Отто Лилиенталь

Когда Адер во Франции и Максим в Англии занимались своими аэропланами с паровыми двигателями, в пригороде Берлина Штеглице сорокалетний преуспевающий инженер Отто Лилиенталь вдруг занялся, по мнению соседей, малопочтенным, если не сказать вздорным, делом. Из ивовых прутьев и бамбука он смастерил себе большие крылья на манер птичьих и пытался на них летать.

Да хорошо, если бы один. А то еще и младшего брата Густава подбил на это дело.

Почтенные бюргеры при виде таких несерьезных занятий многозначительно покручивали указательным пальцем возле виска - дескать, рехнулся человек...

Что ж, многим первым авиаторам был знаком этот жест. Лилиенталь, однако, не обращал внимания на мнение горожан и упрямо продолжал свои занятия. Крылья не давали ему покоя, они снились ему по ночам.

Увы, он, как инженер, отлично знал, что машущий полет человеку не под силу.

Но почему обязательно машущий? Ведь летают же большие птицы - аисты, орлы, коршуны - на совершенно неподвижных крыльях. И не только скользят вниз с высоты, но и парят, набирают высоту. Значит, парящий полет в принципе доступен и человеку. Только для этого надо соответственно побольше крылья и птичье чутье. Но откуда его взять, это чутье? Ясно одно: сначала надо учиться летать.

Вчитываясь в газетные сообщения о неудачных полетах Адера и Максима, Лилиенталь отлично понимал причину их неудач. Об этом лучше всего, пожалуй, сказал американский профессор Сэмюэль Лэнгли, занимающийся теорией авиации, когда его спросили, почему авиаторы терпят неудачи: "Возможно, потому, - ответил он, - что человек начал с конца и старался строить летательные машины раньше, чем ознакомился с законами, на которых все летание базируется".

Законы летания... В детстве Лилиенталь, как и все мальчишки, строил и запускал воздушные змеи. Он своими руками почувствовал их подъемную силу. Окончив в Берлине инженерную академию, Лилиенталь не забыл этого ощущения. Способный инженер-механик, автор нескольких технических изобретений, он в 1867 году строит себе первые крылья по образцу птичьих. Ему уже 29 лет, но он бегает с крыльями, как мальчишка, и, размахивая ими, как птица, пробует упругость воздуха. Всесторонний спортсмен, крепко сбитый и натренированный, он чувствует, как с возрастанием скорости резко увеличивается сопротивление воздуха, как быстро устают руки.

Нет, это не путь для покорения воздуха.

В 1870 году Лилиенталя призывают в армию. Здесь он ближе познакомился с воздушными шарами, видел их полеты, наблюдал за действиями привязных аэростатов. Воздухоплавание не увлекло его. Слишком очевидны были его недостатки. Человек не может победить воздушный океан, оставаясь во власти ветров.

После армии Лилиенталь с еще большей настойчивостью продолжает свои исследования. Научных трудов по авиации тогда было мало, а предположения, рассуждения и далекие от истины догадки не устраивали талантливого, деятельного инженера. "В технике летания, - пишет он, - слишком много всяких рассуждений и вычислений и слишком мало опытов... Да, нужны наблюдения и опыты, опыты..."

Лилиенталь проводит опыты с пластинками различной формы и профиля. Подставляя их под поток воздуха, он практическим путем находит зависимость подъемной силы от угла атаки, профиля и скорости потока. Он экспериментально устанавливает то, что было известно еще Можайскому, с работами которого он, конечно, не был знаком: подъемная сила пластинки (крыла) возрастает только до определенной величины угла атаки, а дальше начинает резко падать. Лилиенталь создает график этой зависимости, который и до сих пор называют полярой Лилиенталя.

Свои наблюдения и эксперименты Лилиенталь обобщает в книге "Полет птиц как основа искусства летания", вышедшей в 1889 году. Здесь он доказывает, что не машущий, а парящий полет на неподвижных крыльях может и должен стать основой полета человека. Глубоко убежденный в этой истине, Лилиенталь приступил к новым испытаниям.

Его заинтересовало еще одно событие, казалось, не имевшее никакого отношения к авиации. Берлинский фотограф Оттомар Аншюц изобрел фоторужье, позволявшее делать 20 снимков в секунду. С его помощью Аншюц сделал сотни снимков летающих аистов, многие из которых опубликовал в различных журналах. Когда эти снимки попались на глаза Лилиенталю, он часами рассматривал их. Фотоаппарат последовательно, мгновение за мгновением, раскрывал тайну полета. Вот аист стоит на краю гнезда. Вот он расправил крылья. Словно чуткие пальцы рук, он широко растопырил маховые перья и одновременно на вытянутых ногах подался вперед, наклонив корпус вниз. Легкий толчок - и вот он в воздухе. Последующие фотографии показывают, как аист, ни разу не взмахнув крыльями, отлетел от гнезда, потеряв некоторую высоту на спуск, а потом - вот оно, чудо парящего полета! - вошел в спираль и начал набирать высоту. Значит, в воздухе есть восходящие потоки, догадывается Лилиенталь, которые позволяют птице набирать высоту на неподвижных крыльях. Следовательно, если познать тайну птичьего чутья, то и человек вот так же легко и красиво сможет летать...

Но пока это нельзя утверждать с полной уверенностью. Нужны опыты.

И он принимается за работу.

В 1890 году Лилиенталь построил крылья из бамбука и ивовых прутьев, обтянул их не пропускающим воздух шелком, забрался на крышу сарая, надел на себя крылья, так что они находились у него под мышками, и ступил к самому концу крыши.

Соседи, завидев такое, решили, что Лилиенталь свихнулся окончательно. Они уже знали: отговаривать его бесполезно, - и с любопытством наблюдали, что же будет дальше.

У Лилиенталя не было учителей летания. Никто еще не знал, как и что надо делать. Поэтому он еще раз припомнил аистов на фотографиях Оттомара Аншюца и, наклонившись вперед, оттолкнулся от крыши. Через секунду послышался глухой удар и треск ломающихся крыльев. Он упал. Упал, как камень... Крылья, действуя как парашют, лишь немного затормозили падение.

Упав с пятиметровой высоты, он остался цел, но не пролетел вперед и метра, а лежал под каменной стенкой сарая, с которого прыгнул. Первая неудача могла на всю жизнь отбить охоту к таким рискованным экспериментам, либо наоборот, послужить новым толчком к дальнейшим упорным поискам.

Он выбрал второе.

Лилиенталь приступил к постройке новых крыльев. А неудача, как он догадался, крылась в том, что крылья создают достаточную подъемную силу лишь тогда, когда имеется достаточная скорость. Он же прыгнул без разгона, с места.

А как же аист на фотографиях Аншюца? Ведь он прыгает прямо с гнезда и не падает, летит... Видимо, он чего-то на этих фотографиях не увидел или был недостаточно внимателен. В чем же ошибка?

Лилиенталь еще и еще наблюдает за птицами и, наконец, удивляется своей недогадливости. На фотографии, конечно же, не видно ветра, ведь воздух абсолютно прозрачен. А на самом деле аисты, как и другие птицы, всегда взлетают только против ветра. Таким образом, еще стоя на месте, расправив против ветра крылья, аист уже испытывает подъемную силу. И она тем больше, чем сильнее ветер. В штиль, когда нет никакого ветра, большие птицы разбегаются по земле, пока не наберут достаточную для взлета скорость... А он прыгнул с сарая без всякой скорости... Да и как с крыши разгоняться? Неудобно... Значит, сарай не годится. Нужен пологий холм, с которого можно было бы и в безветрие разбегаться, а при ветре - стартовать только против него. И еще нужны новые, более широкие крылья. И еще следует провести целый ряд опытов с профилем крыла и найти такой из них, чтобы подъемная сила была максимальной.

Да, многое еще нужно было, чтобы оторваться от земли и полететь, наподобие аиста, на широко расправленных крыльях...

Однако Лилиенталь не боялся ни трудностей, ни опасностей. Он считал, что ему не хватает птичьего чутья, которое птицам передается в виде инстинкта, от природы, а людям надо приобретать опытом.

И он с еще большим упрямством приступил к новым экспериментам и поискам.

Птичье ремесло

Целеустремленность и настойчивость, с которыми Лилиенталь взялся за изучение "птичьего ремесла", были поразительны. В нем отлично сочетались исследователь-теоретик и практик-экспериментатор.

Лилиенталь отказывается от опытов с моделями, не берется сразу и за сооружение готовых аэропланов, понимая, что время для них еще не настало.

Отремонтировав аппарат после неудачного прыжка с крыши, Лилиенталь настойчиво тренируется и подлетывает на нем с небольших холмов в окрестностях Штеглица.

Его планер с каркасом из ивовых прутьев и бамбука, обтянутый парусиной, весил около восемнадцати килограммов. Ажурные крылья напоминали крылья большой бабочки или коршуна. Они были сравнительно небольшого размаха, но довольно широкие. Сзади за ними на легкой балочке располагался хвост для придания устойчивости, состоящий из горизонтального, обтянутого парусиной стабилизатора и вертикального киля.

Держа крылья под мышками и повисая на них во время подпрыгивания против ветра с холмов, Лилиенталь постепенно приобщался к птичьему чутью и умению. Наученный падением с крыши, он теперь был осторожен. Сначала совершал просто пробежки с крыльями, чувствуя, как с увеличением скорости в них нарастает подъемная сила. еремещаясь в прорези крыла то ближе к его передней кромке, то дальше от нее, он отыскал то единственное положение, где должно находиться тело пилота, чтобы центр тяжести всего аппарата совпадал с центром подъемной силы крыла. Так достигалась лучшая устойчивость планера, он не валился на нос и не опускал хвост.

Лилиенталь, стоя с крыльями против ветра, чувствовал, как они рвутся вверх. Так вот почему птицы всегда взлетают только против ветра! Но ветер таит в себе и опасность. Его порывы и поддувания делают планер очень неустойчивым, и нужны немалые усилия то на одно, то на другое крыло, чтобы удержать планер горизонтально. Поэтому для первых полетов Лилиенталь выбирал тихую погоду или по крайней мере очень слабый и равномерный ветер, не более двух-трех метров в секунду.

Привыкнув на пробежках к крыльям, Лилиенталь как-то выбрал небольшой холмик, разбежался и, оттолкнувшись от земли, подогнул в коленях ноги. Это было всего какое-то мгновение. Но и за эти три-четыре секунды он ощутил упругость воздуха, тихое скольжение вдоль склона. Опираясь на крылья, он летел!

Ничего, что это продолжалось всего лишь какой-то миг. Он явственно почувствовал, что не падает, а именно летит! Выставив вперед ноги, он снова коснулся земли и, пробежав несколько метров по инерции, остановился. Он удивленно оглянулся назад и отметил, что от макушки бугорка до места посадки не более двадцати метров. Но он впервые не прошел их по земле, как обычно, а пролетел на неподвижных крыльях. Впечатление от этого прыжка-подлета было настолько потрясающим, что все врезалось в память до малейших деталей. Он чувствовал и как ветер обдувает его лицо, и как, упруго ложась на воздух, держат его крылья, и как скользит под ногами склон.

Постепенно взбираясь на холмы повыше, Лилиенталь раз за разом увеличивал и дальность полета. За два года он научился держаться в воздухе по несколько десятков секунд и совершать планирующие полеты длиной до ста метров. За это время он хорошо освоил одно из главных и трудных умений летного ремесла - сохранение устойчивости. Балансируя в воздухе - то подтягиваясь на руках ближе или дальше к передней кромке крыла, то перемещаясь в одну или другую сторону, - Лилиенталь научился сохранять равновесие планера даже при порывах ветра. Смещая, например, центр тяжести вперед, он заставлял планер делать более крутой спуск, отодвигая корпус назад, мог уменьшить скорость, что было особенно важно перед приземлением для смягчения удара. Лилиенталь также усвоил и самое главное правило полета - в воздухе нельзя снижать скорость меньше минимально допустимой, при которой подъемная сила уже не в состоянии поддерживать планер и человека.

Накопив опыт и освоив короткие подлеты, Лилиенталь как бы переходит в следующий "птичий класс". Небольшие бугры возле Штеглица его больше не устраивают. Он переносит свои опыты к поселку Гросс-Лихтерфельд, где имелись склоны повыше.

На одном из открытых мест Лилиенталь строит искусственный холм высотой до 15 метров, а сверху - башенку с плоской крышей для разбега. Здесь он уже совершает полеты при ветре до 5-7 метров в секунду, довольно уверенно пролетает до ста метров в длину и даже пытается делать в воздухе развороты. Рулей на планере не было, но, балансируя телом, Лилиенталь заметил, что если сместиться слегка влево или вправо, то планер, накренившись в сторону смещения центра тяжести, начнет делать разворот в ту же сторону.

Совершенствуя летное мастерство, Лилиенталь постоянно совершенствует и свои планеры. Всего он построил их несколько десятков, и каждый новый не был простым повторением предыдущего, а имел какое-то усовершенствование. Так, например, когда для дальнейших опытов потребовался планер с большей площадью крыла, Лилиенталь не стал увеличивать его размах, так как от этого пострадала бы и без того ограниченная прочность, а построил планер-биплан, то есть планер с двумя плоскостями, расположенными одна над другой. Этот планер оказался еще более летучим, чем прежний моноплан с одним крылом. Прыгая против ветра со своей башенки, Лилиенталь иногда ухитрялся подыматься даже выше места старта. Это были уже парящие полеты, когда он, как и аисты, используя силу восходящих потоков набегающего на склон ветра, поднимался вверх.

Весть об успешных полетах Отто Лилиенталя разлетелась по всему свету. Отовсюду в Гросс-Лихтерфельд съезжались посмотреть на "человека-птицу" энтузиасты авиации. У Лилиенталя нашлось много подражателей и последователей. В Америке опыты с балансирными планерами начинает проводить профессор Октав Шанют, во Франции - капитан Фердинанд Фербер. Посмотреть на полеты Лилиенталя приезжает профессор Московского высшего технического училища Николай Егорович Жуковский, занимающийся теорией полета. Это было в 1895 году.

Полеты Лилиенталя произвели на маститого ученого огромное впечатление. По возвращении в Россию Жуковский выступил с докладами и публичными лекциями по авиации и, в частности, так сказал в одном из выступлений о полетах Отто Лилиенталя: "Подъезжая к Берлину, я думал о том направлении, которое получает теперь разрешение задачи аэронавтики, Стоящая громадных денег трехсотсильная машина Максима с ее могучими винтовыми пропеллерами отступает перед скромным ивовым аппаратом остроумного немецкого инженера, потому что первая, несмотря на ее большую подъемную силу, не имеет надежного управления, а прибором Лилиенталя экспериментатор, начиная с маленьких полетов, прежде всего научается правильному управлению аппаратом в воздухе".

Лилиенталь настолько усовершенствовался в своем летном мастерстве, что стал совершать полеты и с Риновских гор близ Нейштадта, высотою около 80 метров, что для его планера было весьма внушительно. Лилиенталь доводит продолжительность полетов до полуминуты, а дальность до четырехсот метров.

В некоторых полетах, используя силу ветра, Лилиенталь поднимается выше склона горы и разворотами вдоль нее ухитряется даже летать без потери высоты.

Однако, увлекшись совершенствованием своего "птичьего ремесла", как назвал полеты Лилиенталя профессор Шанют, Лилиенталь не торопился совершенствовать устойчивость аппарата. Он целиком полагался на свои тренированные мускулы и, довольно искусно балансируя телом, научился управлять аппаратами при еще более сильном ветре, до 7-8 метров в секунду.

Но каждый такой полет таил в себе скрытую опасность.

9 августа 1896 года во время очередного полета порыв ветра опрокинул планер на спину. Лилиенталь упал со сравнительно небольшой высоты, но поломал позвоночник. На следующий день он скончался.

Говорят, что придя в себя, он прошептал: "Мне не хватило чутья птицы, чтобы угадать порыв ветра..."

В 1926 году в Гросс-Лихтерфельде, на том месте, где Лилиенталь начинал свои первые полеты, был воздвигнут памятник в виде пирамиды, на вершине которой стоит Икар с распростертыми крыльями и обращенным к небу лицом.

Лилиенталь сделал около двух тысяч полетов. Он был первым в истории человечества планеристом, на практике доказавшим возможность управляемых скользящих полетов человека на аппарате тяжелее воздуха. По пути Лилиенталя пошли все новые и новые энтузиасты, которых не страшили ни риск, ни сама смерть. Люди верили, что они когда-нибудь сумеют разгадать тайну "чутья" птиц и научатся укрощать не только ветер, но и всю стихию воздушного океана.