Почему люди не летают как птицы

На глазах очки, на ушах – клапаны; в руках – железные палки и – вот – в клетке из проволоки, с холщовой крышей над головой, поднимается с разбега в пятнадцать сажен птичка божия, ощупывая бока.

A.C. Грин. Состязание в Лиссе^[1]

Великая война – так называлась поначалу в Европе война 1914–1918 гг. Этим названием европейцы ясно давали понять, какое она имела для них значение, оставив в сознании поколений глубокий след. «Без сомнения, в странах, принимавших участие в этой войне, мало осталось людей, не затронутых ею, – писал Олдингтон в „Смерти героя“. – Тем, кого перемирие застало еще детьми… просто не понять, в каком безмятежном спокойствии мы пребывали когда-то».

Но этому названию не дано было закрепиться в истории. И не только потому, что наименование «Великая война» уже было дано когда-то фактически завершившейся в 1410 г. знаменитой Грюнвальдской битвой войне 1409–1411 гг. между Тевтонским орденом с одной стороны и Польским королевством и Великим княжеством Литовским – с другой. А прежде всего потому, что, неудовлетворенная результатами Первой, Германия вскоре развязала Вторую мировую войну.

Не осталась она в истории и как Отечественная, каковой ее хотели признать по политическим соображениям Германия и Россия. И не только потому, что Отечественной в России уже называлась война 1812 года, а Германия тщетно пыталась оправдать войну, происходившую большей частью за ее пределами, защитой Отечества. А также и не потому, что война эта касалась интересов не только этих двух стран. Но прежде всего потому, что после этой войны ни в той, ни в другой стране фактически не осталось того Отечества, которое они хотели защитить.

Эта война не только перекроила карту Европы, она изменила сознание европейцев.

* * *

Но что человека вечно тянет взлететь подобно птице? Рисунки и скульптурные изображения древних египтян, сделанные за несколько тысячелетий до нашей эры, нередко представляют фигуры людей с крыльями. Такие же изображения можно найти в ассиро-вавилонских, греческих, римских памятниках. В античные века и в эпоху средневековья совершались безуспешные попытки осуществить полет, подражая пернатым обитателям планеты. Люди придумывали различные конструкции крыльев и пытались с их помощью взлететь, оторваться от матушки-земли. Затем, осознав всю бесплодность попыток взлететь с земли, испытатели начали забираться на возвышенности и колокольни, пытаясь начать полет с планирования. Но и эти попытки заканчивались увечьями либо смертью.

Однако вера в возможность машущего полета была настолько сильна, что даже крупнейший ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452–1519) создал несколько проектов летательных аппаратов с машущими крыльями, и полная бесперспективность мускулолетов была впервые научно обоснована лишь в конце XVII века итальянским ученым Д. Борелли, который выявил всю значительность различия мышечного аппарата птиц и человека. Одновременно с ним английский механик Р. Гук (1635–1703] пришел к выводу, что человек сможет полететь только при помощи механического двигателя.

В XVIII веке в Европе зарождается машинно-фабричное производство. Это вызывает интенсивное развитие науки и техники и способствует укреплению научного подхода к решению проблемы полета. После долгих опытов исследователи приходят к мысли использовать для осуществления полета подъемную силу, возникающую при быстром движении слегка наклоненной относительно воздушного потока пластины. К этому времени уже хорошо изучены воздушные змеи различных конструкций, а академик Эйлер (1707–1783) впервые вычисляет подъемную силу.

В это же время русский ученый М.В. Ломоносов (1711–1765) проводит исследования в области физики атмосферы и метеорологии. В связи с этими исследованиями у Ломоносова возникла мысль о создании летательного аппарата, с помощью которого можно было бы поднять над землей метеорологические приборы. Ученый обратился к идее создания вертикально взлетающего аппарата; его «аэродромическая машина» представляла собой летательный аппарат типа вертолета. Полет подобной модели впервые удалось осуществить в 1784 г., и осуществили его французские изобретатели Лоннуа и Бьенвеню, использовав в качестве источника энергии силу упругости сжатого лука.

Впрочем, также издревле известен и другой путь к покорению человеком воздуха. Этот путь заключается в использовании статического принципа полета, основанного на законе Архимеда. Шествие по этому пути в какой-то момент показалось более перспективным; вес летательного аппарата стал считаться не только важнейшим, но и принципиальным препятствием. Следуя по пути решения проблемы полета при помощи аппаратов легче воздуха, 5 июня 1783 года^[2] во Франции братья Монгольфье осуществили первый запуск шара – оклеенного бумагой холста с веревочной сеткой, наполненного горячим воздухом. Благодаря легкой, герметичной и устойчивой по форме оболочке удалось реализовать принцип, по которому в сплошной среде тело, обладающее весом меньше вытесненной им массы этой среды, всплывает вверх.

19 сентября братья Монгольфье в Версале подняли в воздух баллон с животными, а 21 ноября 1783 года в Париже наконец-то состоялся первый полет людей. Счастливцами оказались де Розье и д’Арланд; они пробыли в воздухе 20 минут и пролетели около 9 км. Вскоре после этого, 1 декабря 1783 года, состоялся полет человека на аэростате более совершенной конструкции, созданной французским ученым Ж. Шарлем. Аэростат был наполнен водородом и имел подъемную силу в несколько раз превышавшую подъемную силу аэростата братьев Монгольфье. Шарль преодолел на своем аппарате расстояние около 40 км.

Наступила эра воздухоплавания.

Однако у этого способа передвижения по воздуху имелись существенные недостатки. Основным являлась невозможность совершать полет по заранее намеченному маршруту – налицо была полная зависимость от направления движения и силы ветра. С одной стороны сначала возникла идея, в целях упрощения управления летательным аппаратом легче воздуха, придать аэростату вытянутую форму. С другой – начало XIX века ознаменовалось широким распространением паровых машин. Первым применить паровой двигатель для управления аэростатом предложил английский ученый Д. Кейли (1773–1857]. Он же в 1816 г. дал в своем проекте расчет конструкции аэростата длиной 90 м с экипажем 7 человек. В 1852 г. состоялся первый полет управляемого аэростата с паровым двигателем мощностью 3 л. с. с толкающим винтом, осуществленный французом А. Жиффаром. Так родился дирижабль, что в переводе с французского означает «управляемый».

Казалось, что создание летательного аппарата легче воздуха означает полный переворот в развитии идеи полета. Стремление усовершенствовать аэростат надолго отвлекло внимание ученых от летательных аппаратов тяжелее воздуха. Но работы по созданию и изучению управляемых аэростатов (дирижаблей) способствовали не только развитию этого вида воздушных сообщений. Они способствовали также накоплению большого практического опыта, сыгравшего впоследствии значительную роль в создании летательных аппаратов тяжелее воздуха. Ведь именно на воздухоплавательных устройствах были впервые применены и испытаны тепловые двигатели, пропеллеры, аэродинамические рули, исследованы принципы уменьшения аэродинамического сопротивления.

Кроме того, одной из основных причин, долго препятствовавших появлению самолета, являлось отсутствие легкого и достаточно мощного двигателя. Паровые машины, хотя они и были к концу XIX века значительно облегчены и усовершенствованы, из-за парового котла оказались мало пригодными для авиастроения. А основным препятствием на пути создания реактивного самолета являлась чрезвычайная неэкономичность известных в те годы двигателей прямой реакции. Даже в случае достижения требуемой тяги, продолжительность полета измерялась секундами. Опыты с электрическими двигателями сдерживались большим весом гальванических батарей питания. Только в наши дни, благодаря созданию солнечных батарей, появились некоторые перспективы воплощения этой идеи. А в те годы наибольший интерес у воздухоплавателей в конце концов вызвал изобретенный и сконструированный в 1860 г. французом Э. Ленуаром (1822–1900) двигатель внутреннего сгорания.

И вот, в середине XIX века, когда трудности создания дирижаблей начали все более вызывать сомнения в умах воздухоплавателей, вновь повсеместно возродился интерес к крылатым машинам. Теперь работы повелись сразу в двух направлениях: одни ученые создавали машины с паровыми, другие – с реактивными двигателями. Кроме того, изучение планирующих движений птиц показало возможность полета на безмоторном аппарате тяжелее воздуха – планере. Также наряду с разработкой проектов монопланов, прообразом которых являлась птица, в середине XIX века зародилась идея самолета с несколькими несущими поверхностями, что позволяло существенно уменьшить вес и габариты летательного аппарата.

Принципиальная схема аэроплана – фюзеляж в виде лодки с неподвижно закрепленным над ней крылом и крестообразным хвостовым оперением – была определена еще в 1799 г все тем же Д. Келли. Вскоре Келли в процессе разработок добавил к этой конструкции шасси, рули направления и высоты, неподвижные стабилизаторы, образующие хвостовое оперение и пропеллер. Затем, к концу XIX века, в основном отработались свойства несущих поверхностей и определился тип двигателя.

Первый полет человека на аппарате тяжелее воздуха был осуществлен французским инженером Адером 9 октября 1890 г.^[3] Это был аэроплан с легким паровым двигателем мощностью 40 л.с.

Затем, благодаря опытам немецкого инженера Отто Лилиенталя (1848–1896), трагически погибшего 9 августа 1896 года, исследователи поняли всю необходимость создания прежде всего обладающего хорошей управляемостью и устойчивостью планера. В 1896 году за эти разработки принялись два американских инженера Шанют и Херринг. Эстафету подхватили их соотечественники – братья Вилбур и Орвил Райт, начавшие работать над совершенствованием планеров летом 1900 года. В 1903 году они построили легкий 16-ти сильный бензиновый двигатель и, после целого ряда попыток, 17 декабря 1903 года совершили первый полет продолжительностью 12 секунд. Затем за 59 секунд было преодолено расстояние в 259 м. В 1905 году уже был совершен полет, позволивший преодолеть расстояние в 17 км, а затем – в 37 км. В 1908 г. Вилбур Райт продержался в воздухе 2 часа 20 минут. Несмотря на то, что в Европе ничего не знали о проводимых братьями Райт опытах, там также удалось создать аэроплан. Впервые отделился от земли на аппарате тяжелее воздуха собственной конструкции с легким бензиновым двигателем Антуанет в 50 л. с. французский воздухоплаватель Альберто Сантос-Дюмон. На биплане собственной конструкции он продержался в воздухе 21 секунду, успев преодолеть расстояние в 220 метров. Это произошло 12 ноября 1906 года; с тех пор этот день считается днем рождения европейской авиации^[4]. С этого времени начался, наконец, новый и последний этап в истории развития самолета, продолжающийся и по сей день – совершенствование его конструкции и свойств.

Параллельно процессу освоения возможности полета развивалась и история использования человеком нового вида передвижений. Поначалу полеты, кроме изучения свойств и возможностей этого нового вида передвижения, носили чисто развлекательный характер. Но это продолжалось недолго. Первое практическое использование аэростата произошло в период Великой французской революции в 1794 г. И первое же практическое использование этого нового средства передвижения произошло в военных целях; с его помощью была произведена разведка под Флерюсом. И только в 1804 г. русская Академия наук организовала первый в мире полет воздушного шара с научными целями. 30 июня в Петербурге, с плаца 1-го Кадетского корпуса, академик Я.Д. Захаров поднялся на воздушном шаре, управляемом бельгийским воздухоплавателем Робертсоном. Во время полета были проведены замеры давления, температуры, взяты пробы воздуха на различных высотах, выполнены опыты со статическим электричеством и магнитом, некоторые простейшие физиологические эксперименты. Однако идея использования летательного средства в военных целях никогда не покидала умы людей. Весной 1812 г. немецкий механик Франц Леппих обратился к русскому посланнику в Штутгарте Алепиусу с предложением построить для русского правительства управляемый воздушный шар. Как писал Алепиус Александру I: «…Леппих обещал мне построить пятьдесят таких воздушных кораблей в течение трех месяцев… По сделанным доселе расчислениям наиудобнейшие воздушные корабли могут вмещать в себе 40 человек и поднимать 12 000 фунтов^[5]. В числе артиллерийских предметов, коими он хочет снабдить себя, ожидает он особливо большого действия от ящиков, наполненных порохом, которые брошены будучи сверху, могут разрывом своим, упав на твердые тела, опрокинуть целые эскадроны».

Леппих по приглашению Александра I поселился в России под именем Шмидта и начал в обстановке полной секретности осуществлять свой проект под видом устройства земляной машины. Градоначальник Москвы Ростопчин докладывал царю: «Нельзя не удивляться деятельности Леппиха: он встает первым и ложится спать последним. Рабочие трудятся по 17 часов в день; их уже более ста человек в его мастерской». Однако все опыты предприимчивого немца окончились неудачей; уровень развития техники того времени еще не позволял добиться устойчивого управляемого полета огромного аэростата объемом около 8 тыс. м³. В 1813 году Леппих, потратив на работы 180 тыс. рублей, покинул Россию с репутацией шарлатана. Наполеон был выпровожен из России и без «немецкого чуда». Однако приоритет немецких умов на такого рода ведение боевых действий никем так и не был оспорен.

К середине XIX века воздухоплаватели уже участвовали в военных действиях в новом качестве. В 1849 г. с аэростата была произведена бомбардировка Венеции – первая бомбардировка с воздуха. А в 1859 г. аэростат участвовал в сражении при Соль-Ферино. В России генерал-майор Краевский в 1869 г. писал: «… для успеха в современной войне недостаточна уже одна тайна суворовских побед… необходима еще другая, новейшая, тайна побед, новое средство ведения войны… применение воздухоплавания на войне русскою армиею было бы небесполезно…»

Военно-ученый комитет, подробно изучив вопрос применения аэростатов в военных действиях, пришел к заключению, адресовав его русскому военному министру (5] 18 декабря 1869 г.: «Было бы несправедливо пренебрегать таким средством, с помощью которого является возможность своевременно раскрывать силы противника, стягиваемые к полю сражения, или предотвращать скрыто подготовляемые им удары, определять расположение атакуемой крепости или работ осаждающего, наконец, наблюдать на более или менее значительном расстоянии операции противника по переправе через реки, по занятию лесных или пересеченных пространств, по обороне берегов и пр. Во всех случаях воздушные рекогносцировки, произведенные при благоприятных обстоятельствах, могут доставить неоценимые услуги».

Однако несмотря на то, что опыты с применением аэростатов в военных целях в России проводились, в русско-турецкой войне 1877–1878 гг. аэростаты не участвовали, в то время как в армиях Европы и Америки уже были организованы воздухоплавательные части. Во Франции в 1878 г. была учреждена воздухоплавательная школа в Медоне и создана специальная военная воздухоплавательная комиссия. Англия к этому моменту уже имела свою воздухоплавательную школу в Вулвиче и несколько воздухоплавательных рот. Также была создана рота воздухоплавателей в Германии. А с 1884 г. создается военное воздухоплавание и в России. И с этих пор применение летательных аппаратов легче воздуха в военных целях уже становится делом обычным. Для этой цели даже были созданы специальные привязные аэростаты, которые использовались как высотные наблюдательные пункты.

Привязные аэростаты применялись, хотя и очень ограниченно, для разведки в русско-японскую войну 1904–1905 гг. Сначала лейтенант воздухоплавательной службы Лавров организовал в Порт-Артуре постройку самодельного воздушного шара. Затем с этого шара был рассмотрен неприятельский укрепленный лагерь, который выстрелами с наших броненосцев был расстрелян 12-дюймовыми снарядами, так что японцы поспешно должны были его бросить и перенести в более отдаленную от Порт-Артура местность. Однако (23 ноября) 5 декабря 1904 г. Лавров погиб и работы с самодельным привязным шаром прекратились. Эстафету подхватил командир воздухоплавательного батальона Кованько А. М, прибывший месяц спустя с двумя змейковыми аэростатами на Дальневосточный театр военных действий по настоянию военного министра Сахарова. Затем подключился к боевой работе и батальон Н. Г. Баратова.