Несмотря на то, что профессор Лэнгли внес большой вклад в науку аэродинамику своими тщательными исследованиями и действительно разработал машину, способную к продолжительному полету при правильном запуске, он подвергся безусловной критике и насмешкам; ибо он нажил врагов среди различных журналистов и мудрецов, отчасти своей официальной секретностью, а отчасти той естественной сдержанностью, которая избегает преждевременной огласки в важных научных предприятиях. Эта безответственная критика в сочетании с прекращением работы, которая должна была принести успех, глубоко опечалила его и, несомненно, ускорила его смерть. Он, однако, имел удовлетворение знать, что несколько компетентных специалистов оценили его труды и продолжат их до обильного плодоношения. За несколько дней до смерти он имел удовлетворение получить от недавно сформированного Аэроклуба Америки следующее сообщение, признающее ценность его усилий по продвижению воздушных путешествий.
Резолюции Аэроклуба Америки
Приняты 20 января 1906 года.
«Принимая во внимание, что наш уважаемый коллега, д-р С. П. Лэнгли, секретарь Смитсоновского института, столкнулся с несчастным случаем при запуске своего аэродрома, тем самым упустив решающее испытание возможностей этой пилотируемой машины, построенной по его моделям, которые много раз успешно летали; и принимая во внимание, что в этом трудном эксперименте он имел право на справедливое суждение и выдающееся внимание из-за своих важных достижений в исследовании законов динамического полета и в постройке успешных летающих моделей; поэтому постановляется
«Постановлено, что Аэроклуб Америки, высоко оценивая вклад д-ра Лэнгли в науку о воздушном передвижении, настоящим выражает ему свою искреннейшую признательность за его труды в качестве пионера в этой важной и сложной науке; и
«Постановлено далее, что копия этих резолюций должна быть отправлена в Совет регентов Смитсоновского института и д-ру Лэнгли».
Это доброе послание от ведущего аэронавтического общества Америки принесло мгновение удовольствия в последние часы жизни выдающегося ученого. «Профессор Лэнгли был на смертном одре, когда эти резолюции были доведены до его сведения, и когда его спросили, что следует сделать с этим сообщением, его жалким ответом было: «Опубликуйте это». Для всех, кто знает его крайнюю неприязнь к огласке в любой форме, этот ответ указывает на то, как остро он чувствовал искажение фактов прессой».
Успех профессора Лэнгли с «аэродромом» был во многом обязан мастерству, энергии и преданности его конструктора и руководителя строительства г-на Чарльза М. Мэнли. Этот талантливый молодой выпускник инженерно-механического факультета Корнеллского университета в 1898 году прямо из аудитории взял на себя главное бремя исследований Лэнгли в области аэродинамики и его практических экспериментов в механическом полете, оставаясь до их завершения в 1904 году. Он был доверенным секретарем и советником своего начальника во всем этом предприятии. Когда в 1900 году д-р Лэнгли стоял в недоумении перед величайшим препятствием в авиации, не в силах найти ни одного производителя в Америке или Европе, который мог бы предоставить практичный двигатель желаемой мощности, легкости и долговечности, Мэнли пришел ему на помощь с конструкцией, которая гарантировала успех и которая привела к созданию замечательного бензинового двигателя, построенного в мастерских Смитсоновского института. Наконец, когда аэроплан был готов к запуску, именно Мэнли вынес долгие недели испытаний в малярийном районе Уайдуотер, преследуемый авариями и плохой погодой, не говоря уже о веселых агентах прессы; и именно он дважды пилотировал тяжеловесный аэродром, запущенный в воздух с неминуемым риском для жизни.
В то время как Лэнгли строил свой большой тандемный моноплан, Уилбур и Орвилл Райт из Дейтона, штат Огайо, разрабатывали биплан, который был улучшением воздушного планера Шаню и Херринга. Это должно было стать их предварительным усилием к достижению непрерывного полета. Их первый продукт, испытанный в Китти-Хок, Северная Каролина, летом 1900 года, показан на Таблице XIX. Основными пунктами отступления от планера Шаню и Херринга были: (1) разместить пилота лежа на нижней поверхности, как впервые предложено и опробовано Уэнемом сорок лет назад; (2) отказаться от вертикального руля; (3) разместить горизонтальный руль спереди, как делали Матуллат и Максим; (4) контролировать поперечный баланс путем изменения углов атаки крыльев, как рекомендовал автор настоящей книги в 1893 году. Из этих четырех модификаций первая была непрактична для общего использования, хотя хороша для парения и, возможно, гонок; вторая была неудовлетворительна и позже заброшена; третья была эффективна и была принята некоторыми авиаторами как улучшение, но отвергнута другими, которые предпочитают задний горизонтальный руль; четвертая оказалась приемлемой для них, как и для различных других изобретателей до и после них.
С этим планером они совершили ряд удовлетворительных полетов. Передний руль и крылья с изменяемой геометрией оказались достаточными для управления аппаратом при полете прямо вперед вниз по песчаным холмам Килл-Девил близ Китти-Хок, Северная Каролина. В этом, как и во всех их машинах до настоящего времени, для взлета и посадки использовались полозья, закрепленные под машиной, как предлагали Адер и другие. С поверхностью 165 квадратных футов они могли планировать вниз по склону 9,5° со скоростью от 25 до 30 миль в час. Это показало лишь умеренную эффективность, но это было начало.
Планер, использованный летом 1901 года, был смоделирован по образцу предыдущего года, но был больше. Он был 22 фута шириной, 14 футов длиной, 6 футов высотой, имел 308 квадратных футов поверхности и весил 108 фунтов. С ним было совершено несколько полетов различной длины до 400 футов. На скорости 24 мили в час гравитация оказывала на воздушный аппарат 2½ лошадиные силы тяги буксировочного троса, показывая эффективность, почти равную эффективности планера Пилчера 1897 года.
В лагере с братьями Райт в 1901 году был г-н Шаню, ведущий аэронавтический эксперт в Америке. Таким образом, они имели преимущество его долгого опыта, как студента авиации, так и практического экспериментатора. С ними были также два других специалиста: г-н Э. К. Хаффейкер, опытный аэронавтический исследователь, который работал последовательно с Лэнгли и Шаню; и д-р Г. А. Спратт, который провел некоторые важные исследования ценности изогнутых поверхностей и перемещения центра давления при изменяющихся углах полета. Многочисленные оживленные конференции с этими джентльменами были поучительны и полезны. Когда сезон закончился, братья вернулись домой и экспериментировали с изогнутыми поверхностями, чтобы улучшить эффективность своего планера.
PLATE XIX.
FIRST WRIGHT GLIDER.
SECOND WRIGHT GLIDER.
Аппарат 1902 года, показанный на илл. XIX, имел две основные несущие поверхности размером 32 на 15 футов каждая и передний руль площадью 15 квадратных футов. Общий вес составлял 116 фунтов. Следует отметить, что теперь применялся вертикальный руль. Это был возврат к конструкции Шаню и Херринга, но после некоторого опыта руль сделали регулируемым, как на аэроплане Хенсона 1842 года. Его площадь составляла 12 квадратных футов, но позже была уменьшена до шести. С этим аппаратом они совершили от 700 до 1000 планирующих полетов за сезон. Он показал большую эффективность, чем его предшественники, а его нормальный угол снижения оценивался в семь градусов или менее. Это было некоторым улучшением по сравнению с эффективностью планера Шаню-Херринга, отчасти, конечно, из-за того, что пилот располагался лежа, а не в более удобной вертикальной позе, принятой позже.
Какими бы ни были улучшения в эффективности и прочности, они имели второстепенное значение по сравнению с мерами по обеспечению продольной устойчивости и ручного управления. Наконец, после десяти лет поисков, появился настоящий планер с достаточно высоким центром тяжести, чтобы минимизировать эффект маятника, и с тремя рулями для создания управляющего момента по трем осям. Эти простые меры были ранее указаны в авиационной литературе и в конце девяностых годов воплощены в аэроплане Маттуллата, но не были испытаны на большой машине из-за его смерти. Удивительно, что из всех практических изобретателей аэропланов г-н Маттуллат был единственным в тот период, кто полностью осознал и принял эти основные идеи перед началом строительства пилотируемого аппарата. Однако следует добавить, что ранее он создавал небольшие летающие модели, которые, возможно, подсказали преимущество кинетической устойчивости и системы управления по трем осям. Если бы Лилиенталь и его последователи, уделявшие так много внимания опыту планирования, начали, подобно Маттуллату, с тремя управляющими поверхностями, они, конечно, избежали бы тех акробатических и живописных «брыканий» в небе, но достигли бы желаемой цели с меньшим риском, затратами времени и средств. Они проявили больше мастерства в управлении строптивым планером, чем в проектировании послушного, обеспечив создание управляющего момента по каждой из трех осей. Если бы они начали с хорошей теории динамического управления, они могли бы полностью обойтись без планирования и начать авиационные полеты с коротких пробежек по ровной поверхности, за которыми последовали бы осторожные прыжки в воздух, по примеру некоторых изобретательных французских авиаторов. Тем не менее, навык балансировки был наконец приобретен, и таким образом планер был готов к установке движущего механизма.
В 1903 году на управляемый планер в Китти-Хок были установлены двигатель мощностью 16 лошадиных сил и винты с двумя лопастями, как показано на илл. XX. Аппарат с двигателем весил 750 фунтов, и его запуск обычно осуществлялся с помощью буксировочного троса и падающего груза, которые помогали аппарату набрать скорость. После многих испытаний и модификаций 17 декабря были совершены первые успешные запуски, числом четыре. Первый полет длился 12 секунд, следующие два — немного дольше, четвертый длился 59 секунд, покрыв расстояние 852 фута над землей при встречном ветре скоростью двадцать миль в час. Поверхностному наблюдателю эти результаты не казались очень значительным прогрессом по сравнению с полетами Адера, но они несли в себе больше перспектив и потенциала для практических полетов. Это были первые взмахи крыльев птенца, наделенного главными существенными органами воздушного передвижения — неуклюжего, но здорового существа, которое неуклонно развивалось на протяжении нескольких поколений. Оно быстро росло, и еще до истечения следующего пятилетия увеличило 59 секунд до стольких же минут.
PLATE XX.
FIRST WRIGHT AËROPLANE (REAR).
FIRST WRIGHT AËROPLANE (SIDE).
Эксперименты продолжались в течение следующих двух лет с возрастающим успехом. В течение сезона 1904 года на поле недалеко от Дейтона было совершено сто пять полетов, некоторые короткие, другие покрывали весь круг поля не менее четырех раз, причем два самых длинных измерялись почти тремя милями каждый, и каждый был выполнен примерно за пять минут. Были внесены различные улучшения в движущий и рулевой механизмы, и постепенно приобреталось повышенное мастерство в маневрировании.
В 1905 году полеты были возобновлены на новом аппарате, воплотившем некоторые изменения, продиктованные опытом, особенно в методе управления. Было совершено сорок девять посадок, повлекших семь поломок, но без травм. 26 сентября был совершен полет на одиннадцать миль. За этим в течение следующих девяти дней последовали полеты на двенадцать, пятнадцать, двадцать одну и двадцать четыре мили при обычной скорости 38 миль в час. После этого полевые испытания прекратились более чем на два года, и аппарат был разобран, чтобы сохранить в тайне способ его конструкции до тех пор, пока не будут оформлены патенты. Поскольку эти результаты и предшествовавшие им представляют необычайный интерес, более полное описание приведено в Приложении IV.
Братья Райт теперь должны были взять на себя в авиации роль осторожных деловых людей. Эксперименты с планерами были научным развлечением и были довольно подробно описаны для инженеров, за исключением тех деталей, которые должны были быть покрыты патентными притязаниями; но детали аппарата с двигателем скрывались или раскрывались скупо. Братья пожертвовали временем и деньгами. Они делали авиацию профессией. Поэтому им должны были возместить расходы. Но если бы они слишком поспешно продемонстрировали свою машину и аэродинамические данные, они могли бы поставить под угрозу свои финансовые интересы, помогая или стимулируя конкурирующих авиаторов. С другой стороны, из-за промедления и сокрытия они могли, в различных отношениях, утратить приоритет и научный авторитет. Планер Шаню был уже известен в Европе, и считалось, что он обладает достаточной эффективностью для успешного полета с существующими двигателями. Их собственные опубликованные эксперименты изучались и повторялись. Поэтому они могли ожидать, что в любой момент какой-нибудь безрассудный или хитрый малый ворвется в воздух и провозгласит всему миру, что их неопубликованные устройства, если они обладали какой-либо новизной, вовсе не являются необходимыми, как они полагали, для начала реального динамического полета. Аэроплан таким образом казался бы внезапным результатом плодотворных и зрелых условий, а не продуктом необычайной оригинальности. Множество авиаторов немедленно появилось бы на свет — шоферы, механики, спортивные джентльмены всех мастей. Поскольку легкие двигатели были теперь доступны, любой интеллигентный ремесленник мог оснастить двигателем змей Харгрейва или планер Шаню и взмыть ввысь. Каждый странный аппарат, спроектированный не слишком абсурдно, летал бы с некоторым успехом. Реклама и призовые деньги развили бы и усовершенствовали различные типы с лихорадочной поспешностью. Но в 1905 году братья Райт не опасались грозного или неминуемого вторжения в небо. Иностранный «пугало» отставал на пять лет, будучи незнакомым с практикой на песчаных холмах и крылом с изменяемой геометрией. Поэтому они решили рискнуть, утаив свои данные и скрыв свой аппарат. Это была любопытная ситуация; Лэнгли и Мэнли, создавшие первый аэроплан, наделенный всеми существенными возможностями продолжительного полета, были связаны официальной секретностью; Райты, у которых была готовая машина, испытанная и вполне готовая к публичной демонстрации, были стеснены коммерческой тайной. Эти молчаливые лидеры в авиации представляли собой приятный контраст с крикливым братством, которое в ежедневной прессе объявляло о надвигающихся чудесах, которые так и не материализовались.
Тот же 1905 год, который увенчал наибольшим успехом частные полеты братьев Райт, привлек необычное внимание к четвертьвековым экспериментам профессора Дж. Дж. Монтгомери из колледжа Санта-Клара, Санта-Клара, Калифорния. Он уделял много внимания науке авиации, особенно пассивному полету, и сконструировал несколько успешных планеров, управляемых им самим или его друзьями. Самым замечательным из этих аппаратов был планер, напоминающий по внешнему виду тандемный моноплан Лэнгли, но имеющий средства для изменения кривизны крыла во время полета, тем самым изменяя подъемную силу на таком крыле и позволяя оператору контролировать равновесие и направление во время своих планирующих полетов в воздухе.
29 апреля 1905 года планер этой конструкции весом сорок пять фунтов, несущий бесстрашного парашютиста Дэниела Мэлони, был поднят с территории колледжа на воздушном шаре с горячим воздухом на высоту 4000 футов, а затем отцеплен. «В ходе спуска, — пишет один из его учеников, — были выполнены самые необычайные и сложные маневры — спиральные и круговые повороты выполнялись с легкостью и грацией, почти не поддающимися описанию, горизонтальный полет совершался по ветру и против него, эволюции «восьмеркой» выполнялись без труда, а головокружительные пикирования заканчивались резким прекращением движения путем изменения углов поверхностей крыльев. Временами скорость, по оценкам очевидцев, превышала шестьдесят восемь миль в час, и все же после полета протяженностью около восьми миль за двадцать минут аппарат был опущен на заранее обозначенное место, в трех четвертях мили от того места, где был выпущен шар, так мягко, что авиатор даже не вздрогнул, несмотря на то, что он был вынужден приземлиться на ноги, а не на специальное посадочное устройство». Это смелое выступление поразило мир, и больше всего специалистов, которые все это время знали, что такой подвиг осуществим. Поскольку дальнейшее описание замечательных экспериментов профессора Монтгомери может заинтересовать читателя, ниже приводится отчет, написанный им самим, взятый из журнала «Aëronautics» за январь 1909 года:
«Когда я начал практическую демонстрацию в своей работе с аэропланами, передо мной стояли три задачи. Во-первых, равновесие; во-вторых, полное управление; и в-третьих, длительный или парящий полет. В начале я сконструировал и испытал три комплекта моделей, каждая из которых превосходила предыдущую в отношении продолжительности их парящих способностей, но все были одинаково совершенны в отношении равновесия и управления. Эти модели испытывались путем сбрасывания их с троса, натянутого между двумя горными вершинами, с различными нагрузками, регулировками и положениями. И не имело значения, были ли модели сброшены вверх ногами или в любом другом мыслимом положении, они всегда немедленно находили свое равновесие и безопасно планировали на землю».
«Затем я сконструировал большую машину по образцу первой модели и с помощью трех друзей-ковбоев лично совершил ряд полетов в крутых горах недалеко от Сан-Хуана (в ста милях отсюда). При совершении этих полетов я просто брал аэроплан и делал прыжок с разбега. Эти испытания были прекращены после того, как я при приземлении наступил ногой в нору суслика и повредил ногу».
PLATE XXI.
MONTGOMERY’S AËROPLANE.
«В следующем году я начал работу в большем масштабе, наняв аэронавтов для управления моим аэропланом, сбрасываемым с воздушных шаров. Во время этой работы я использовал пять воздушных шаров с горячим воздухом и один газовый шар, пять или шесть аэропланов, трех пилотов — Мэлони, Уилки и Дефолко — и имел в своем списке шестнадцать кандидатов, а также тренировочную станцию для подготовки любого из них, когда они мне понадобятся».