На чем раньше летали люди
Время полетов: воздушные шары и сказ о том, как человек стремился ввысь
С древних времен человек мечтал подняться в небо. Он смотрел на пролетающих птиц и думал о том, как обрести такую же свободу и путешествовать, куда глаза глядят. Он интуитивно чувствовал, что время полетов придет, нужно лишь немного подождать и дать волю фантазии. Так и случилось.
«Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство»
Константин Эдуардович Циолковский
Представление средневековых людей о полете было вполне логичным: для того, чтобы подняться в воздух, нужны крылья, ведь именно так птицы путешествуют по воздушному пространству. Именно поэтому во множестве рассказов и мифов, сохранившихся с тех времен, так много героев, которые обрели крылья и устремились вверх, к солнцу.
Самой известной считается легенда о том, Дедал и его сын Икар пытались сбежать с острова Крит, чтобы спастись от гнева царя Миноса. Для этого Дедал изготовил для себя и сына крылья из воска и перьев. Правда, в полете Икар, что называется, «психанул» и решил полихачить, взлетев слишком высоко к Солнцу. Воск на перьях растаял, крылья рассыпались, и юноша со скоростью пикирующего истребителя устремился вниз. Что произошло дальше – мы знаем. С одной стороны, такая легенда должна отбить желание летать у любого фантазера, но с другой ее смысл намного глубже и учит она нас совсем не полетам.
На самом деле, произведений с летающими персонажами достаточно много, а их авторы весьма изобретательны. Вспомните, например, Бабу Ягу и ее знаменитую ступу с помелом – это ведь целый летательный аппарат сложной конструкции. Сапоги-скороходы, ковер-самолет, ведьминские мётлы и многое другое – все это порождение фантазии мечтателей, которые хотели увидеть землю с высоты птичьего полета. Именно такие истории и вдохновляли реальных изобретателей на их изобретения, который позволяли оторваться от поверхности.
Первые попытки полета человека над землей
Если абстрагироваться от мифов и обратиться к исторической литературе и фактам, пришедшим к нам из прошлого, то в них можно найти упоминания о людях, которые в разные времена пытались соорудить некое подобие летательных аппаратов.
В 852 году арабский лихач-ученый и изобретатель по имени Аббас ибн Фирнас соорудил крылья из перьев и ткани на деревянной раме. С этой конструкцией он спрыгнул с минарета Великой мечети в Кордове. Спрыгнул удачно и даже не погиб: конструкция сработала, как парашют, поэтому ученый отделался лишь ушибами. Такой успех заразил его мечтой полететь по-настоящему, и остаток своей жизни Аббас ибн Фирнас посвятил разработке более совершенного летательного аппарата.
В 875 году Аббас ибн Фирнас вновь спрыгнул с высокой точки на искусственных крыльях, и этот прыжок сделал его первым человеком, совершившим управляемый полет на искусственных крыльях. Ученый продержался в воздухе почти 10 минут. Технически, это было скорее планирование, поэтому Аббаса ибн Фирнаса считают изобретателем прототипа дельтаплана.
В дальнейшем конструкция подобного планера не раз упоминалась в исторических хрониках, собранных по всей земле. Даже в средневековой Руси, если верить преданиям, на праздниках сорвиголовы любили развлекаться тем, что прыгали «с церкви или высокого дома на шелковых крыльях».
• Многие помнят момент из всеми любимой комедии Леонида Гайдая «Иван Васильевич меняет профессию», где подвыпивший Иван Грозный рассказывает Шурику историю о том, как один из умельцев его времени сделал крылья, после чего царь посадил еретика на бочку с порохом, «пущай полетает!».
На самом деле, эта история реальна больше, чем кажется. В начале 20 века в архивах историки обнаружили документ, в котором написан указ Ивана Грозного от 1565 года, согласно которому нужно: «Холопа боярского сына Лупатова, смерда Никиты Крякутного, совершившего полет на самодельных крыльях с вышки дворца Ивана Грозного в Александровой слободе. Человек — не птица, крыльев не имать. Аще кто приставит себе аки крылья деревянна, противу естества творит, за сие содружество с нечистой силой отрубить выдумщику голову, тело окоянного, пса смердящего, бросить свиньям на съедение, а выдумку после священные литургии огнем сжечь».
Переход от крыльев к воздушным шарам
Еще долгое время люди пытались подняться в воздух на летательных аппаратах, построенных на основе формы птичьего крыла. Многие помнят знаменитые работы Леонардо да Винчи с чертежами летательных аппаратов, которые теоретически все же могли подняться в воздух, если их немного доработать.
На смену крыльям пришли шары и горячий воздух. Первые упоминания об удачном полете воздушного шара пришли из Китая – родины летающих фонариков, которые популярны по сей день. В 1306 году проходила праздничная церемония приветствия нового императора, и в его честь китайские умельцы подняли в воздух шар, заполненный горячим воздухом. Неизвестно, поднялся ли ввысь вместе с шаром человек, но гости из Франции утверждали, что этот аппарат взлетел достаточно высоко и отлетел от людей на большое расстояние.
Спустя четыре века, в 1709 году бразильский и португальский ученый-естествоиспытатель (а также священник!) Бартоломеу Лоуренсу де Гусман на глазах у изумленной публики и высокопоставленных персон смог поднять в воздух воздушный шар. Король Португалии Жуан V был настолько поражен увиденным, что немедленно отдал приказ о присвоении Бартоломеу звания профессора математических наук, а также полную привилегию на использование подобного изобретения. Существуют упоминания, что де Гусман смог пролететь на своем воздушном шаре «Passarola» целый километр, однако убедительных доказательств этому нет.
Опыт братьев Монгольфье
Убедившись, что воздушный шар – наиболее удобная конструкция для полета в реалиях технических достижений тех времен, люди начали развивать эту идею.
Владельцы бумажной фабрики во Франции братья Жак-Этьенн и Жозеф-Мишель Монгольфье отличались живым умом и не зацикливались на зарабатывании денег, предпочитая заниматься научными изысканиями. Шла вторая половина 18 века, и ученость была в моде. Братья исследовали такую диковинку на тот момент, как электричество, которое, по их мнению, накапливалось в облаках, из-за чего те взмывали в воздух.
Чтобы проверить свою теорию, Жак и Жозеф решили сделать макет облаков из бумажных шаров, наполненных продуктами горения мокрой овечьей шерсти и сухой травы.
Когда братья приступили к опыту, то отметили, что некоторые шары взмыли высоко в воздух и долгое время не опускались на землю. Такой факт натолкнул исследователей на идею изготовить большой воздушный шар, способный не только взлететь в воздух, но и поднять полезный груз.
После целого года трудов, 5 июня 1793 года братья смогли представить свое произведение широкой публике. Шар был изготовлен из бумаги и плотного холста, ведь под рукой у ученых была своя собственная фабрика по изготовлению этих материалов. Конструкцию опоясывал матерчатый пояс, к которому были прикреплены веревки, с помощью которых планировалось удерживать конструкцию. Для тех времен шар был поистине огромным – больше 11 метров в диаметре.
Несмотря на то, что большинство людей в городе считали братьев-авантюристов, мягко говоря, чудаками, посмотреть на эксперимент пришли многие. Поскольку братья Монгольфье ошибочно предполагали, что шар взлетает из-за особого состава дыма, они опять решили использовать в качестве топлива овечью шерсть и солому, чтобы поднять конструкцию в воздух. Спустя некоторое время полость шара полностью заполнил горячий воздух, и люди на земле уже с трудом удерживали рвущуюся на волю мощь. Сбоку на шаре красовалась надпись: «Ad Astra» («К звездам»), которая была частью знаменитого изречения Луция Аннея Сенеки «через тернии к звездам».
За 10 минут шар Монгольфье взмыл в воздух на высоту почти 500 метров, подняв при этом груз почти 200 кг, и левитировал там около 10 минут. Приземлилась конструкция более чем в километре от места старта. Несмотря на то, что подобный опыт считался авантюрой, власти подошли к нему со всей строгостью: на протяжении всего эксперимента за процессом следила комиссия, которая протоколировала результаты. В итоге братьям Монгольфье был выдан один из первых патентов на изобретение.
Людовик XVI и профессор Шарль
Людовик XVI был хорошо известен как человек, не отличающийся консервативными взглядами. Он ценил науку и верил в технический прогресс человека. Успех братьев Монгольфье не мог пройти мимо монарха, поэтому в скором времени к ним приехал гонец с персональным приглашением от короля прибыть в Версаль для демонстрации сего чуда.
Пока братья раздумывали, что лучше надеть в гости к монаршей особе, версальский ученый Жак Шарль решил повторить эксперимент Монгольфье по просьбе Людовика. Поскольку слухи о конструкции воздушного шара распространялись довольно быстро, всего за одну ночь французский изобретатель сделал наброски похожего шара, но лишь за тем исключением, что наполнять его нужно газом легче воздуха, например, водородом. Также Шарль предложил сделать конструкцию шара легче и герметичнее: использовать для этого китайский шелк с особой пропиткой, чтобы газ не выходил сквозь поры в ткани.
27 августа 1783 года Жак Шарль собрал толпу своих фанатов на Марсовом поле (по некоторым данным собралось несколько сотен тысяч человек), после чего с гордостью продемонстрировал зрителям свое произведение под названием «Глобус». Этот шар был в несколько раз меньше того, что изготовили братья Монгольфье, зато был наполнен настоящим водородом, что делало его максимально эффективным. Как только шар отпустили, тот устремился ввысь с огромной скоростью, и набрал высоту почти полтора километра. После этого оболочка конструкции не выдержала и лопнула, приземлившись в паре десятков километров от места старта на крестьянские поля. Крестьяне такой шутки не оценили, посчитав упавший шар порождением сатаны, за что и наказали его вилами да лопатами. Впрочем, Шарль нисколько не расстроился, ведь его изобретение сработало.
• Научное сообщество отдает дань как изобретению братьев Монгольфье, так и Жака Шарля. Воздушные шары, которые работают на принципе подъема горячим воздухом называются «монгольфьеры», а шары, заполненные газом легче воздуха, называются «шарльеры».
Первые полеты людей на воздушных шарах
Братья Монгольфьер пудрили носы до осени, и лишь в начале сентября 1783 года доехали до Парижа. На самом деле, изобретатели просто совершенствовали конструкцию своего шара, чтобы не упасть в грязь лицом перед королевской особой. А также шокировали публику заявлением, что готовы осуществить первый полет человека на воздушном шаре.
Общественность всполошилась. Люди просто не представляли, что может случиться с человеком на высоте. Священники падали в обморок и пророчили кару божию всякому, кто попытается дотянуться до Бога. В общем, все как всегда. Глядя на это, братья не отказались от своих намерений подняться в воздух, но Людовик XVI считал иначе. Мудрый король решил, что нет смысла оплакивать возможную гибель столь светлых умов, поэтому предложил отправить ввысь отпетых преступников, чьи жизни нисколько не жаль. Так бы и произошло, но один из советников подсказал королю, что негоже делать героями-воздухоплавателями мерзавцев-смертников.
19 сентября 1783 года вокруг Версальского дворца опять собралась многотысячная толпа зевак, которые хотели зрелищ (желательно кровавых, как было заведено). Большинство людей считало, что испытатели просто упадут на землю и разобьются в кровь, поэтому не могло упустить подобное шоу. За опытом также наблюдала целая комиссия из ученых со всех уголков Европы.
Чтобы не идти на поводу у толпы, братья Монгольфье решили отправить в воздух не людей, а животных. Так, к шару привязали корзину, в которую посадили барана, утку и петуха. Шар взмыл ввысь, как и было задумано, однако на высоте его оболочка не выдержала и треснула. Несмотря на утечку горячего воздуха, шар сумел спланировать обратно на землю столь плавно, что животные в корзине нисколько не пострадали.
Ободренные опытом естествоиспытатели начали готовить новый полет воздушного шара, но теперь уже точно с человеком на борту. 21 ноября 1783 года молодые смелые авантюристы по имени Пилатр де Розье и маркиз д’Арланд сумели не только взлететь на своем аэростате вверх, но и успешно пролетели на воздушном шаре типа «монгольфьер» почти 10 километров, после чего так же успешно приземлились, став первыми людьми, совершившими настоящий полет. Так началась эра путешествий человека в небе.
Спустя всего год небо над Европой запестрило самыми разнообразными воздушными шарами, на которых молодые смельчаки начали устанавливать разнообразные рекорды и совершать попытки настоящих путешествий.
Достижения человека в современном воздухоплавании
Всего 25 минут полета Пилатра де Розье сподвигли молодых людей-авантюристов и уважаемых ученых заняться воздухоплаванием.
Ученый Жак Шарль продолжил развитие воздушного шара собственной конструкции, и одним из первых взлетел на немыслимую высоту – почти 3 километра.
Уже 7 января 1785 года французский пионер авиации и воздухоплавания Франсуа Бланшар решается на безумный поступок – полет через Ла-Манш, который длился два с половиной часа. Пилатр де Розье решил повторить подвиг Бланшара, однако из-за плохой погоды его шар потерпел крушение, а сам Розье погиб.
Свою лепту в освоение неба внес и знаменитый писатель Жюль Верн, особенно его рассказ «Вокруг света за 80 дней». Глядя на успехи мореплавателей и их кругосветные путешествия, любители полетов решили, что наибольшим достижением для них станет кругосветное путешествие по воздуху. Долгое время никто не решался на столь самоубийственную авантюру, воздушные шары не были предназначены для столь длительных перелетов.
Шло время, технологии совершенствовались, в небе появились первые дирижабли. Наконец, в августе – сентябре 1929 года немецкий дирижабль LZ 127 «Граф Цеппелин» под командованием Хуго Эккенера смог совершить настоящий кругосветный перелет вокруг земного шара. Всего за 20 суток цеппелин преодолел более 34 тысяч километров и удачно приземлился в точке своего отправления.
Первое настоящее кругосветное путешествие без посадок состоялось лишь в 2002 году: американский путешественник Стив Фоссет сумел установить рекорд и облететь землю на своем аэростате.
В наши дни настоящим рекордсменом является российский путешественник Федор Конюхов, который смог совершить невероятное количество путешествий по нашей планете на самом разнообразном транспорте. Конюхов даже умудрился переплыть Атлантический океан на весельной лодке. В 2016 году Федор совершил кругосветное путешествие на воздушном шаре, облетев планету всего за 11 дней.
Первые летательные аппараты
Ещё в древние времена люди мечтали подняться в воздух и научиться летать, подобно птицам. История донесла до нас немало свидетельств попыток различных людей смастерить крылья и полетать. Так, в 1020 г. английский монах Эйлмер из Малмсбери, вдохновлённый греческим мифом об Икаре, сделал искусственные крылья и спрыгнул с башни местного аббатства. Пролетев небольшое расстояние, при приземлении монах сломал ноги и хотел, усовершенствовав конструкцию и добавив хвост, повторить полёт, но аббат запретил ему это. Большинство же «изобретателей» заканчивали куда хуже — разбивались насмерть. И всё же — какова история летательных аппаратов и когда появились первые удачные приспособления, позволявшие людям подняться в воздух?
Начинается история полётов в древнем Китае. Ещё в 3-4 веках до н. э. китайцы изобрели воздушный змей. Изначально это приспособление использовалось для развлечения народа на всяких праздниках.
китайский воздушный змей в форме дракона
Однако вскоре воздушным змеям нашли и другое применение. Например, рыбаки стали использовать воздушных змеев для ловли рыбы, привязывая к ним приманку, воздушные змеи применялись для обмена сигналами на больших расстояниях, с их помощью даже доставляли сообщения и разбрасывали листовки. Конечно же, китайцев посетила и мысль, что большой воздушный змей может поднять в воздух и человека. Полёт на воздушном змее был довольно рискованным, однако история сохранила свидетельства удачных полётов. Первое дошедшее до нас письменное упоминание о таком полёте относится к 559 году. В этом году жестокий император Ци Вэньсюаньди приказал запускать на больших воздушных змеях своих политических оппонентов, осуждённых на казнь. Одному из них удалось пролететь несколько километров и благополучно приземлиться за чертой города.
Удивительно, что прошли тысячи лет, прежде чем полёты на дельтапланах, т. е., фактически таких же простых летательных аппаратах без двигателя, как и китайский воздушный змей, стали популярными и получили распространение. Одним из энтузиастов таких полётов стал Отто Лилиенталь, совершивший конце 19 в. более 2000 успешных полётов на планерах собственной конструкции. Он использовал те же материалы, что и китайцы — деревянные прутья и шёлк.
фото — полёты Лилиенталя
К сожалению, один из полётов закончился несчастным случаем — порыв ветра опрокинул планер и Лилиенталь упал, сломав позвоночник. «Жертвы неизбежны» — сказал он по этому поводу. А современная история дельтапланеризма началась лишь в 70-е годы 20 в. Датой рождения современного дельтаплана считается 1971 год.
До появления самолётов и вертолётов самым простым способом совершить полёт было использование летательных аппаратов легче воздуха — воздушных шаров и дирижаблей. Что интересно, история здесь снова ведёт нас в Китай. Вероятно, ещё в 3м в. до н. э. в Китае были изобретены воздушные фонарики. Этот фонарик — простая конструкция из рисовой бумаги с небольшой горелкой внутри.
китайские воздушные фонарики
Китайцы использовали воздушные фонарики в церемониях и как средство сигнализации. Прошли тысячи лет, прежде чем на воздушных шарах начали летать люди.
Изобретателями воздушного шара считаются братья Монгольфье из Франции. Руководствовались братья не совсем правильными идеями — им пришла в голову мысль сделать аналог облака и поместить его в мешок, чтобы оно могло поднять этот мешок в воздух. С этой целью они наполняли свои шары дымом от сожжения смеси соломы и мокрой шерсти. Тем не менее, их подход привёл к успеху. Сначала браться проводили эксперименты с небольшими шарами у себя дома, а затем устроили большую демонстрацию воздушного шара для жителей своего города Анноне. Это произошло 4 июня 1783 года. Вскоре о воздушном шаре узнали в Париже, и осенью того же года братья Монгольфье запускали свои шары уже в Версале. Впервые на воздушном шаре решили запустить пассажиров — ими стали овца, утка и петух. Наконец, убедившись, что полёт на воздушном шаре не повредит человеку, 19 октября 1783 года первый полёт на воздушном шаре совершили люди.
первый полёт на воздушном шаре
Воздушные шары имели существенный недостаток — их полёт зависел от направления ветра, поэтому в течение 19 в. не прекращались попытки создать управляемый летательный аппарат с двигателем. Пробовали как варианты с установкой двигателя на воздушный шар, так и с установкой двигателя на планер. Но несмотря на то, что идея управляемого полёта была высказана вскоре после полёта первого воздушного шара, прошло больше ста лет, прежде чем управляемый полёт стал реальностью. Лишь в 1884 году французы Шарль Ренар и Артур Кребс смогли построить дирижабль, способный свободно перемещаться в любом направлении. Их дирижабль имел удлинённую форму и был оснащён электрическим двигателем, работавшим на аккумуляторах.
дирижабль Ренара и Кребса
Попытки поставить двигатель на планер и изобрести, таким образом, самолёт, долгое время не приводили к особым успехам. Среди таких попыток был, например, самолёт Можайского. Можайский, контр-адмирал российского флота, стал изобретать самолёт ещё в 50-е годы 19 в. Начав с планеров, которые поднимали в воздух запряжённые лошади, Можайский перешёл к конструированию самолёта с двигателем. К сожалению, паровые двигатели, которыми он пробовал оснастить самолёт, были слишком тяжёлыми, и удержать его в воздухе не могли, хотя и имеются свидетельства, что самолёт Можайского был способен взлетать на короткое время.
самолёт Можайского (модель)
Можайский потратил на изобретательскую деятельность все свои деньги, продал имение и в конце концов умер от болезни в нищете. Тогдашние российские чиновники не заинтересовались идеями Можайского и не стали финансировать его работу, в результате общепризнанными изобретателями самолёта стали американцы братья Райт. Они совершили свой первый подтверждённый полёт в 1903 году, через 13 лет после смерти Можайского.
Первый документально зафиксированный полёт самолёта конструкции братьев Райт состоялся 17 декабря 1903 года. При этом самолёт запускался с помощью рельсовой катапульты, а расстояние, которое он пролетел, составило всего 30 метров.
первый полёт самолёта братьев Райт
Братья Райт изобрели не только сам самолёт, но и лёгкий бензиновый двигатель для него, что и стало настоящим прорывом в самолётостроении. Тем не менее от первого полёта до активного развития авиации прошло время. В следующем году братья Райт в присутствии журналистов не смогли повторить свой успех, самолёт отправился в ангар, а изобретатели занялись конструированием новой, более совершенной модели. Военное ведомство США не спешило заключать контракт с братьями Райт, сомневаясь в способности велосипедных механиков (именно такая специальность была у изобретателей) сконструировать что-то стоящее. В Европе же сообщения о полётах братьев Райт и вообще считали враньём. Лишь в 1908 г. после впечатляющих демонстрационных полётов, проведённых изобретателями как в США, так и в Европе, мнение изменилось, а братья Райт стали не только знаменитыми, но и богатыми.
В 1909 г. российское правительство, наконец, осознало важность изобретений в области авиации. Оно отказалось покупать самолёт братьев Райт и приняло решение создать собственный самолёт самостоятельно. Первый российский аэроплан построил и в 1910 году совершил на нём полёт профессор Александр Кудашев.
Первые летательные аппараты и «рождение» самолета
Чудо-голубь Архита
С незапамятных времен человек стремился увидеть землю оттуда, откуда на нее смотрели птицы. Летать, точнее пытаться взлететь, он начал, подражая им. Для этого нужны крылья, а у крыльев должно быть оперение. Так думал древний мечтатель, провожая взглядом птичью стаю.
Из перьев, склеенных воском, сделал себе крылья мифический античный мастер по имени Дедал. Такие же он изготовил для своего сына Икара, и тот взмыл в небо так высоко, что неосторожно приблизился к светилу, и солнечный жар растопил воск на его крыльях. В людском сознании полет стал неизбежно связываться с падением.
В V-IV веках до н. э. в итальянском городе Таранто жил человек по имени Архит. Был он искушен в науках и искусствах, писал труды по механике, арифметике, астрономии и музыке, дружил с самим Платоном. Семь раз выбирали его стратегом, то есть городским главой и военачальником.
Как-то, наблюдая за птицей в небе, ученый решил изготовить точно такую же из дерева и заставить ее летать, чтобы разгадать секрет механизма, помещенного в птичьей груди и управляющего полетом. Насколько преуспел Архит, сказать сложно. По словам очевидцев, его творение сумело захлопать крыльями, взлететь и преодолеть по воздуху на глазах изумленной толпы около 200 м.
Если не принимать во внимание колоритную подробность о хлопающих крыльях, можно назвать изобретение Архита первой в мире успешной моделью планера (безмоторного летательного аппарата тяжелее воздуха).
Сегодня об этом событии напоминает лаконичная надпись, оставленная древнеримским писателем Авлом Геллием: «Архит Тарентский, искушенный, помимо прочего, в механике, сделал летающего деревянного голубя».
Как летали в Древнем Китае
Если в Европе полет ассоциировался крыльями и перьями, то для мечтательных китайцев образцом служил дракон. Именно Китай является родиной воздушного змея — летательного аппарата из тонкой материи или бумаги, натянутой на жесткий деревянный каркас. Конструкция удерживается в воздухе за счет давления ветра на ее поверхность.
Родом из Китая и еще одно изобретение, послужившее прототипом аэростата. Китайский полководец и государственный деятель Чжугэ Лян после безуспешных попыток захватить вражеский город решил реализовать необычную задумку.
Военачальник приказал изготовить большое количество плотных бумажных мешков и поместить внутрь каждого горящую масляную лампу. Воздух в мешках начал нагреваться, и вскоре они воспарили над городом. Осажденные, увидев облако летящих на них мерцающих огней, тотчас открыли генералу ворота, решив, что ему помогает некая божественная сила. Произошло это в начале III века.
За хитрость и находчивость современники прозвали Чжугэ Ляна «Невидимым драконом». Его изобретение вошло в историю как китайский фонарик.
В последующих конструкциях вместо мешка использовали легкий деревянный каркас, обтянутый куполом из рисовой бумаги. Масляную лампу заменила горелка из ткани, пропитанной воском. Во избежание воспламенения бумагу обрабатывали специальным негорючим составом. Такие фонарики широко использовались в китайской армии в качестве сигнальных огней.
Крылатые безумцы Средневековья
Первый дельтаплан — летательный аппарат тяжелее воздуха, способный перемещаться по направлению ветра, — сконструировал арабский изобретатель Аббас ибн Фирнас. Это было искусственное крыло из ткани, натянутой на деревянные распорки. В 852 году ибн Фирнас поднял свое творение на минарет Великой мечети в Кордове и бросился с ним вниз.
Полет больше походил на падение, но смельчак остался жив, отделавшись лишь ушибом. В 1003 году попытку ибн Фирнаса повторил Ал-Аббас ибн Саид ал-Джаухари, и вновь приземление «наградило» испытателя синяками. Эти смелые эксперименты вдохновили монаха Эйлмера из британского города Малмсбери на «рискованный и исключительно смелый поступок».
Как описывает летописец Уильям Малмсберийский, Эйлмер взобрался на крышу высокой башни, привязал к рукам и ногам искусственные крылья и, сориентировавшись в направлении морского бриза, ринулся вниз. Ветер пронес его над землей на расстояние «больше фарлонга» (примерно на 201 м). Монах находился в воздухе около 15 с, однако после приземления бедняга не смог подняться: обе ноги были сломаны. Эйлмер навсегда остался хромым, но заслужил прозвище «Летающий монах».
Любители побороться с земным притяжением находились и на Руси. В рукописи святого Даниила Заточника, жившего в XIII веке, говорится о людях, которые «слетают с церкви или с высокого дома на шелковых крыльях».
Первая официально подтвержденная попытка взлететь относится к 1695 году. Некий человек обратился к царю Петру I с просьбой дать денег на изготовление крыльев, на которых можно было бы «летать, как журавль». Получив из казны 18 рублей, изобретатель сделал крылья вначале из слюды, а потом из кожи, однако, как ни старался, сколько ими ни размахивал, так и не смог оторваться от земли.
Замыслы Леонардо да Винчи
Поставить тягу к полету на научную основу впервые попытался великий итальянский ученый, инженер, живописец, архитектор и скульптор Леонардо да Винчи. Он начал с наблюдений за полетом не птицы, а стрекозы. В результате появился чертеж машины, которая по принципу работы напоминала современный вертолет.
Предполагалось, что летательный аппарат будет подниматься вверх с помощью пятиметрового винта из прозрачной льняной материи. Винт, по замыслу Леонардо, должен был приходить в движение за счет мускульной силы четырех человек.
Современные ученые утверждают, что этой силы не хватило бы, чтобы поднять машину в воздух. Однако аппарат вполне мог взлететь, если бы в конструкции использовалась, например, мощная пружина.
Переключившись со стрекоз на птиц, ученый уделил самое пристальное внимание механике их полета. Приблизительно в 1490 году у да Винчи родилась идея махолета, или орнитоптера, — летательного аппарата, подъемная сила которого создается благодаря маховым движениям крыльев.
Леонардо начал с того, что рассчитал силу, необходимую для подъема в воздух человека весом 90 кг. Используя мышцы рук и ног, оснащенных крыльями достаточного размера, человек смог бы взлететь. Оставалось решить, как помочь ему удержаться в воздухе: одной только мускульной силы было недостаточно. Изобретатель думал использовать что-то вроде натянутого лука, а затем и силу раскручиваемой спиральной пружины, но тогда проблемой становилась скорость ее раскручивания.
Так и не найдя разумного решения, ученый оставил мысли о полетах на целых 15 лет, а вернулся к ним с новой идеей: мускульную силу человека должен дополнить ветер. В своих поисках и вычислениях Леонардо пришел к разработке планера — летательного аппарата с плоским крылом, который закреплялся на спине летчика.
Главная и самая широкая часть крыла оставалась неподвижной, но его края могли перемещаться с помощью тросов, тем самым изменяя направление полета. Наконец, изобретением, дошедшим до наших дней практически в неизменном виде, стала придуманная Леонардо да Винчи модель парашюта. Сам ученый описывал его так: «Если у вас есть достаточно льняной ткани, сшитой в пирамиду с основанием в 12 ярдов (приблизительно 7,2 м.), то вы сможете прыгать с любой высоты без всякого вреда для своего тела».
Ни одна из идей великого ученого при его жизни не была осуществлена. Однако не так давно в английском графстве Суррей нашелся некий энтузиаст, построивший планер по чертежам Леонардо да Винчи и только из тех материалов, которые были доступны в те далекие времена. Оказалось, что машина способна подняться в воздух и продержаться 17 с на максимальной высоте 10 м.
Воздушные шары и дирижабли
Изобретателями первого устройства, чей полет по воздуху был подтвержден официальными историческими документами, стали французы, братья Жозеф-Мишель и Жак-Этьенн Монгольфье. Сконструированный ими в 1783 году летательный аппарат представлял собой воздушный шар из холста диаметром 39 футов (около 12 м), оклеенного бумагой.
За 10 мин устройство с почти 200-килограммовым грузом поднялось в воздух, было отнесено ветром на 4200 футов (приблизительно 1280 м), где и опустилось на землю. Вскоре братья отважились поместить в свой летательный аппарат живых «пассажиров» — барана, петуха и утку.
Наконец, 21 ноября 1783 года первый документально подтвержденный полет совершили люди: маркиз Франсуа Лорен д’Арланд и физик Жан-Франсуа Пилатр де Розье.
Очень скоро у братьев появился соперник — французский профессор Жак Александр Сезар Шарль. 27 августа 1783 года на глазах свыше 300 000 зрителей его аэростат поднялся в небо над Марсовым полем в Париже.
В основе устройства лежал принцип, отличный от примененного братьями Монгольфье: шар наполнялся не горячим дымом, а водородом, который изначально легче воздуха. Это позволило избавить летательные аппараты от необходимости поднимать запасы топлива, а пассажиров — от обязанности поддерживать огонь в горелке.
Летательный аппарат профессора Шарля уже имел клапан, позволявший выпускать газ из оболочки и тем самым регулировать высоту полета. Балласт в виде мешков с песком облегчал подъем и опускание, а сетка защищала купол, выполненный из шелковой материи.
На случай аварии шары стали оснащать первыми парашютами — кусками ткани диаметром почти 6 м. Для закрепления шара на одном месте начали использовать якорь. Оставалось изобрести средство управления аэростатом, то есть найти возможность перемещать его независимо от потоков ветра.
Жан-Пьер Франсуа Бланшар 7 января 1785 года перелетел на таком аэростате через пролив Ла-Манш.
В 1802 году Жан Батист Мари Шарль Мёнье предложил оснастить воздушный шар тремя винтами-пропеллерами, управлять которыми должны были 80 человек. Аппарат Мёнье имел эллипсоидную форму для облегчения маневрирования и две оболочки, внешнюю и внутреннюю.
Изменяя объем газа, можно было регулировать высоту полета.
Первый полет человека на таком аппарате состоялся только в 1852 году. С парижского ипподрома стартовал шар Анри Жиффара, вмещавший 2500 м 3 газа, и, невзирая на ветер, стал выполнять различные маневры и повороты.
В 1872 году опыт повторил инженер Станислав-Анри-Лоран Дюпюи де Лом, который пришел к необходимости придать аппарату сплюснутую форму и связать воедино все его части, то есть сам шар и корзину с пассажирами. К главному шару добавился другой, малый, служивший для управления высотой полета. С убыванием воздуха из аэростата аппарат начинал снижаться, при наполнении — вновь подниматься.
В 1881 году Гастон Тиссандье применил для вращения пропеллера динамо-машину Сименса, соединив ее с винтом через зубчатые колеса. Скорость вращения винта выросла до 120-180 об/мин, а скорость движения всей машины составила 3 м/с. Слабым местом конструкции, равно как и всех подобных устройств, оставалось то, что при встречном ветре, достигавшем более высокой скорости, она не могла тронуться с места.
Планеры и беспилотные машины
В то время как приверженцы воздухоплавания совершенствовали привод и улучшали способы управления своими машинами, в мире по-прежнему находились люди, желавшие летать, как птицы, — с помощью крыльев и независимо от воли ветра. К таковым принадлежал британский аристократ Джордж Кейли. В 1799 году он разработал схему планера, уже очень напоминавшего современный. Машина была снабжена хвостовым оперением, которое должно было обеспечить ее управляемость, а пилот помещался ниже центра масс, что способствовало устойчивости аппарата в воздухе.
В 1804 году планер Кейли совершил первый полет. В последующие 50 лет изобретательный лорд продолжил работать над теорией полетов, введя в новую науку — аэродинамику — такие термины, как «подъемная сила» и «лобовое сопротивление».
В своих поисках Кейли вплотную приблизился к идее оснащения летательного аппарата двигателем. В 1849 году он поднял в воздух первую полноценную летающую машину с пороховым двигателем, по одним данным, беспилотную, по другим — с 10-летним пассажиром на борту.
В 1853 году лорд Кейли совершил повторный полет, оснастив машину таким же двигателем и посадив на борт своего кучера. Пролетев по воздуху около 100 м, первый в мире пилотируемым самолет упал на землю. К счастью, кучер остался жив.
В 1848 году соотечественник Кейли Джон Стрингфеллоу испытал свою машину, оснащенную паровым двигателем. Эта модель была беспилотной и, сорвавшись с направляющей проволоки, сумела пролететь около 10 м. В 1868 году французский пилот Жан-Мари Ле Бри впервые сумел подняться на своем летательном аппарате выше стартовой точки. Его машина называлась «Альбатрос» и приводилась в действие с помощью конной тяги. Пилот достиг 100-метровой высоты, преодолев при этом расстояние в 200 м.
В 1874 году соотечественник Жана-Мари Ле Бри Феликс дю Темпл построил большой летательный аппарат из алюминия — моноплан. Размах крыла достиг 13 м, а вес конструкции без пилота составил 80 кг. Планер мог стартовать с высокого трамплина и благополучно приземляться.
Таким образом, к 1880-м годам стало ясно, что создание летающей машины тяжелее воздуха, способной преодолевать значительные расстояния над землей, возможно. Оставалось найти для нее подходящий двигатель.
«Воздушный корабль» А. Ф. Можайского и первый самолет
Александр Фёдорович Можайский родился в семье адмирала русского флота. Еще ребенком был отдан в Морской кадетский корпус. Потом ходил по морям, в своих странствиях добрался до берегов Японии.
В 1863 году при сокращении флота, начавшемся после Крымской войны 1853-1856 годов, был отправлен в отставку. Внезапно бывшим моряком, безвыездно находившимся в своем имении в селе Вороновица Подольской губернии, овладела та же страсть, которая спустя почти 30 лет стала преследовать Отто Лилиенталя. Как человек образованный, А. Ф. Можайский не просто мечтал, следя за полетами птиц, а размышлял и учился. Он начал строить крылатые модели, попутно усваивая новые для себя термины: «подъемная сила», «лобовое сопротивление», «аэродинамическое качество», «угол атаки».
В 1876 году изобретатель совершил полет на воздушном змее, который буксировала телега, запряженная тройкой лошадей. Модели А. Ф. Можайского поднимались в воздух с помощью винтов, приводимых в действие часовой пружиной. Одна из них, под названием «летунья», на глазах у зрителей развила скорость 15 км/ч, подняв при этом в воздух кортик. Стали появляться мысли о полноценном летательном аппарате.
В 1880 году А. Ф. Можайский смог добиться заграничной командировки для заказа в Англии паровых двигателей мощностью 10 и 20 л. с. В 1881 году они были доставлены в Россию. Замысел обретал все более конкретные очертания. В том же году изобретатель получил «привилегию», то есть право на строительство самолета. Ему отвели участок на Красносельском военном поле под Петербургом, однако этим содействие властей ограничилось. По сообщениям одного из очевидцев, «дождь часто поливал и портил машину. Работы шли очень медленно, по случаю безденежья, чего господин Можайский и не скрывал. Никто и не интересовался его работами, и помощи ниоткуда не было».
«Воздушный корабль» Можайского представлял собой лодку, сосновый каркас которой был обтянут шелковой материей, пропитанной для прочности лаком. К бортам крепились два крыла. Двигатели располагались в передней части, больший из них управлял двумя винтами, установленными в прорезях крыльев, а меньший — еще одним, размещенным на носу. «Корабль» имел два руля — вертикальный и горизонтальный, которые приводились в движение тросами из кабины пилота.
Решающее испытание машины состоялось, по-видимому, осенью 1884 года. Ее пилотировал механик А. Ф. Можайского, которому удалось поднять самолет над землей, однако при попытке набрать высоту тот завалился на крыло и начал падать.
Можайский увидел причину неудачи в недостаточной мощности двигателей. Он собирался дополнить больший из них еще двумя. Первый был собран в 1887 году на Обуховском сталелитейном заводе. Работы над вторым сильно затянулись, а в 1890 году изобретатель ушел из жизни. Так и закончились попытки русского моряка подняться в небо.
Самолеты братьев Райт
Первый подробно зафиксированный полет человека на управляемой машине, оснащенной двигателем, состоялся 17 декабря 1903 года.
За рычагами управления сидел, точнее лежал, владелец небольшого завода по производству велосипедов Орвилл Райт. За 12 с он преодолел дистанцию в 37 м. В тот же день его младший брат и партнер по бизнесу Уилбур смог за 1 мин пролететь 260 м.
Братья впервые применили схему перекашивания крыла для автоматического выравнивания машины. Она, таким образом, стала первой управляемой относительно всех трех осей. Пилот в машине лежал и воздействовал на крылья движениями бедер. Перед ним находились два рычага: один — для регулирования высоты, второй — для управления двигателем. Последний через цепные передачи приводил в движение два пропеллера диаметром 2,6 м.
В сентябре 1904 года братья испытали следующую модель — «Флайер-2». Ее вели уже два двигателя мощностью по 15 л. с., а для старта использовалась катапульта. В 1905 году появился «Флайер-3», который мог находиться в полете более получаса и преодолевать около 40 км. Можно сказать, что это была первая в мире крылатая машина, подходящая для серьезного практического применения. Так был сделан важный шаг от эпохи попыток полета к эпохе самих полетов.
Рождение авиации
Бразилец Альберто Сантос-Дюмон 13 сентября 1906 года совершил первый публичный полет над Парижем. В отличие от братьев Райт с их «Флайером-2», ему не нужны были ни катапульта, ни встречный ветер для разгона, поэтому именно его полет иногда называют первым в истории современной авиации. В моду начали входить разного рода авиашоу и соревнования в воздухе.
В январе 1908 года французский авиатор Анри Фарман победил в состязании на дальность полета, установив рекорд в 1 км (судьи не знали, что тремя годами ранее Орвилл Райт уже пролетел над просторами прерий почти 39 км). В это время желание заполучить летательный аппарат тяжелее воздуха вновь выразили британские военные. Теперь за дело взялся конструктор Джон Уильям Данн. В декабре 1908 года его аппарат D5 показал гораздо более высокую стабильность полета, чем даже та, которую демонстрировали творения братьев. Последние, впрочем, в необъявленном состязании двух континентов в мае того же года впервые взяли на борт пассажира, некоего Чарли Фёрнаса.
В июле 1908 года Леон Делагранж, желая превзойти их достижение, пролетел в Милане 200 м с женщиной на борту, а 17 сентября 1908 года случилась первая авиакатастрофа, повлекшая человеческие жертвы. При крушении самолета, которым управлял Орвилл Райт, демонстрируя его качества перед американскими военными, погиб Томас Селфридж, находившийся на борту. Мир точно замер в ожидании какого-то значимого события, которое дало бы понять, что авиация как новый род человеческой деятельности состоялась.
В том же 1908 году издатель английской газеты «Дейли Мэйл» лорд Нортклифф объявил о премии в 1000 фунтов стерлингов тому, кто первым перелетит Ла-Манш на самолете. Райт не стал участвовать в гонке и вернулся к своему бизнесу в Соединенных Штатах.
В июле 1909 года в воздух поднялся молодой француз Юбер Латам, но мотор его машины заглох на полпути, и пилот упал в пролив. Беднягу вытаскивали из воды французские моряки.
Следующим 25 июля 1909 года стартовал летательный аппарат 37-летнего Луи Блерио. Поначалу ветер отнес его на север, и пилоту пришлось выравнивать курс. В итоге, проведя в полете 37 мин и преодолев 23 мили, Блерио благополучно приземлился в Англии. После этого все сомнения в способности авиации справляться с серьезными задачами исчезли.
Ценность победы Блерио состояла еще и в том, что была одержана на моноплане, любимом детище французских авиаторов, в то время как англичане и американцы предпочитали биплан. За последующий месяц Блерио получил сотню заказов на производство машины, которая была его 11-й по счету моделью. Если братья Райт годами совершенствовали свои самолеты, то французский пилот предпочитал их менять.
«Блерио XI» стал самым знаменитым из них. В следующем году пилот установил на нем два мировых рекорда скорости, развив вначале 74 км/ч, а затем 77 км/ч. Последний результат Луи Блерио продемонстрировал на глазах полумиллиона зрителей в ходе показательных выступлений в Реймсе, одержав верх над Гленом Кертисом. Еще через год скорость «Блерио» превысила 100 км/ч. Самолет становился самым быстрым транспортным средством, известным человеку.
В России следующим после А. Ф. Можайского сконструировать самолет попытался Е. П. Сверчков в 1909 году. Испытания прошли неудачно: аппарат не то что не смог оторваться от земли, а даже не сдвинулся с места. В 1912-1913 годах И. И. Сикорский создал первый в мире четырехмоторный самолет «Русский витязь», предназначенный для стратегической разведки. В возможность полета такой машины не верили даже специалисты, однако 23 июля 1913 года самолет с четырьмя двигателями, установленными в один ряд и вращавшими каждый свой винт (абсолютное техническое новшество того времени), поднялся в воздух и показал прекрасную управляемость.