909 г. сконструировал увеличенный вариант планера с размахом крыла 10,4 м. Установленный за кабиной французский двигатель "Анзани" мощностью 12 л.с. с помощью цепной передачи вращал два пропеллера, расположенные в вырезах крыла. Взлет должен был осуществляться с отделяемой тележки, посадка — на полозья.

При переходе от планера к самолету Вейса, так же, как и Этриха с Велсом, постигла неудача. "Медж" (так назывался самолет) даже не смог оторваться от земли: мощности двигателя явно не хватало для взлета. Следующий самолет Вейса, "Элси" (1910 г.), с одним расположенным впереди пропеллером, вновь оказался неудачным. И только после установки нового двигателя и обычного хвостового оперения самолет Вейса "Сильвия", построенный в том же 1910 г., сумел подняться в воздух. Но конструкция машины оказалась непрочной, вскоре в одном из полетов произошла поломка, самолет упал и разбился.

Итак, первые попытки создания самолета-"бесхвостки" не увенчались успехом, хотя, анализируя полет объектов флоры и фауны, исследователи пришли к правильным выводам о методах создания самобалансирующегося крыла. Однако никто из них не ставил перед собой задачу создания именно самолета-"бесхвостки"; цель была другой — просто построить самолет, обладающий хорошей устойчивостью. Поэтому они не занимались длительной доводкой своих летательных аппаратов и при первых же затруднениях добавляли к крылу хвост, превращая "бесхвостку" в обычный самолет.

1. Леонардо да Винчи. Избранные естественнонаучные произведения. М., 1955. С. 596.

2. C.Dollfus, H.Bauche. Histoire de Г aeronautics. Paris, 1932. P. 140.

3. J.Forestier. An overview of Clement Ader aeronautical achivments. (Рукопись; копия находится в архиве автора).

4. Dollfus, Bauche. Р. 141.

5. Smithsonian Institute Archives. Record Unit 7003. S.P.Langley Papers. P. 4—5.

6. P.Supf. Das Buch der deutschen Fluggeschichte. Bd.l. Stuttgart, 1956. S. 255.

7. F.Ahlborn. Uber die Stabilitat der Flugapparate. Hamburg, 1897.

8. Планеры Лилиенталя и самолет братьев Райт были статически неустойчивыми и человек должен был постоянно корректировать их равновесие.

9. Патент Великобритании № 17150, 14.08.1908 г.