Александр Ивич – Приключения изобретений (страница 30)

А каких трудов они стоили!

Очень скоро оказалось, что конструкторы не могут совершенствовать самолёты, пока им не поможет наука. Прошло время, когда можно было достигать неплохих практических результатов, пользуясь своими наблюдениями, простыми опытами с аэродинамической трубой и несложными расчётами.

Едва первые самолёты поднялись в воздух, стало ясно, что новых, сколько-нибудь значительных успехов нельзя добиться, пока не будет разработана теория полётов на аппаратах тяжелее воздуха.

Казалось, наука отстала от техники. Так думали и братья Райт, и французские конструкторы первых аэропланов, которым приходилось двигаться ощупью в поисках лучшей формы крыльев, в поисках типа самолёта, хорошо сохраняющего равновесие в воздухе и обладающего достаточной подъёмной силой.

А на самом деле теория авиации уже существовала! Сколько лишней работы, сколько тяжёлых неудач и затруднений испытывали во все времена изобретатели из-за недостаточной осведомлённости! Они нередко повторяли уже сделанную до них работу, тратя на это годы жизни.

Отец русской авиации

Ещё за десять лет до того как братья Райт тратили месяцы и годы на попытки найти опытами лучшие формы крыла, они уже были найдены научным расчётом.

Начало аэродинамике – науке о движении тел в воздушной среде – положил замечательный учёный Николай Егорович Жуковский, которого В. И. Ленин позже назвал отцом русской авиации. Его первые работы по теории летания появились в 1891 году. Жуковский обладал редким даром: он был глубоким теоретиком и в то же время блестящим экспериментатором. Он решал сложнейшие научные задачи, и особенно интересовали его задачи, выдвинутые жизнью, потребностями людей, которые надо удовлетворить в ближайшие годы. Жуковский понимал, что одной из таких потребностей станет надёжный способ передвижения по воздуху.

Разрабатывая теорию авиации, он постоянно переходил от опытов с аэродинамической трубой и наблюдений над полётом птиц к математическим вычислениям и от формул к новым экспериментам.

Учёный не только вычислил самые выгодные формы крыла. Он изучил условия устойчивости самолёта в воздухе и математически доказал, что лётчик может безопасно делать на самолёте сложные фигуры высшего пилотажа. Чертёж одной такой фигуры – «мёртвой петли» – Жуковский сделал за несколько лет до того, как знаменитый русский лётчик Пётр Николаевич Нестеров впервые в мире выполнил её в воздухе.

И ещё один замечательный дар был у Жуковского: он умел увлекать авиацией чуть ли не всех, кто с ним соприкасался, и взрослых и детей.

Жил в Москве, в том же переулке, что и Жуковский, мальчик. Он разводил голубей. Жуковский познакомился с мальчиком и рассказал ему, как полезны наблюдения за полётом голубя, за строением его крыльев и хвоста для развития авиации.

Рассказ так увлёк мальчика, что у него появилась новая страсть: он начал строить планеры. И вырос из этого мальчика первый русский лётчик-испытатель – Борис Иллиодорович Россинский.

Был у Жуковского племянник – и его судьбу определил Николай Егорович. Этот племянник стал знаменитым строителем советских авиационных моторов. Его зовут Александр Александрович Микулин. Вы, конечно, знаете это имя.

В Высшем техническом училище, где преподавал Жуковский, его ученики основали воздухоплавательный кружок.

Николай Егорович был душой кружка. Студенты своими силами создали лабораторию для опытов, аэродинамическую трубу, строили планеры, изучали условия полёта. Из этого кружка вышли многие замечательные деятели советской авиации.

Имя студента, поднявшегося на первом построенном участниками кружка планере, вы тоже отлично знаете: это был наш знаменитый впоследствии конструктор самолётов Андрей Николаевич Туполев.

Работать участникам кружка было нелегко – у них было очень мало денег на опыты. Но благодаря изобретательности Жуковского они всё же добивались замечательных результатов. А могли бы сделать гораздо больше, если бы их работами заинтересовалось царское правительство. Но на это рассчитывать было нечего.

Всё изменилось после Великой Октябрьской социалистической революции. Молодая Советская республика ещё вела тяжёлые бои на фронтах гражданской войны, а Ленин, заглядывая в будущее, уже призывал науку на службу социалистическому государству.

По предложению Ленина скромный воздухоплавательный кружок был превращён в научно-исследовательский институт, получивший название ЦАГИ (Центральный аэрогидродинамический институт). Постепенно этот институт рос и теперь носит имя первого его руководителя, Николая Егоровича Жуковского.

Жуковский дожил до счастливых дней, когда развитие авиации, которой он посвятил свою жизнь, стало делом государственной важности и советский народ полностью использовал его открытия.

Научные труды Жуковского и его друга – замечательного математика Сергея Алексеевича Чаплыгина – дали конструкторам самолётов надёжную теоретическую основу. Без неё просто не могла бы развиваться авиация.

Надо двигаться дальше

С каждым годом самолёты летали всё быстрее, всё выше и дальше. Чем мощнее двигатель, чем лучше самолёт преодолевает сопротивление воздуха, тем больше его скорость и подъёмная сила.

Братья Райт построили для своего самолёта мотор в двенадцать лошадиных сил. Лет через тридцать строили уже огромные самолёты с четырьмя винтами и, значит, с четырьмя моторами, общей мощностью до шести тысяч лошадиных сил! Они несли десятки тонн груза, летали со скоростью больше пятисот километров в час, поднимались на высоту около десяти километров, а лёгкие самолёты без груза проносились даже на высоте восемнадцати километров.

И вдруг – стоп! Не удавалось больше увеличить скорость самолёта и поднять его потолок. С 1934 по 1945 год, за целых одиннадцать лет, скорость лучших самолётов возросла после огромных трудов конструкторов меньше чем на сто километров в час.

А ведь в эти годы разразилась вторая мировая война. И мы, и наши союзники, и враги прилагали все силы, чтобы строить самые быстрые и мощные самолёты. Удалось улучшить их маневренность. Усилили оружие и броню боевых самолётов, а вот скорость почти не возрастала.

Почему? Увы, конструкторы выжали всё, что мог дать авиации двигатель внутреннего сгорания!

Чтобы лёгкий одноместный самолёт летел со скоростью около пятисот километров в час, мощность его мотора должна быть не меньше полутора тысяч лошадиных сил. А чем сильнее мотор, тем больше его вес. И для того чтобы увеличить скорость самолёта вдвое, мотор должен быть сильнее не в два, а в восемь раз. Иначе говоря, чтобы достигнуть скорости в тысячу километров в час, даже лёгкому одноместному самолёту понадобился бы мотор в двенадцать тысяч лошадиных сил. Вес такого мотора около шести тонн. Разумеется, лёгкий самолёт не мог бы подняться в воздух с такой огромной тяжестью.

Что же делать?

Вы помните: много веков пользовались водяными колёсами. Из них в конце XVIII века выжал всё, что они могли дать, Козьма Фролов. Но к тому времени в некоторых странах промышленность развилась, и водяные колёса стали неудобным, недостаточно мощным двигателем. Изобретатели предложили новый двигатель – паровую машину. Её использовали, когда владельцы фабрик и шахт убедились, что прежними двигателями им не обойтись.

Едва мир признал паровую машину – её принялись совершенствовать, увеличивать мощность, прочность. Примерно через полвека оказалось, что паровая машина, сколько её ни улучшай, не удовлетворяет новым требованиям – слишком много топлива берёт, громоздка.

А изобретатели уже трудились над проектами принципиально новых машин – двигателей внутреннего сгорания, паровой и водяной турбин.

Так бывает во всех областях техники: изобретены машины или прибор, они через некоторое время признаны во всём мире, потом их начинают совершенствовать. Но всё же рано или поздно, спустя несколько лет или десятилетий, иногда и веков, оказывается, что больше из машины выжать ничего нельзя и надо заменить её совсем другой, новой машиной.

Всегда находятся учёные и изобретатели, которые заглядывают в будущее, поэтому новые требования не так уж часто застают врасплох науку и технику. Когда мы начинаем ощущать потребность в новой машине, нередко оказывается, что она уже изобретена и только ждала времени, когда её используют. А если не изобретена, то над ней работают – и притом иногда одновременно в разных странах.

Так было и с авиацией. Когда возможности прежнего двигателя были исчерпаны, конструкторы воплотили в жизнь идеи, уже давно разработанные изобретателями. Правда, те, у кого родились эти идеи, думали не об авиации. Но первыми воспользовались ими как раз конструкторы самолётов.

Тут, чтобы понять, как это произошло, нам надо вернуться на несколько десятилетий назад и вспомнить о Константине Эдуардовиче Циолковском, с которым мы расстались, когда он тщетно пытался достать деньги на постройку управляемого аэростата.

К звёздам!

1903 год. Братья Райт построили свой первый самолёт и, впервые испытывая его, Орвиль продержался в воздухе пятьдесят девять секунд.

В том же самом году в небольшом московском журнале «Научное обозрение» появилась статья калужского учителя физики Константина Циолковского под скромным названием «Исследование мировых пространств реактивными приборами».