Что помешало русскому изобретателю создать первый самолет в мире
1 апреля 1890 года этот мир оставил русский самородок Александр Федорович Можайский, пионер авиастроения. Ему не хватило каких-нибудь двадцати лет, чтобы увидеть флоты воздушных судов, бороздящих небесные просторы. Но его дело не пропало даром: Можайский был первым в длинной череде подвижников, усилиями которых Россия стала великой авиационной державой.
Начать уместно с характеристики, данной Можайскому его младшим современником Алексеем Николаевичем Крыловым, позже академиком.
«Он был громадного роста, широкий в плечах, богатырски сложенный. Я его впоследствии знал немного, помню его еще и потому, что он нас экзаменовал на выпуске из Морского корпуса по морской практике. Так вот, Александр Федорович решил заняться разработкой вопроса о летании на аппаратах тяжелее воздуха. Начал он с того, что стал летать на змее. Вероятно, он был одним из пионеров этого дела. Построил он змей, запряг в него тройку, велел ее гнать, как говорится, в три кнута, и сам поднимался на этом змее на воздух. Удачно или нет, сказать не могу, но во всяком случае, когда я его знал, он хромал и ходил, опираясь на здоровенную дубину, так что никто не решался его спросить, не было ли это результатом его полетов на змее», – повествует Крылов.
Методом проб и ошибок
По профессии уроженец Выборгской губернии Можайский был военным моряком: начав свою карьеру в 1842-м скромным мичманом, он завершил ее десятилетия спустя в чине контр-адмирала. В молодости ему довелось принять участие в знаменитом кругосветном путешествии фрегата «Диана», отправленного в Японию с дипломатической миссией.
В дальнейшем Можайский совершал новые путешествия, командовал разными кораблями – и современники отмечали его высокий профессионализм, ответственное отношение к делу. Оно не оставило Александра Федоровича и на гражданской службе, куда он перешел в 1861-м, после Великой Реформы: занимался улаживанием земельных споров крестьян и помещиков в Вологодской губернии, сооружал спасательные станции на Балтийском море (за что получил личную благодарность императора Александра II), с 1869-го работал в Одессе, в «Русском обществе пароходства и торговли».
В том же году Александр Федорович в качестве поверенного вдовы своего брата Николая, погибшего в результате несчастного случая, вступил в управление имением Вороновица в Подольской губернии (близ Винницы). Именно там Можайский всерьез занялся работой над главным делом своей жизни – созданием летательного аппарата тяжелее воздуха.
Летать как птица, не завися от капризов переменчивого ветра – уже тогда человечество по-настоящему задумалось над решением этого вопроса. Увы, крылатые механизмы, приводимые в движение винтами, существовали тогда лишь в умозрительных схемах, да на страницах литературных произведений – достаточно вспомнить написанного в 1886-м «Робура-завоевателя» Жюля Верна.
Можайский начал думать над этим вопросом еще в 1856-м, вскоре после возвращения из Японии. Вначале внимательно присматривался к птицам, тщась постичь механизмы их полета. Потом начал изготавливать воздушных змеев – и со временем достиг в этом деле такого совершенства, что сам поднимался на них в воздух. Один из последних изготовленных им планеров-змеев имел фюзеляж в виде лодки и четырехколесное шасси. По свидетельству биографов, крестьяне в окрестностях Вороновицы вскоре начали шарахаться от этого странного человека, связавшегося с нечистой силой, которая «носит его по воздуху в корыте». Боясь сглаза, молодые крестьянки при встрече с Можайским отворачивались и прикрывали лицо руками.
В 1879-м Можайского вновь зачислили на действительную военную службу в чине капитана I ранга и направили работать преподавателем в Морской кадетский корпус. Но еще за три года до этого он подал в Военное министерство окончательно оформленный им проект самолета. Сам Александр Федорович описывал свою идею следующим образом:
«...Нижеописанный и изображенный на чертеже воздухолетательный снаряд состоит из следующих главных частей: крыльев, помещенной между ними лодки, хвоста, тележки с колесами, на которую поставлен весь снаряд, машин для вращения винтов и мачт для укрепления крыльев. Крылья снаряда делаются неподвижными. Хвост состоит из плоскостей: горизонтальной и вертикальной; первая может подниматься и опускаться и предназначается для направления снаряда вверх и вниз, а вторая движется вправо и влево и заставляет снаряд поворачиваться в стороны. Лодка служит для помещения машин, материалов для них, груза и людей. Тележка с колесами, на которую поставлен весь снаряд и прочно прикреплен, служит для разбега летательного снаряда по земле перед его подъемом; в воздухе же тележка действует как балансир или отвес. При поступательном движении в воздухе винты летательного снаряда, вращаемые машиною, вследствие сопротивления воздуха, приводят снаряд в движение».
Идея нефтяного двигателя
Александр Федорович постарался закрепить за собою авторское право на самолет. Официальный документ гласит: «Капитан 1-го ранга Александр Можайский, проживающий в Санкт-Петербурге, 4 июня 1880 года вошел в Департамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче ему пятилетней привилегии на воздухоплавательный снаряд... По рассмотрении изобретения сего в Совете торговли и мануфактур, управляющий министерством финансов... удостоверяя, что на сие изобретение прежде сего никому другому в России привилегии выдано не было, дает капитану 1-го ранга Александру Можайскому сию привилегию на пятилетнее от нижеписанного числа исключительное право, вышеозначенное изобретение, по представленным описанию и чертежу, во всей Российской империи употреблять, продавать, дарить, завещать и иным образом уступать другому на законном основании, но с тем, чтобы изобретение сие, по 97 ст. того же Устава, было приведено в полное действие... В уверение чего привилегия сия управляющим министерством финансов подписана и печатью Департамента торговли и мануфактур утверждена. Санкт-Петербург, ноября 3 дня 1881 года».
Путем опытов, проб и ошибок Можайский пришел к довольно верному пониманию того, как должен выглядеть самолетный планер. Главным камнем преткновения стал для него двигатель. К тому времени главным механическим двигателем в мире являлась паровая машина – а для самолета она слишком тяжела и громоздка.
Можайский приступил к поиску обходных путей. «Главный инженер-механик флота. 14 мая 1879 г. № 405. Управляющему морским министерством. Вследствие приказания Вашего Превосходительства узнать систему газовой машины для воздухолетательного аппарата, изобретенного капитаном I ранга Можайским, имею честь доложить, что газовая машина эта состоит из двух цилиндров: одного рабочего и одного воздушного, действующих на общий коленчатый вал винта. Работа этой машины, как это видно из приложенного при сем рисунка, происходит следующим образом: с помощью воздушного насоса воздух гонится в рабочий цилиндр, при этом встречается с нефтью, вгоняемой в трубу же около крышки рабочего цилиндра и пропитывающей войлок, лежащий на решетке и сетке в гнезде», – так в документации того времени описывается двигатель, придуманный Александром Федоровичем для его самолета.
По тем временам это была чрезвычайно смелая и передовая идея, которую требовалось довести до ума.
Принцип действия устройства был следующим: «Нефть вгоняется из цистерны с помощью помпы, действующей посредством эксцентрика, насаженного на коленчатом вале. Воздух, проходя в рабочий цилиндр через пропитанный нефтью войлок, образует через размельчение нефти газ, который воспламеняется от искры электрического прибора Румкорфа, проволоки которого проведены в верхнюю часть цилиндра. При воспламенении газа поршень толкается вниз, для движения же поршня вверх в нижней части цилиндра сделано подобное же устройство. Это попеременное движение поршня дает вращение вала, на котором насажен винт, двигающий воздухолетательный аппарат».
Увы, воплотить уникальный механизм в металле Можайскому не удалось – и не по его собственной вине. Сказались препоны чисто бюрократического свойства.
Прерванный взлет
Государственные ведомства, признавая перспективность самой идеи, отказывались ее финансировать в достаточном объеме. Можайский полагал, что не сможет выстроить свой двигатель, основываясь только на отечественных технологиях. Требовалась командировка за границу – Александр Федорович рассчитывал приобрести ряд элементов, необходимых для его машины, в США. Но ни Морское министерство, ни Минфин средств на такую командировку не нашли. Александру Федоровичу пришлось отказаться от мысли установить на самолете нефтяной двигатель, и он стал проектировать паровую силовую установку.
Работа Александра Федоровича, как часто это бывает, привлекла внимание и прочих талантливых людей, старавшихся ему помочь. В частности, идеей самолета заинтересовался другой самородок – флотский инженер-механик Павел Дмитриевич Кузьминский, изобретатель газовой турбины. «Я посоветовал покойному А.Ф. Можайскому применить к его паровой машине пар бензина. Наверное не знаю, занимался или нет покойный адмирал этим применением легких углеводородных жидкостей. Пока же могу сказать с уверенностью, что машина покойного А.Ф. Можайского, действующая парами бензина, будет такова, что вес ее с котлом и холодильником на одну индикаторную паровую лошадь не превзойдет 5 кг», – вспоминал впоследствии Кузьминский.
В 1880-м Можайский снова обратился в Морское министерство с просьбой командировать его за границу, где он собирался заказать паровые машины по своим чертежам. На сей раз начальство, хоть и «со скрипом», отжалело 2500 рублей. В Лондоне фирма «Арбекер» выполнила две спроектированных Можайским двухцилиндровые машины двукратного расширения с золотниковым парораспределением. Большая машина развивала мощность в 20 лошадиных сил при 300 оборотах в минуту, меньшая обладала мощностью в 10 лошадиных сил при 450 оборотах в минуту. Обе они имели исключительно малый вес – на одну лошадиную силу мощности приходилось менее 5 кг веса двигателя. Для того времени – выдающееся техническое достижение!
Кроме того, Можайский необычайно просто решил сложный вопрос проектирования силовой установки – выбор числа оборотов воздушных винтов. «В те времена часто высказывали мнение, что достаточную силу тяги дают воздушные винты с очень большим числом оборотов. Можайский на своих опытах над моделями доказал, что винту, работающему в воздухе, не надо придавать большого числа оборотов. Уменьшая число оборотов винта, Можайский увеличил его диаметр. Такое простое решение позволило обойтись без специальной передачи на взлете, изменяющей число оборотов», – пишет биограф изобретателя Виктор Крылов.
Летом 1882-го Можайскому выделили участок возле станции Дудегроф близ Красного Села под Петербургом. Здесь он взялся за постройку своего самолета: узкий длинный фюзеляж на четырехколесной тележке, широкие матерчатые крылья, две мачты, три четырехлопастных винта – настоящее детище эпохи стимпанка!
Документов, подробно описывающих испытания самолета Можайского, не сохранилось – а об их итоге сохранились разноречивые свидетельства. По некоторым свидетельствам, во время попытки взлета самолет потерпел аварию. В Военной энциклопедии Сытина (издание 1914 года), в статье «Можайский, Александр Федорович» сообщалось: «Первый полет аэроплана на военном поле в Красном Селе дал результаты неважные: аппарат отделился от земли, но, будучи неустойчивым, накренился набок и поломал крыло. Дальнейших опытов не было за неимением средств. Аппарат Можайского интересен, как первая практическая попытка построить большой аэроплан».
Уже в советские времена авиаконструкторы и историки-архивисты, невзирая на скудость сохранившейся информации, проделали большую работу – пытаясь установить точные технические характеристики самолета Можайского и итоги испытаний. Так, известный авиаконструктор Виктор Болховитинов и другие специалисты считали, что творение Можайского действительно оторвалось от земли, хоть этому могли «помочь» внешние обстоятельства: уклон взлетной полосы и сильный порыв встречного ветра...
Так или иначе, как везде и всегда при внедрении радикально новой технологии, машина Можайского нуждалась в совершенствовании и обкатке – чему он и посвятил оставшиеся годы своей жизни. В эту работу изобретатель вкладывал все свое свободное время, жар души и личные финансовые средства.
Увы, судьба не отпустила Александру Федоровичу достаточного времени: 1 апреля 1890-го он умер от пневмонии, похоронен на Смоленском кладбище в Петербурге. «Оставшийся после него аэроплан с крыльями из шелковой тафты пошел за гроши с аукциона. Машина много лет лежала в углу механической мастерской Балтийского завода, затем куда-то исчезла, вероятно, обращена была в лом», – с печалью писал академик Крылов в своих мемуарах...