Ранние работы а.Ф. Можайского.

Проект самолета. Возникновение своей идеи создания летательного аппарата тяжелее воздуха А.Ф. Можайский относил к 1856 году. В последующие 2 0 лет изобретатель много занимался изучением полёта птиц, исследовал их крылья и определял удельные нагрузки на них.

В 60 - 70-х годах он производил многочисленные аэродинамические исследования и опыты с пластинками и моделями крыльев птиц , определяя их лобовое сопротивление, качество и подъёмную силу в зависимости от угла атаки. Исследования проводились на сконструированной им тележке, где испытуемая поверхность крепилась на рычажной подвеске, а возникшая на ней сила уравновешивалась грузом на различных скоростях движения тележки. А.Ф. Можайский производил также опыты с моделями винтов и с воздушными змеями. Летом 1876 года он несколько раз поднимался в воздух на построенном им большом воздушном змее, буксируемом тройкой лошадей. Несомненно, что такой змей явился прототипом самолёта-моноплана с крылом малого удлинения.

По этой схеме А.М. Можайский стал строить летающие модели с воздушными винтами, вращаемыми часовой пружиной или резиновым шнуром. В 1876 году была построена его модель «летунья». Конец 1876 год и начало 1877 года – это период наибольшего успеха, почти триумфа, А.М. Можайского. Удачные полёты моделей, вселили уверенность в возможность создания подобного аппарата в натуральную величину, породили надежды на успешное практическое применение этого изобретения, так образно выраженные в статье Богославского: «Нужно ли говорить о неисчислимых последствиях этого замечательного изобретения. Для примера укажем на злобу дня – войну.

Представьте только, какую панику, какой ужас способна навести на неприятеля одна такая летучка, и какое губительное расстройство может она произвести на его сборных пунктах и сообщениях. Крепости и минные заграждения не спасут от её когтей ни армий, ни пресловутых броненосных флотов.… Скажем более: стая таких летучих хищников в состоянии разорить целую страну!»

Постройка самолёта.

20 июня 1881 года Александр Фёдорович Можайский подал Морскому министру Двора С.С.Лесовскому докладную записку с ходатайством об отпуске ему 5000 рублей на постройку самолёта. Просьба была отклонена царём Александром III. Отказ этот побудил изобретателя начать постройку самолёта собственными силами. Постройка аппарата производилась в Красном Селе на военном поле, - писал в 1910 году сын А. Ф. Можайского. Летом 1882 года военное ведомство отвело А.Ф. Можайскому участок. Этот участок он обнёс высоким забором и здесь строил свой самолёт. Работы приходилось вести под открытым небом. Имена людей, строивших и впоследствии испытавших самолёт, не сохранились.

Помощь, на которую рассчитывал А.Ф. Можайский, не была ему оказана, но он не прекратил работ, продолжая вести их на личные средства. В конце 1883 года он обратился к царю с прошением об отпуске 2300 рублей на окончание постройки и испытание самолёта, но без успеха. В ежегодно подававшихся им рапортах излагалась просьба о разрешении производить опыты над своим аппаратом на военном поле. Эти рапорты подавались с 1881 по 1886 годы, причем разрешение всегда выдавалось спустя недели три.

Из «Сметы» видно, что основным конструкционным материалом для самолёта предполагалось использовать стальные угловые профили общей массой в 25 пудов (410 килограммов) и частично дерево. Для обшивки крыльев, хвостового оперения и палубы лодки – шёлковая материя, плотный фай. Обшивка лопастей винтов, нижней части лодки и киля – из холста. Далее перечислены верёвки, стальной трос, оси, колёса, рессоры, штурвал. Мелкие вещи – ролики, коуши, а также - лак, цинковые баки, приборы, якори, двигатели, указаны также оплата рабочей силы, поездок, «непредвиденные расходы и переделки».

На рисунке из книги «Воздухоплавание за 100 лет» изображен самолёт А.Ф. Можайского, в фюзеляже которого видны две человеческие фигуры. Из труб идёт дым, что свидетельствует о работе машин. Этот рисунок – единственное изображение самолета, сделанное, возможно, самим А.Ф. Можайским или с его распоряжения.

Поставив перед собой цель - создание самолета, А. Ф. Можайский вынужден был искать ответ на целый ряд проблемных для науки и техники середины XIX века вопросов, составляющих основу компоновки и свойств летательного аппарата тяжелее воздуха: каким образом должна создаваться подъемная сила, необходимая для уравновешивания веса самолета, как оптимальным образом определить площадь крыла и выбрать его форму, как обеспечить потребную тягу воздушных винтов и создать двигатель приемлемого веса, как обеспечить устойчивость и управляемость движения самолета?

Несколькими десятилетиями позднее благодаря работам выдающихся ученых-механиков, изобретению и энергичному совершенствованию двигателя внутреннего сгорания, созданию аэродинамических труб, сделавших возможным накопление обширных экспериментальных материалов, конструкторы самолетов смогли получать достоверные ответы на эти и другие вопросы, выполняя вместе с учеными огромный объем изысканий. А.Ф.Можайский был лишен всех этих возможностей, безгранично увлеченный и преданный своей идее, он самостоятельно выполнял многочисленные экспериментальные исследования, сам конструировал и строил самолет, воздушные винты, искал подходящие двигатели.

Широкая эрудиция А.Ф.Можайского, его богатый опыт моряка, плававшего на парусных и винтовых судах, наблюдение за полетом птиц, его многолетние систематические опыты с летающими моделями и моделями воздушных винтов на тележке, опыты змеем-планером, а также изучение материалов исследований его предшественников помогли ему создать рациональную компоновку самолета-моноплана с паровыми машинами, вращающими воздушные винты.

«Привилегия, выданная из Департамента торговли и мануфактур капитану 1-го ранга А. Ф. Можайскому, на воздухолета-тельный снаряд» 3 ноября 1881 г. — первый в России патент на летательный аппарат - этот наиболее полный из дошедших до нас документов свидетельствует, что Можайским была применена компоновка самолета-моноплана, основные элементы которой и спустя много десятилетий оставались традиционными, широко используемыми в практике самолетостроения

Предшественникам А. Ф. Можайского, в первую очередь Кейли и Хенсону со Стрингфеллоу, дю Тамплю, Пено, принадлежат важные заслуги в изучении летающих моделей, вопросов устойчивости и в разработке многих компоновок самолета. Однако результаты проведенных ими изысканий и разработок носили главным образом качественный характер и не могли быть положены Можайским в основу инженерных расчетов. Более того, в эти годы сама идея самолета, принцип создания подъемной силы, были еще настолько далеки от общего признания, что одна из комиссий Военно-инженерного управления, рассматривавшая 15 июня 1878 г. проект А.Ф.Можайского, даже порекомендовала изобретателю обратиться к «подвижным» крыльям, т. е. в принципе переделать весь проект.

Несколько ранее, в январе 1877 г. другая комиссия, в которой приняли участие выдающиеся ученые Д. И. Менделеев и Н. П. Петров, положительно оценивавшие работы А. Ф. Можай­ского, в своем заключении на его предложение писала: «... по неимению некоторых существенных данных, не выработанных еще наукою, комиссия не может утвердительно сказать, осуществим ли на деле или нет проект г. Можайского. В то же время комиссия находит, что г. Можайский в основание своего проекта принял положения, признаваемые ныне за наиболее верные и способные повести к благоприятным конечным результатам...» (ЦГВИА. Ф. № 803. Оп. 1. Д. 749. Л. 4 -7.) Глубоко убежденный в правильности выдвинутых идей и рациональности предложенного им проекта, А.Ф.Можайский в 1881—83 гг. на Красносельском военном поле под Петербургом построил свой самолет. Самолет имел фюзеляж с деревянными ребрами, обтянутыми материей. К бортам фюзеляжа прикреплены были прямоугольные крылья, слегка выгнутые выпуклостью вверх. Все крыло, и оперение, были обтянуты тонкой шелковой материй, пропитанной лаком. Переплеты крыльев - деревянные (сосновые). Аппарат стоял на стойках с колесами (шасси). На самолете были установлены две паровые машины мощностью 20 и 10 лошадиных сил, построенные в Англии фирмой «Арбекер» по заказу А.Ф.Можайского. Из сопоставления всей совокупности имеющихся архивных документов и свидетельств современников можно сделать вывод, что в 1883-85 гг. конструктор занимался доводкой своего аппарата при наземных испытаниях, а во второй половине июля 1885 г. предпринял попытку летных испытаний, окончившуюся аварией.

В дальнейшем, считая, что мощность его паровых машин недостаточна для «определившегося веса самолета», А. Ф. Можайский заказал на Обуховском заводе два дубликата своей 20-сильной паровой машины, намереваясь довести мощность силовой установки до 60 лошадиных сил.

Судьба личного архива, расчетов, чертежей и других проектных материалов А.Ф.Можайского пока остается неизвестной. А.Ф.Можайский - самоотверженный, преданный своей идее выдающийся ученый и инженер, построив первый в России, самолет-моноплан с паровой машиной и воздушными винтами, в своих замыслах намного опередил возможности техники и науки. На рубеже XX века многие ученые-механики обратились к изучению ведущих проблем, выдвигавшихся созданием летательных аппаратов нового типа. В 1893—96 гг. успешно совершал полеты на сконструированных и построенных им планерах известный ученый-инженер О.Лилиенталь. В 1897 г. Н.Е.Жуковский выступил с работой «О наивыгоднейшем угле наклона аэроплана», в которой он показал, каким образом следует определять оптимальный угол атаки самолета для выполнения наиболее экономичного полета. В 1905 г. Н.Е.Жуковский раскрыл механизм возникновения подъемной силы и вывел теорему, определяющую ее количественно, в своей знаменитой работе «О присоединенных вихрях».

Решающее значение для всего последующего развития авиационной науки и техники имели работы Н.Е. Жуковского, С.А.Чаплыгина, Л.Прандтля и многих других ученых-механиков по теориям крыла, воздушного винта, пограничного слоя (1904, 1905, 1910 гг.). Этими исследованиями были заложены основы аэродинамики как науки. Огромное значение для авиационной науки и практики имело создание аэродинамических труб - этого важнейшего устройства, применяемого ныне во всем мире для экспериментального определения основных аэродинамических характеристик будущих самолетов путем испытаний их моделей.

Только 20 лет спустя, после подвига А. Ф. Можайского, были накоплены минимально необходимые научные данные по аэродинамике, динамике полета и устойчивости. Благодаря прогрессу техники были созданы столь необходимые для самолетостроения легкие двигатели внутреннего сгорания. 17 декабрая 1903 г. в США братья Райт совершили свой подвиг — был поднят в воздух самолет с человеком на борту.

Русские конструкторы, продолжая дело, которому отдал бо­лее 30 лет жизни А.Ф.Можайский, напряженно работали над созданием отечественных конструкций самолета. (Первая публикация в «Ученых записках ЦАГИ. Т. VI, №1, 1975 год)

Значителен и исторически важен вклад А. Ф. Можайского — первого конструктора отечественного самолетостроения. Готовясь отметить 19 июня 2003 г. 120-летие завершения постройки первого отечественного самолета, мы выражаем глубокое восхищение высокой гражданственностью, подвигом в технике и предвидением в науке его создателя — Александра Федоровича Можайского.

В печати он публиковался не раз, но почему-то считалось, что на рисунке изображен не самолёт, а его модель. Видимо, исходя, из этих соображений с рисунка убрались такие детали, как дым и фигурки людей. Следует считать, что рисунок, даёт, в общем, правильное изображение самолёта, к тому же оно совпадает с описанием Н.Н. Мясоедова. В статье Н.Н. Мясоедова, газета «Новое время», от 7 октября 1910 года N 12418, стр. 4, «Первые воздухоплаватели» упоминается о постройке капитаном первого ранга А.Ф. Можайским первого моноплана. В ней говорилось, что моноплан строился в загородке из досок без крыши. Дождь часто поливал и портил машину.

Моноплан представлял собой лодку с деревянными ребрами, обтянутыми материей. К бортам лодки прикреплены были прямоугольные крылья, слегка выгнутые, выпуклостью вверх. Всё обтянуто тонкой шелковой желтой материей, пропитанной лаком. Переплёты крыльев деревянные (сосновые). Все эти бруски выделаны в виде углового железа.

Аппарат стоял на подставках с колёсами. Крылья приходились приблизительно на сажень от земли с небольшим. В лодке две мачты. Крылья удерживались проволочными верёвками, натянутыми к мачтам и к подставкам. Двигателей два, расположены в передней части лодки: больший немного выдвинут от середины лодки, меньший ещё ближе к носу. Устройство этих двигателей и составляло секрет А.Ф. Можайского. Винтов было три, о четырёх лопастях каждый, два в прорезях крыльев, против большого двигателя, третий на носу лодки, на валу от меньшего двигателя. Рамки винтов деревянные, обшитые тонкими дощечками. Шов проволочный. Винты покрыты серым лаком. Рулей два – вертикальный и горизонтальный, прикреплены к корме и приводились в движение проволочными канатами и лебёдками, помещёнными около кормы. Работы шли очень медленно по случаю безденежья, чего А.Ф. Можайский и не скрывал.

Никто и не интересовался его работами, и помощи ниоткуда не было». Это письмо является наиболее ценным источником, в котором описана конструкция самолёта. Правильность этого описания была подтверждена А.А. Можайским в его статье в газете «Новое время» от 22 ноября 1910 года. В статье В.И. Ковалевского (председателя Русского технического общества) в газете «Новое время» от 13 апреля 1911 года. в которой было сказано, что «Можайский построил первый в мире аэроплан… Сделан аппарат настолько хорошо, что если бы его поставить здесь в Михайловском манеже рядом с Блерио, то последний мог бы сказать: «Шапку долой!».

Испытания самолёта. В ежегодных рапортах А.Ф. Можайского (в период с 1881 по 1886 гг.) излагались просьбы о разрешении ему производить «опыты», «испытания» и «продолжение постройки» самолёта на отведённом ему участке военного поля. Сколько-нибудь полного и систематизированного описания проводившихся им опытов и испытаний не найдено, но есть ряд источников, освещающих эти работы. Причём некоторые из них имеют силу первичного документа.

В статье В.Ф. Найдёнова «Аэроплан в своём историческом развитии и его элементарная теория» сказано: «В 1884 – 85 гг. аэроплан был построен на военном поле в Красном Селе. При взлёте аэроплан накренился на бок и поломал поддерживающие поверхности».* «Воздухоплаватель, 1909, N 1, 3, 4, 177 и 178. Это сообщение почти дословно повторяется в книгах В.Ф. Найденова «Аэропланы», изданных в 1913 и 1915 годах, Н. Вольпянского «Популярные лекции по авиации» (1910 г.), Л.З. Марковича «Воздухоплавание» (1911 г.) и в других.

Из приведённых данных видно, что самолёт А.Ф. Можайского действительно при одном из испытаний отделился от земли, но после взлёта накренился на бок и поломал крыло. Так произошло, событие большого исторического значения – самолёт с человеком на борту впервые в мире совершил взлёт. Подробности этого события, как и фамилия испытателя, к великому сожалению, неизвестны.

Несомненно, отрыву самолёта от земли способствовали некоторые обстоятельства. К их числу могут относиться успешное выполнение разбега самолёта по наклонным взлётным рельсам (без чего взлёт был бы практически невозможен из-за малой энерговооруженности), положительное влияние близости земли («воздушная подушка»), форсирование на взлёте паровой машины, установленной на самолёте, встречный порыв ветра при разбеге, который был равносилен кратковременному увеличению скорости движения самолёта. Что касается причины неудачного окончания взлёта, то она заключалась в потере скорости самолётом после отделения от земли.

В этом положении при отсутствии запаса мощности аппарат свалился на крыло и поломал его. При сопоставлении всех данных это было осенью 1884 года. В газете «Русский инвалид» от 7 ноября 1884 года об «опытах» А.Ф. Можайского говорится уже в прошедшем времени.

Спустя десять лет первые практические опыты с самолётами Адера и Максима за границей показали не лучшие результаты. Повреждения самолёта А.Ф. Можайского были невелики, и он мог продолжать свои работы. Дважды, 24 июня и 15 июля 1885 года, он обращался в военное министерство с ходатайством о денежной поддержке, на которое вновь последовал отказ.

В том же году А.Ф. Можайский снял с самолёта двигатели и вскоре начал хлопотать о постройке двух новых двигателей того же типа мощностью по 20 л.с. Это решение могло быть вызвано только одной причиной: мощность в 30 л.с. оказалась недостаточной для выполнения устойчивого полёта – удельная нагрузка порядка 50 кг/л.с. была чрезмерной. Сделать две копии с более мощного из своих двигателей и поставить на самолёт три двигателя по 20 л.с., – по двигателю на каждый винт – было наиболее простым решением вопроса. В 1886 году А.Ф.Можайский добился постройки на Обуховском сталелитейном заводе двух таких паровых машин и котла к ним.

Первый двигатель был готов в сентябре 1887 года. Второй двигатель и котёл из-за волокиты в морском ведомстве, на средства которого производилась постройка, так и не были закончены при жизни А.Ф. Можайского, (Сборник документов АН СССР и Гл. арх. упр., 1955, с. 117-127). Следует сказать, что какие бы случайные обстоятельства ни благоприятствовали первому взлёту, как бы он ни завершился, самолёт А.Ф. Можайского был первым в мире самолётом, построенным в натуральную величину, проходившим испытания и отделившимся от земли с человеком на борту. По схеме он был более совершенным, чем все предшествовавшие ему проекты и все самолёты, построенные как в России, так и за рубежом вплоть до 1907 года.

В нем были все шесть конструктивных основных групп, из которых состоит современный самолёт: корпус, крыло, оперение, шасси, управление и силовая установка. А.Ф. Можайский в своих работах по созданию самолёта прошел всеобъемлющий путь от наблюдения и исследований полёта птиц, от аэродинамических опытом с пластинками и летающими моделями. От подъёмов на воздушном змее до расчетов, конструирования и постройки натурного самолёта, двигателей и винтов к нему, до его полётных испытаний. Однако многие тогда не понимали, что процесс создания самолёта, способного выполнять практические задачи, очень длителен и труден. Потребовалось еще два десятка лет, пока были, достигнуты существенные успехи. Поэтому работы А.Ф. Можайского не были в свое время оценены, и сам он был полузабыт. Значение его творческого подвига стало ясным в 1910 году с началом общего бурного развития авиации, а по настоящему его деятельность была оценена только лишь в наши дни.

Однако период в России и в зарубежных странах до 1908 года характеризуется значительным повышением практического интереса к вопросам полётов. Особое внимание усиленно уделялось планерам, вертолётам. Самолёты ещё не получили преимущественного положения, первые попытки подняться на них в воздух не имели успеха, и только в декабре 1903 года полетели на своем самолёте американцы братья Райт. В России промышленный подъём, которым были ознаменованы 90-е годы XIX-го века, нашел свое прямое отражение в развитии воздухоплавания и авиации. Появление новых фабрик и заводов, в том числе крупных, значительно расширили производственные и технические возможности. Развитие экономических и культурных центров страны способствовало расцвету национальной культуры, в частности, научно-технической мысли. Выдающиеся научные работы и открытия русских ученых Д.М. Менделеева, Н.Е. Жуковского, К.Э. Циолковского, Д.К. Чернова, С.А. Чаплыгина и многих, многих других, получившие мировое признание, многие оригинальные проекты летательных аппаратов и прогрессивные технические идеи русских изобретателей заложили основы отечественной авиации.

Александр Федорович Можайский построил первый в России самолет со специально изготовленными по его заказу паровыми машинами и воздушными винтами. Без необходимой материальной и моральной поддержки на протяжении более 30 лет А. Ф. Можайский вел изыскания, изучал аэродинамику и динамику моделей будущего летательного аппарата с помощью созданной им испытательной тележки, разрабатывал проекты самого аппарата и воздушных винтов для него, наконец, строил, испытывал и непрерывно совершенствовал первый в России самолет «Я желал быть полезным своему Отечеству», - писал А.Ф.Можайский в одной из докладных записок. Его жизнь была подвигом человек большого мужества и гражданственности. А.Ф.Можайский родился 9 (21) марта 1825 г. После окончания Морского кадетского корпуса с 1841 по 1862 г. служил в военном морском флоте, участвовал в кругосветном плавании фрегата «Диана». В 1882 г. вышел в отставку в чине генерал-майора (с 1886 г. — контр-адмирал). А.Ф.Можайский скончался в 1890 г. в Петербурге.