Новая машина напоминала своих предшественников по форме и маневрам, но отличалась размерами. Это был птицеподобный аппарат с параболически изогнутыми крыльями и двойным хвостом. Он имел размах 7 метров, площадь поверхности 14 квадратных метров, весил вместе с пилотом 200 фунтов и в спокойном воздухе мог планировать вниз по склону 9° со скоростью 9 метров в секунду. Это было очень эффективное планирование, работа силы тяжести составляла едва ли две лошадиные силы. При положении пилота лежа, как планировалось в конечном итоге, экономичность была бы еще выше.
PLATE XVI.
LILIENTHAL’S MONOPLANE GLIDER.
(Courtesy W. J. Hammer.)
LILIENTHAL’S BIPLANE GLIDER.
(Courtesy W. J. Hammer.)
PILCHER’S MONOPLANE GLIDER.
Считалось также, что аппарат обладает устойчивостью; и это было так, в некоторой мере, относительно тех двух осей, которые соответствовали двум рулям; но управление относительно третьей оси, осуществляемое болтанием ног вправо или влево, было крайне грубым и примитивным. Это соответствовало его изречению: «изобрести — это ничто; сконструировать — это что-то; управлять — это все». Если бы он изобретал более разумно, он управлял бы легче и избежал бы тех диких и опасных танцев в пространстве. Более научное изречение гласило бы: «Эффективно спроектировать — это все, сконструировать — это рутина, управлять — это игра».
Удивительно, что Лилиенталь, наблюдательный, технически подготовленный, практически умелый, управлял в течение трех лет, а затем запатентовал воздушный планер, имеющий два руля, но лишенный третьего руля, или торсионного крыла, ныне так широко используемого во всем мире. Но, несомненно, он обдумывал устройство для сохранения бокового равновесия без смещения своего веса; ибо он признавал экономическое преимущество положения лежа на машине и заявлял, что это может быть сделано после того, как будут внесены некоторые важные улучшения в аппарат.
Совершив почти две тысячи полетов на своем моноплане, Лилиенталь в 1895 году построил двухповерхностный планер. Он нашел его еще более легким в управлении и теперь считал, что достаточно овладел искусством планирования, чтобы оправдать начало следующего, более трудного искусства подражания гребному полету птиц. Он сконструировал девяностофунтовый двигатель мощностью две с половиной лошадиные силы, чтобы приводить в действие крылья своего планера; но, прежде чем применить этот мотор, он отправился на Риновские холмы за небольшим дополнительным опытом в планировании. Ранее он оставался в воздухе от двенадцати до пятнадцати секунд; но он хотел превзойти этот рекорд.
9 августа 1896 года он совершил длинный полет, чтобы доказать эффективность горизонтального руля, а затем хотел предпринять второй полет максимально возможной продолжительности. У него не было предчувствия, что этот полет окажется катастрофическим. Отдав часы своему помощнику, он отправился по ровному курсу, но внезапно клюнул носом и рухнул на землю с высоты пятидесяти футов. Его вытащили из-под обломков со сломанным позвоночником, от чего он скончался на следующий день.
Машина, на которой отец воздушного планирования совершил свой последний полет, показана на таблице XVI. Об опасном характере ее конструкции мистер Шанют пишет так: «Две поверхности удерживались вместе двумя стойками, или вертикальными столбами, с несколькими расчалками, но соединительные узлы были слабыми, и не было ничего похожего на ферменную конструкцию. Это в конечном итоге стоило ему его полезнейшей жизни. За две недели до этой прискорбной потери для науки герр Вильгельм Кресс, выдающийся и опытный авиатор из Вены, наблюдал несколько полетов Лилиенталя на его двухпалубном аппарате. Он заметил, что он был сильно расшатан и шаток, и написал мне после аварии:
Будет замечено, что Лилиенталь уделял должное внимание достоинствам как моноплана, так и биплана — двух знакомых типов, находящихся в оживленной конкуренции в настоящее время. Первый он нашел в природе; второй он мог бы найти в Англии, как разработки, главным образом, Уэнема и Филлипса. Его пример и престиж многое сделали для продвижения биплана; но, по-видимому, у него не было очень твердого предпочтения ни к одному из них. Хотя он нашел свой биплан очень удовлетворительным, он подумывал о возвращении к моноплану.
В апреле 1896 года он писал: «Я сейчас занят конструированием аппарата, в котором положение крыльев можно изменять во время полета таким образом, что балансировка не осуществляется путем изменения положения центра тяжести тела. По моему мнению, это означает значительный прогресс, так как это повысит безопасность. Это, вероятно, заставит меня снова отказаться от двойных несущих поверхностей, так как это устранит необходимость, которая привела меня к их принятию». Таким образом, он, по-видимому, беспристрастно изучал оба типа и изобрел средство для балансировки машины без смещения центра масс.
Лилиенталь дал мощный и постоянный импульс авиации как своими трудами, так и практическим опытом в воздухе. Он первым количественно показал преимущество изогнутых крыльев с помощью тщательно выведенных таблиц давления ветра; затем он сам сел на крылья и научил мир, смелыми и частыми полетами, искусству воздушного планирования под действием силы тяжести. Два оставшихся достижения, динамический и парящий полет, он должен был предпринять как можно скорее. Если бы его жизнь была пощажена, он, несомненно, внес бы большой вклад в развитие этих искусств, как примером, так и прямыми усилиями; ибо он был в расцвете сил, полон энергии и смелости, высоко оснащен и пылко предан своей любимой науке. Он начал свои занятия авиацией в возрасте тринадцати лет и умер в возрасте сорока восьми лет.
Среди восхитительных черт отца парящего полета следует упомянуть его научную щедрость и корпоративный дух. Хотя он запатентовал свое изобретение, он не скрывал и не утаивал свои открытия, когда мог их должным образом опубликовать. Эти открытия были сделаны ценой больших жертв времени и средств и должны были казаться ему ценными коммерческими секретами; тем не менее, он опубликовал все свои научные данные, теории и наблюдения; он поощрял своих собратьев в разных странах наблюдать и подражать его экспериментам, тесно делиться его с трудом развитыми знаниями об авиации, объединить с ним усилия в ускорении наступления практического полета. Таков корпоративный дух, который всегда преобладал среди истинно научных людей, в отличие от корыстных и коммерческих; таковы бескорыстные исследователи, которых мир рад чтить как за их гений, так и за их щедрый вклад в общее и постоянное достояние человечества.
Перед своей смертью Лилиенталь имел удовольствие знать, что компетентные ученики подражают ему в теории и практике. Одним из самых ранних и способных из них был Перси С. Пилчер, помощник лектора по военно-морской архитектуре и морской инженерии в Университете Глазго. Летом 1895 года он построил планер, показанный на таблице XVI. Это, как и у Лилиенталя, был двуххвостый моноплан, изогнутый спереди и сзади; но, будучи лучше его для ручного управления, он был прямым от кончика до кончика, как проекты Хенсона, Пено и других предшественников. Это улучшение было введено для того, чтобы боковые порывы ветра не раскачивали аппарат так легко, как они делают это с V-образными планерами. Его лучший планер, «Ястреб», показанный на рисунке, имел крылья, изогнутые один к двадцати, примерно на одну треть от их передней кромки. Иногда он планировал вниз по склону; в других случаях его буксировали или запускали, как воздушного змея, с помощью шнура, проходящего через пятикратный множительный механизм, и тянули бегущие мальчики или лошадь. В обоих случаях он управлял машиной к своему удовлетворению, совершая в 1897 году плавные спуски длиной 700 футов с высоты 70 футов. Он также посещал Лилиенталя, но только после достижения успеха у себя на родине.
Приобретя некоторый навык в планировании, мистер Пилчер начал работу над силовой машиной. Она должна была приводиться в движение винтом, работающим от нефтяного двигателя, и должна была быть установлена на колесах с жесткими пружинами. Наблюдая свою скорость спуска при планировании, он вычислил, что две лошадиные силы на буксировочном тросе поднимут его и его машину, весящие вместе 220 фунтов. Подобный результат был получен, когда он летал как воздушный змей. Таким образом, он был на прямом пути к достижению полета человека на моноплане с винтовым двигателем и колесным шасси. Если бы он был более осторожным, он мог бы стать первым человеком, совершившим полет на практически применимом типе динамической машины; ибо он, по-видимому, сравнялся, если не превзошел своего немецкого учителя в проектировании аэропланов. Но, подобно учителю, он недостаточно позаботился о структурной прочности своего планера и слишком смело бросал вызов опасностям порывистой погоды. В один штормовой день, 30 сентября 1899 года, желая порадовать нескольких человек, приехавших издалека, чтобы увидеть его, он совершил два пробных полета в парке джентльмена недалеко от Регби. Второй из них оказался фатальным. Зрители услышали треск, увидели, как сломался хвост, и весь аппарат рухнул на землю. Бедный Пилчер был смертельно ранен и скончался тридцать четыре часа спустя, так и не придя в сознание. Ему было тогда тридцать три года.
Если бы этот талантливый молодой британец и его немецкий наставник оба остались живы, между ними, несомненно, была бы приятная гонка и соперничество; ибо ученик формировал мнения и планы, достаточно расходящиеся с планами его учителя и друга. Он не одобрял высокие крылья Лилиенталя и низкий центр тяжести, ни его V-образную форму для бокового равновесия, ни его машущие кончики крыльев для движения, ни его метод запуска динамической машины. К счастью, оба опубликовали свои идеи и эксперименты, оставив своим преемникам задачу судить о достоинствах их проектов и добавлять любые улучшения, которые могли еще потребоваться для достижения окончательного успеха.
Одновременно с Пилчером мистер Октав Шанют и мистер А. М. Херринг в Америке подражали работе Лилиенталя. Мистер Шанют был опытным инженером-строителем, который ранее написал историю авиации и экспериментировал с многочисленными летающими моделями; мистер Херринг, его сотрудник в то время, был инженером-механиком, который помогал в экспериментах Лэнгли, а ранее летал на планере Лилиенталя и проводил исследования в области науки механического полета. 22 июня 1896 года в сопровождении двух помощников они отправились в лагерь среди песчаных дюн на южном берегу озера Мичиган, чтобы изучить искусство навигации на аэроплане без искусственной движущей силы. Мистер Шанют считал, что поддержание равновесия при любых обстоятельствах было в то время самой важной проблемой авиации; и что до тех пор, пока не будет обеспечена автоматическая устойчивость, было бы преждевременно и опасно применять мотор. Он хотел избежать, ибо не любил, метод балансировки Лилиенталя путем смещения тела и дикого дрыгания ногами в сторону звезд. Его главной целью, следовательно, было приобретение науки пилота; но, во-вторых, он хотел узнать многое об архитектуре планеров, поведении воздушных потоков, элементах движения и поддержания.
PLATE XVII.
CHANUTE’S FIVE DECK GLIDER.
HERRING IN CHANUTE BIPLANE.
HERRING’S COMPRESSED-AIR BIPLANE.
(Courtesy Carl Dientsbach.)
Они совершили несколько полетов на моноплане Лилиенталя; но, найдя его небезопасным и коварным, они отказались от него в пользу многокрылого планера, спроектированного Шанютом, который после многих эмпирических модификаций в размещении несущих поверхностей принял форму, показанную на таблице XVII. Этот планер напоминал биплан Лилиенталя тем, что поверхности были расположены вертикально друг над другом, пилот находился под ними, а руль — сзади; но это был пятиэтажный аппарат, крылья которого с обеих сторон могли отклоняться вперед и назад, чтобы центр подъемной силы всегда находился над центром тяжести, дабы предотвратить чрезмерное задирание носа или ныряние. Этот планер оказался очень послушным при двадцатимильном ветре, а при бризе в тринадцать миль планировал вниз по склону один к четырем.
После дальнейшего изучения пятиэтажный аппарат был заменен трехэтажным; который вскоре был лишен навязчивой и несущественной нижней поверхности, приняв таким образом знакомую форму, показанную на таблице XVII. Как будет замечено, это был радикально новый и элегантный проект, состоящий из двух наложенных друг на друга изогнутых поверхностей, удерживаемых вместе вертикальными стойками и диагональными проволоками, подобно ферме Пратта. Это был, по сути, знаменитый «планер Шанюта», который был скопирован столь многими последующими конструкторами бипланов.
Планер Шанюта весил 23 фунта, имел площадь 135 квадратных футов и легко нес общий вес 178 фунтов со скоростью 23 мили в час. Он был снабжен, как показано, боковыми плоскостями и двойным рулем, и последний был эластично соединен с основным корпусом для обеспечения устойчивости полета, по принципу эластичных кромок крыльев, использованных Д. С. Брауном в 1874 году. Этот аппарат оказался легким в управлении при запуске, планировании и посадке, причем смещение веса пилота на два дюйма соответствовало смещению на пять дюймов на моноплане Лилиенталя. Он был устойчив при скорости от двадцати до сорока миль в час относительно воздуха, даже когда ветер дул со скоростью семнадцать миль в час относительно земли. Угол спуска составлял от 7,5° до 11°, в зависимости от скорости и направления ветра. Работа силы тяжести, затрачиваемая на поддержание устойчивого полета, составляла две лошадиные силы на 178 фунтов, что является хорошим показателем при вертикальном положении пилота.
Лето прошло, прежде чем мистер Шанют смог усовершенствовать изобретение для автоматической устойчивости с помощью отклоняющихся крыльев; но в остальном эксперименты по планированию были очень удовлетворительными. Прочный и простой биплан, созданный за те несколько недель плодотворного изучения, хотя и не был оригинальным творением, будучи предвосхищенным теоретически и экспериментально в работах Уэнема, Стрингфеллоу, Лилиенталя, Филлипса и Харгрейва, был, тем не менее, важным вкладом в науку авиации благодаря своей прочности и простоте конструкции, эффективности, устойчивости и, что лучше всего для того времени, своему рекорду хороших полетов и безопасности. Все, кто мог это оценить, понимали, что добавление легкого мотора превратит его в динамический летательный аппарат, управляемый по крайней мере в мягкую погоду. Самым нетерпеливым, возможно, был мистер Херринг; ибо он не только освоил этот планер, но и несколько лет назад успешно летал на моделях с резиновым двигателем, очень похожих на него по конструкции. Эти два авиатора, следовательно, разошлись в разные стороны: Шанют продолжал стремиться к автоматической устойчивости, а Херринг нетерпеливо направлялся к динамическому полету кратчайшим доступным путем. Если бы они продолжали вместе практический курс, они могли бы еще до конца века предвосхитить, по крайней мере, ранние полеты французских авиаторов, если бы смогли сконструировать или купить адекватный мотор.
После некоторого дальнейшего развития воздушного планера для адаптации его к полету с двигателем, мистер Херринг начал строительство динамического аэроплана. Ранее он построил очень легкие паровые и бензиновые двигатели и считал последние лучшими для усовершенствованного летательного аппарата, хотя в первом экспериментальном испытании предпочитал пар или сжатый воздух.
Когда в октябре 1898 года в Сент-Джозефе, штат Мичиган, автор этих строк увидел мистера Херринга, тот собирался запустить биплан с приводом от сжатого воздуха, показанный на таблице XVII. Это был, по сути, моторизованный планер Шанюта-Херринга, стабилизированный двойным хвостом и управляемый смещением веса пилота, причем хвост был прикреплен эластично. Автор тогда предположил, что как планер, так и динамический аэроплан должны управляться полностью с помощью рулевых и балансировочных поверхностей, по принципу, изложенному в его статье 1893 года; и, в частности, указал, что боковое равновесие должно контролироваться путем изменения наклона крыльев с обеих сторон, в то время как двойной хвост должен использоваться для управления и стабилизации аэроплана в боковом и вертикальном направлениях; другими словами, что крутящий момент относительно каждой из трех прямоугольных осей машины должен быть получен от давления удара, тем самым устраняя необходимость смещения веса пилота. Мистер Херринг, не возражая против этого предложения, намекнул, что у него есть устройство для обеспечения контроля без смещения веса пилота, но полагал, что самым важным усилием на данный момент должно быть совершение короткого полета на машине в том виде, в каком она была, с целью привлечения капитала, а затем добавление управляющих устройств на досуге. Он рассчитывал убрать колеса, показанные на рисунке, удержать аэроплан против сильного бриза с озера Мичиган, запустить пропеллеры, принять парящую позу и лететь вперед несколько секунд против ветра.
Об успешном выполнении такого полета на расстояние семидесяти трех футов по прямой за восемь или десять секунд против ветра скоростью тридцать миль в час сообщалось в газете Chicago Evening News от 17 ноября того же года; однако автору настоящей книги не удалось установить имя репортера или какого-либо другого свидетеля этого события, которое, если оно правдиво, безусловно заслуживает проверки и подробной фиксации.
Следя за последователями пассивного полета, представленными Лилиенталем и его школой, мы упустили из виду большую пилотируемую птицу Клемана Адера, одного из самых выдающихся и успешных авиаторов того активного периода. Если сообщения правдивы, Адер может по праву претендовать на звание первого человека, совершившего полет на динамическом летательном аппарате. Однако следует заметить, что его достижения поначалу не вызвали во Франции большого подъема и энтузиазма. В то время существовал определенный скептицизм относительно практичности его устройства. Но позднее была принесена искренняя дань уважения: аппарат был помещен на Почетный стенд на Аэронавтическом салоне, проходившем в Гран-Пале в Париже в декабре 1908 года.