Примерно в это время он начал свои эксперименты в области «аэродинамики». Но проблема полета уже давно была предметом его увлеченных размышлений. Десять лет спустя он писал:
«Природа создала свою летательную машину в виде птицы, которая почти в тысячу раз тяжелее воздуха, вытесняемого ее объемом, и лишь те, кто пытался соперничать с ней, знают, насколько неподражаем ее труд, ибо "путь птицы в воздухе" остается для нас столь же удивительным, как и для Соломона, и вид птицы постоянно удерживал это чудо перед умом людей и не давал пламени надежды окончательно погаснуть, несмотря на долгие разочарования. Я хорошо помню, как ребенком, лежа на лугу в Новой Англии, я наблюдал за ястребом, парящим высоко в синеве и долго плывущим без всяких движений крыльев, как будто он не нуждался в усилиях для поддержания себя, а удерживался там каким-то чудом. Но, как бы он ни поддерживался, я видел, как за несколько секунд своего неспешного полета он преодолевал расстояние, которое для меня было загромождено всевозможными препятствиями, для него не существовавшими... До чего же удивительно легким был его полет! Не было ни единого трепета его крыльев, когда он проносился над полем в движении, казавшемся столь же не требующим усилий, как и движение его тени. Спустя много лет, в зрелом возрасте, я снова задумался об этих вещах и задал себе вопрос, так ли безнадежна и абсурдна проблема искусственного полета, как тогда считалось»... За три-четыре года Лэнгли создал около сорока моделей. «Главная трудность заключалась в том, чтобы сделать модель достаточно легкой и прочной для того, чтобы она могла нести свою силовую установку, — говорит он. — Эта трудность оставалась фундаментальной для каждой последующей формы; но помимо этого, исследование потребовало изучения центровки центра тяжести относительно центра давления крыльев, расположения самих крыльев, размера пропеллеров, угла наклона и количества лопастей, а также огромного множества других деталей».
К 1891 году у Лэнгли была модель, достаточно легкая для полета, однако добиться надлежащей балансировки не удавалось. Он вновь взялся за поиск практических условий равновесия и горизонтального полета. Его эксперименты убедили его в том, что «механическое поддержание тяжелых тел в воздухе в сочетании с очень высокими скоростями не только возможно, но и достижимо с помощью имеющихся у нас механических средств».
После многочисленных экспериментов с новыми моделями Лэнгли наконец создал аппарат с паровым двигателем, способный летать горизонтально. Он весил около тридцати фунтов, имел длину около шестнадцати футов и два комплекта крыльев, причем передняя пара имела размах сорок футов от кончика до кончика. 6 мая 1896 года эта модель была запущена над рекой Потомак. Она пролетела полмили за полторы минуты. Когда топливо и вода закончились, она плавно опустилась на поверхность реки. В ноябре Лэнгли запустил еще одну модель, которая пролетела три четверти мили со скоростью тридцать миль в час. Эти испытания доказали практическую осуществимость искусственного полета.
Во время испано-американской войны военный наблюдательный аэростат выполнял ту же ограниченную работу, что и со времен Франклина. Президент Мак-Кинли живо интересовался проектом Лэнгли по созданию летательного аппарата с двигателем, который имел бы бесчисленные преимущества перед аэростатом. Правительство предоставило средства, и Лэнгли занялся проблемой создания летательного аппарата, достаточно большого, чтобы поднять человека. Его первоначальной трудностью стал двигатель. Сразу стало ясно, что необходимо принять новые принципы конструирования двигателей, прежде чем можно будет спроектировать мотор, обладающий высокой мощностью, но при этом достаточно легкий, чтобы его можно было разместить в узком корпусе аэроплана. К тому времени уже начал использоваться двигатель внутреннего сгорания. В 1900 году Лэнгли отправился в Европу в поисках мотора, но ему сказали, что то, что он ищет, невозможно.
Тем временем его помощник Чарльз М. Мэнли нашел в Америке производителя двигателей, который согласился взяться за эту попытку. Однако после двух лет ожидания двигатель оказался неудачным. Тогда Мэнли перевез отдельные детали, которые он счел перспективными, в Вашингтон, где в Смитсоновском институте работал и экспериментировал, пока не создал легкий и мощный бензиновый мотор. В октябре 1903 года были проведены испытания, в ходе которых Мэнли находился на борту аппарата. Последовавшая неудача была обусловлена исключительно неуклюжим пусковым устройством. Аэроплан был поврежден, когда устремился вперед перед началом полета; а при подъеме он перевернулся и рухнул в реку. Преданный и полный энтузиазма Мэнли, который, к счастью, был хорошим ныряльщиком и пловцом, поспешно вытерся и сделал обнадеживающее заявление представителям прессы и офицерам Управления артиллерийского вооружения, собравшимся, чтобы стать свидетелями полета.
Вторая неудача в декабре убедила зрителей в том, что человеку никогда не суждено летать. Газеты обрушили на Лэнгли и его аппарат такой шквал насмешек, обвиняя его в растрате государственных средств, что правительство отказалось оказывать ему дальнейшую помощь. Лэнгли, которому в то время было шестьдесят девять лет, принял это поражение так близко к сердцу, что оно ускорило его кончину, последовавшую три года спустя. «Неисправности в самом аэроплане, — писал он, — или его двигателях не было; и есть все основания полагать, что именно в момент успеха, когда инженерные проблемы были решены, нехватка средств помешала продолжению работы».
Работа Лэнгли была действительно остановлена «в момент успеха». 17 декабря 1903 года братья Райт провели первый успешный эксперимент, в ходе которого аппарат с человеком на борту поднялся за счет собственной мощности, летел естественно и с равномерной скоростью, а затем приземлился без повреждений. Эти братья, Уилбур и Орвилл, которые наконец открыли долго осаждаемые воздушные пути, родились в Дейтоне, штат Огайо. Их отец, священник, а позже епископ, проводил досуг за чтением научной литературы и изобретением пишущей машинки, которую, впрочем, так и не довел до совершенства. Он пробудил интерес к научным принципам в умах своих сыновей, даря им игрушки, стимулирующие любопытство. Одной из таких игрушек был вертолет, или «волчок Кэли», который мог взлетать и некоторое время порхать в воздухе.
После нескольких собственных вертолетов братья стали делать оригинальные модели воздушных змеев, и Орвилл, младший из них, достиг исключительного мастерства в их запуске. Вскоре Орвилл и Уилбур начали собирать собственные велосипеды и удивлять соседей, появляясь на публике на специально сконструированном тандеме. Первые сообщения об экспериментах с летательными аппаратами, которые они прочитали, направили их изобретательский гений в новую область. В частности, газетные статьи того времени о демонстрационных полетах Отто Лилиенталя с его планером разожгли их интерес и побудили искать в библиотеках литературу по вопросам полетов. Читая о работе Лэнгли и других, они пришли к выводу, что секрет полета нельзя постичь теоретически в лаборатории; ему нужно учиться в воздухе. Этим молодым людям, приученным по необходимости считать каждый цент, казалось «расточительством» устанавливать хрупкие и дорогостоящие механизмы на крылья, которыми никто не умел управлять. Они отложили записи о моделях других изобретателей, чтобы изучить одну совершенную модель — птицу. Уилбур Райт, выступая перед Обществом инженеров Запада в Чикаго, сказал:
«Крылья птицы, несомненно, спроектированы очень хорошо, но поражает не какая-то необычайная эффективность, а скорее то удивительное мастерство, с которым они используются. Правда, я видел, как птицы совершали почти невероятные по сложности маневры парения в условиях, когда невозможно было измерить скорость и направление ветра, но всякий раз, когда удавалось определить путем фактических измерений условия, в которых происходило парение, его легко было объяснить на основе результатов, полученных с искусственными крыльями. Проблема парения, по-видимому, заключается не столько в лучших крыльях, сколько в лучших операторах».*
* Цитируется по: Тернер, «Романтика воздухоплавания».
Когда братья Райт решили летать, две проблемы, с которыми сталкивались предыдущие экспериментаторы, были частично решены. Опыт позволил выявить определенные факты относительно крыльев, а изобретательство дало двигатель. Однако законы, управляющие балансировкой и рулением аппарата, оставались неизвестными. Путь человека в воздухе еще предстояло открыть.
Отправной точкой их теории полета, по-видимому, было убеждение, что человек наделен интеллектом, по меньшей мере равным птичьему, и что с практикой он сможет научиться балансировать в воздухе так же естественно и инстинктивно, как на земле. Он должен и может быть, подобно птице, контролирующим разумом своего аппарата. Процитируем Уилбура Райта еще раз:
«Нам казалось, что главная причина, по которой проблема так долго оставалась нерешенной, заключалась в том, что никто не мог получить достаточной практики. Лилиенталь за пять лет провел в воздухе в режиме реального планирования всего пять часов. Удивительно не то, что он сделал так мало, а то, что он достиг так многого. Было бы крайне небезопасно для велосипедиста пытаться проехать по оживленной городской улице после всего пяти часов практики, растянутых на отрезки по десять секунд в течение пяти лет, однако Лилиенталь при своей краткой практике был удивительно успешен в противостоянии колебаниям и порывам ветра. Мы подумали, что если удастся найти метод, позволяющий практиковаться часами, а не секундами, появится надежда на продвижение в решении этой очень сложной проблемы».
Братья обнаружили, что ветры нужной им для экспериментов скорости — обычное явление на побережье Северной Каролины. В октябре 1900 года они разбили лагерь в Китти-Хок и провели краткое и успешное испытание своего планера. В следующем году они вернулись с гораздо более крупным аппаратом, а в 1902 году продолжили эксперименты с моделью, еще более усовершенствованной по сравнению с их первым проектом. Проверив свои теории и убедившись, что они определенно на верном пути, они больше не хотели ограничиваться простым планированием. Они приступили к созданию аппарата с двигателем. Здесь они столкнулись с новой проблемой. Они решили использовать два воздушных винта, вращающихся в противоположных направлениях по принципу крыльев в полете, но подобрать правильный диаметр, шаг и площадь лопастей оказалось непросто.
17 декабря 1903 года первый биплан братьев Райт был готов к полету и совершил четыре коротких успешных вылета. Последующие полеты в 1904 году показали, что проблема равновесия была решена не полностью, но эксперименты 1905 года устранили эту трудность.
Ответственность, которую братья Райт возлагали на авиатора за поддержание равновесия, и бесхвостая конструкция их аппарата вызвали много скепсиса среди иностранных авиаторов, когда Уилбур Райт появился на крупном авиационном слете во Франции в 1908 году. Но он завоевал приз Мишлена в восемьсот фунтов стерлингов, побив предыдущие рекорды скорости и продолжительности пребывания аппарата в воздухе. Он также проводил показательные полеты в Германии и Италии и обучал итальянских армейских офицеров пилотированию аппаратов Райт. В это время Орвилл проводил аналогичные демонстрации в Америке. Поперечное управление, устройство для перекашивания крыльев, изобретенное братьями Райт для сохранения бокового равновесия и искусственного наклона при выполнении поворотов, с тех пор использовалось в аналогичном или модифицированном виде на большинстве аэропланов.
В лексиконе братьев Райт не было слов «мое» или «твое», только «мы» и «наше». Они были совместными изобретателями; они поровну делили славу, а также все свои награды и призы вплоть до смерти Уилбура в 1912 году. Они были первыми изобретателями, которые превратили древнюю мечту человека о полете в реальность и продемонстрировали эту реальность практическому миру.
Когда в мае 1919 года летающие лодки NC ВМС США выстроились в Трепасси для своего трансатлантического перелета, а пресса была полна их фотографий, многие ли из спешащих читателей, жаждущих лишь новостей о старте, остановились, чтобы подумать, что означают инициалы NC?
Гидросамолет — главный вклад Гленна Хэммонда Кертисса в авиацию, и «Нэви Кертисс номер четыре», совершивший первый в истории трансатлантический перелет, был спроектирован им. Дух сотрудничества, выраженный в объединении идей и славы, который олицетворяли братья Райт, вновь проявился в сотрудничестве Кертисса с военно-морским флотом во время войны. NC — это знак братства, означающий равные заслуги.
В 1900 году Кертисс, как и братья Райт, был владельцем небольшой велосипедной мастерской. Она находилась в Хаммондспорте, штат Нью-Йорк. Он был увлеченным велосипедистом, и скорость была для него манией. Он создал мотоцикл, на котором побил все рекорды скорости на земле. Он открыл фабрику и завоевал репутацию производителя отличных моторов. Он спроектировал и изготовил двигатель для дирижабля капитана Томаса С. Болдуина, а также для первого дирижабля армии США в 1905 году.
Кертисс проводил некоторые из своих экспериментов совместно с Александром Грэмом Беллом, который пытался создать устойчивый летательный аппарат по принципу ячеистого воздушного змея. Белл и Кертисс вместе с тремя другими участниками основали в 1907 году Авиационную экспериментальную ассоциацию в загородном доме Белла в Канаде, что принесло свои плоды, и Кертисс одержал несколько заметных побед с разработанными ими аппаратами. Но мысль об аппарате, который мог бы садиться на воду и передвигаться по ней, не давала ему покоя, и в 1911 году на авиационном слете в Чикаго он представил гидроаэроплан. Один случай там заставил его задуматься о системах спасения на больших водоемах. Его гидроаэроплан только что вернулся в ангар после серии маневров, когда моноплан в полете потерял управление и рухнул в озеро Мичиган. Аппарат Кертисса мгновенно покинул ангар, преодолел разделявшую их милю и опустился на воду, чтобы предложить помощь. Наличие лодок сделало добрую услугу гидроаэроплана ненужной в том случае, но этот инцидент открыл перед Кертиссом новые возможности.
В первые годы Первой мировой войны Кертисс строил аэропланы и летающие лодки для союзников. Соединенные Штаты вступили в борьбу и призвали его на службу. Военно-морское министерство заказало большую летающую лодку; так был создан тип NC, который, оснащенный четырьмя моторами «Либерти», пересек Атлантику после окончания войны.
Первая мировая война, конечно, привела к волшебному развитию всех видов воздушных судов. Необходимость не только стала матерью изобретения, но и заставила его пройти путь нормального полувекового прогресса за четыре года. Пока Кертисс работал с флотом, завод «Дейтон-Райт» выпускал знаменитые истребители DH под руководством Орвилла Райта. Вторая буква в названии означает «Хэвилленд», так как DH был спроектирован британским изобретателем Джеффри де Хэвиллендом.
1919 год стал годом первых трансатлантических перелетов. NC4 под командованием лейтенант-коммандера Альберта Кушинга Рида с экипажем вылетел из Трепасси, Ньюфаундленд, 16 мая и через двенадцать часов прибыл в Хорту на Азорских островах, преодолев более тысячи миль. На всем пути следования флот выстроил цепь эсминцев с сигнальными аппаратами и прожекторами для навигации авиаторов. 27-го числа NC4 вылетел из Сан-Мигеля, Азорские острова, и за девять часов достиг Лиссабона — столицы Португалии, которая еще до Колумба отправляла первых смелых мореплавателей исследовать Море Мрака. 30-го числа NC4 вылетел в Плимут, Англия, и прибыл туда через десять часов двадцать минут. Возможно, в тот день в Плимутской гавани стоял на рейде призрачный корабль с поднятыми парусами и развевающимися флагами, с названием «Мейфлауэр» на борту, чтобы поприветствовать пилота из Новой Англии.
14 июня биплан «Виккерс-Вими» с двигателями «Роллс-Ройс», пилотируемый Джоном Элкоком с Артуром Уиттеном Брауном в качестве наблюдателя-навигатора, вылетел из Сент-Джонса, Ньюфаундленд, и прибыл в Клифден, Ирландия, через шестнадцать часов двенадцать минут, совершив первый беспосадочный трансатлантический перелет. Тем временем Хокер и Грив предприняли ту же отважную попытку на одномоторном аппарате «Сопвич» и совершили вынужденную посадку посреди океана, пролетев четырнадцать с половиной часов из-за отказа системы водяного охлаждения. Их спасение медлительным датским судном «Мэри» завершило захватывающую историю героического приключения. Британский дирижабль R34 под командованием майора Дж. Г. Скотта вылетел из Ист-Форчуна, Шотландия, 2 июля и прибыл в Минеолу, Нью-Йорк, 6-го числа. Обратный рейс R34 совершил за семьдесят пять часов. В ноябре 1919 года капитан сэр Росс Смит вылетел из Англии на биплане, чтобы выиграть приз в десять тысяч фунтов стерлингов, предложенный Австралийским Содружеством первому австралийскому авиатору, который долетит из Англии в Австралию за тридцать дней. Над Францией, Италией, Грецией, над Святой Землей, возможно, над Эдемским садом, откуда крылатые херувимы изгнали Адама и Еву, над Персией, Индией, Сиамом, Голландской Ост-Индией до Порт-Дарвина на севере Австралии, а затем на юго-восток через саму Австралию до Сиднея — биплан пролетел без происшествий. Время в пути от Хаунслоу, Англия, до Порт-Дарвина составило двадцать семь дней, двадцать часов и двадцать минут. В начале 1920 года бурский летчик капитан Ван Райневельд совершил перелет из Каира в Кейптаун.
Коммерческое развитие аэропланов и дирижаблей началось после войны. Первая почтовая авиалиния в США была, по сути, открыта во время войны между Нью-Йорком и Вашингтоном. Вскоре после этого было установлено трансконтинентальное сообщение, а также регулярная линия между Ки-Уэстом и Гаваной. Французские и британские компании начали ежедневные рейсы между Лондоном и Парижем, перевозя пассажиров и почту. Компании по эксплуатации дирижаблей были созданы в Австралии, Южной Африке и Индии. В Канаде аэропланы вскоре стали использоваться для разведки лесных массивов Лабрадора, для фотосъемки и картографирования северных диких земель, а также Северо-Западной конной полицией.