Воздушный путь. Книга о летательных аппаратах легче и тяжелее воздуха

Игорь Иванович Сикорский

Воздушный путь

Книга о летательных аппаратах легче и тяжелее воздуха

* * *

© Сикорский И., 2023

© ООО «Издательство Родина», 2023

Предисловие

Современная авиация создавалась усилиями тысяч людей. Но как и во всякой области науки и техники среди них есть «звезды первой величины». Одной из таких личностей был Игорь Иванович Сикорский.

О работах И. И. Сикорского в авиации написаны книги за рубежом, а в последние годы – и в нашей стране. Уникальность данного издания состоит в том, что это – первая в России книга самого Сикорского. Ее рукопись, законченная Сикорским в Нью-Йорке в 1920 г., была обнаружена в 1996 г. в одном из парижских архивов директором издательства YMCA-Press H. А. Струве. Теперь мы представляем ее вниманию читателей.

Прежде чем приступить к обзору книги «Воздушный путь», следует хотя бы кратко рассказать о ее авторе. Многие годы в СССР о Сикорском, как о человеке, эмигрировавшем на Запад, почти ничего не писали. Поэтому далеко не все читатели знают биографию этого замечательного человека.

Игорь Иванович Сикорский родился в Киеве в 1889 г. в семье известного врача-психиатра. С детства тяготеющий к технике, он выбрал себе профессию инженера. Но увлечение зарождающейся авиацией оказалось сильнее и, не доучившись в Киевском политехническом институте, он полностью отдался конструированию летательных аппаратов. История их создания и испытаний подробно описана в книге.

Революционные события 1917 г. и последовавшие за ними репрессии и хаос в стране явились переломным моментом в судьбе тысяч наших соотечественников, в том числе и Сикорского. В 1918 г., отчаявшись найти применение своему конструкторскому таланту на родине, он эмигрировал на Запад, – сначала во Францию, затем, в 1919 г. – в США.

Когда 29-летний И. И. Сикорский покидал Россию, он уже был авиаконструктором с мировым именем, прославившимся как создатель первых многомоторных самолетов. Однако в Америке все пришлось начинать сначала, т. к. война закончилась и из-за перепроизводства военной авиационной техники найти заказчиков на новые самолеты было практически невозможно. После нескольких лет мытарств Сикорскому все же удалось создать собственную авиастроительную фирму. Ее костяк составили российские эмигранты – инженеры, рабочие, бывшие офицеры русской армии. Поэтому в США ее часто называли «русской фирмой».

Успех пришел в конце 20-х годов, когда фирма Сикорского занялась строительством гидросамолетов – так называемых «летающих лодок». Это была новая для Сикорского область, но талант конструктора и врожденная инженерная интуиция позволили ему и здесь добиться выдающихся результатов. Достаточно сказать, что с закупок гидросамолетов Сикорского начала свой путь крупнейшая авиакомпания «Пан Америкен», а на четырехмоторной «летающей лодке» S-42 в 1934 г. было установлено сразу 10 мировых рекордов.

В конце 30-х годов Сикорский круто изменил направление своей деятельности, неожиданно для всех переключившись на создание вертолетов. В то время этот тип летательного аппарата еще не применялся на практике, а испытания немногих экспериментальных образцов, как правило, не давали повода для оптимизма. Поэтому решение Сикорского было весьма рискованным. Но, будучи по натуре конструктором-новатором, он решил рискнуть и не ошибся. Выбрав для своих винтокрылых машин малоизученную в то время одновинтовую схему, которая затем стала классической для вертолетов, Сикорский и его сотрудники выпустили целую гамму удачных аппаратов. Они нашли самое широкое применение не только в США, но и в целом ряде западноевропейских стран; на них установлены мировые рекорды скорости, скороподъемности, грузоподъемности, продолжительности и дальности полета. За заслуги в вертолетостроении Сикорский даже получил в США прозвище «мистер Вертолет».

Несколько штрихов к портрету Сикорского как человека. К концу своей творческой карьеры он был осыпан всевозможными наградами за вклад в развитие авиации. Но это не мешало ему оставаться интеллигентным, скромным человеком. Официальным встречам «на высшем уровне» Сикорский предпочитал беседы с пилотами своих вертолетов, внимательно выслушивая их мнения о достоинствах и недостатках той или иной машины.

Когда Сикорский приступил в США к созданию своих первых самолетов, ему помогли деньгами некоторые наши эмигранты, в частности, С. В. Рахманинов. Позднее авиаконструктор сам активно участвовал в жизни русской колонии в Стратфорде – городе, где находилась его фирма. Он морально и материально поддерживал своих соотечественников в США, жертвовал на православную церковь, на поддержку российского культурного наследия в эмигрантских кругах. Он был глубоко религиозным человеком и даже опубликовал в США ряд своих богословских трудов.

Сикорский никогда не симпатизировал коммунистическому режиму, о чем свидетельствует его холодность по отношению к А. Н. Туполеву во время визита на фирму в 1935 г. советских авиационных специалистов. Но он не затаил обиды на свою отчизну. «Воздушный путь» пропитан гордостью за достижения русской авиации. В заключении книги, где говорится о путях развития самолетов в будущем, Сикорский пишет о значении авиации для освоения севера европейской части России и Сибири, по-прежнему называя при этом Россию «родиной». Позднее, в годы Второй мировой войны, он всегда искренне радовался победам СССР в борьбе с Германией.

Теперь о самой книге. Ее содержание можно условно разделить на четыре части. В первой рассказывается о начальных шагах в освоении человеком воздушного пространства. Начав с описания древних легенд и первых проектов летательных аппаратов, Сикорский знакомит читателей с основными моментами из истории изобретения аэростата, дирижабля, вертолета и самолета. Заканчивается этот раздел 1908–1909 гг., т. е. периодом, когда Сикорский приступил к постройке летательных машин.

Вторая часть посвящена объяснению устройства самолета и двигателя внутреннего сгорания. Здесь автор проявил себя, на мой взгляд, как блестящий популяризатор: сугубо технический раздел написан настолько просто и наглядно, что легко доступен даже самому далекому от техники человеку.

В третьей, самой большой части, Сикорский подробно рассказывает о своей работе в авиации. Как большинство пионеров авиации начала века, он вынужден был идти к осуществлению мечты методом «проб и ошибок»: строить свои первые машины, полагаясь, главным образом, на интуицию, ломать их при попытке полететь, создавать новые, более совершенные и – о долгожданный миг! – наслаждаться чувством полета.

Освоив строительство одномоторных самолетов, Сикорский делает то, что не делал никто прежде: он строит поистине гигантские по тому времени четырехмоторные самолеты «Русский Витязь» и «Илья Муромец» и доказывает их огромные потенциальные возможности перелетом на «Илье Муромце» из Петрограда в Киев и обратно. Детальное описание этого перелета читаешь, как говорится, «на одном дыхании».

В годы Первой мировой войны многомоторные самолеты «Илья Муромец», сведенные в первое в мире подразделение тяжелых бомбардировщиков «Эскадра воздушных кораблей», наносили мощные удары по противнику. Они послужили и после событий 1917 г., сначала в качестве военных машин, а затем – как транспортные самолеты. Но Сикорского в то время уже не было в России: его конструкторский талант оказался не нужен большевикам…

Рис. 1. Игорь Сикорский (справа) с братом и сестрами Ольгой и Еленой (слева)

В последних главах конструктор рассуждает о дальнейших путях развития авиации, прозорливо предсказывает появление турбореактивных двигателей и высотных самолетов с герметичными кабинами, указывает на важную созидательную роль авиации в будущем человечества.

Хотя книгу написал конструктор, «технарь», она удивительно легко читается. Со страниц, описывающих перелеты на самолетах Сикорского, веет духом приключений героев романов Жюля Верна, которыми мы все зачитывались в детстве.

Книга полностью соответствует рукописи, за исключением тех случаев, когда потребовались мелкие поправки для соответствия текста современным правилам грамматики и транслитерации иностранных фамилий. Подстрочные примечания принадлежат автору. Места, нуждающиеся в пояснении, снабжены комментариями редактора, вынесенными в конец книги. Работа дополнена редкими фотографиями из российских архивов и американских источников.

Д. А. Соболев.

Исторический очерк

Мысль о летании по воздуху зародилась у людей много тысяч лет тому назад. Рисунки и скульптурные изображения древних египтян, сделанные за 2000–3000 лет до Р.Х., нередко представляют фигуры людей с крыльями.

Такие же изображения можно найти и на древних памятниках других народов, например ассиро-вавилонян и, позднее, у греков и римлян. У древних греков было также интересное сказание – легенда о том, как два человека, Дедал и сын его Икар, были заключены на каком-то острове и задумали бежать с него, приделав себе крылья; материалом для крыльев служили перья птиц, прикрепленные воском к особым рамам. Легенда рассказывает, как эти люди, приводя в движение свои крылья собственной мускульной силой, поднялись на воздух и улетели с острова. Икар, мальчик, не остерегся, поднялся очень высоко и оказался слишком близко к солнцу. От сильного жара воск на крыльях растаял, перья перестали держаться, и Икар упал с большой высоты и разбился насмерть. Этот рассказ подтверждает, что уже в те далекие времена люди думали о летании по воздуху. Однако из этого рассказа и по другим источникам можно судить о том, что люди в те времена были еще совершенно незнакомы с постройкой летательных машин и никаких серьезных попыток в этом направлении сделать не могли. В упомянутой легенде и в изображениях мы всегда встречаем подражание птичьим крыльям, причем наиболее правильным с технической стороны оно было у древних египтян. Проходит много веков, не принося ничего нового в развитие интересующего нас вопроса. Наконец, около 1500 года по Р.Х. появляются интересные работы о возможных способах летания по воздуху. Это – рисунки и наброски, сделанные великим итальянским художником Леонардо да Винчи, бывшим в то же время одним из выдающихся ученых той эпохи. Рисунки эти представляют большой интерес. В них впервые встречается мысль о том, каким образом можно было бы действительно построить летательную машину, как должны быть сделаны части такой машины и т. д. Здесь мы уже видим не подражание природе, как всегда бывало до тех пор, а сознательную работу человеческого разума. Рисунки Леонардо да Винчи указывают нам на то, что он обдумывал устройство разных типов летательных машин, в том числе прибора с воздушными винтами и парашюта, т. е. аппарата, делающего медленным и безопасным падение с большой высоты.

В течение последующих 3-х столетий в области воздухоплавания не появляется ничего нового, что бы заслуживало внимания. Отдельные мечтатели пытаются иногда строить крылья и подобные приборы, но все эти попытки оканчиваются полной неудачей, за которой часто следует всеобщее разочарование и уверенность в том, что летать по воздуху людям, вообще, никогда не окажется возможным.

Два рода воздухоплавательных аппаратов

Как видно из предыдущего, люди, жившие ранее 18-го столетия и думавшие о летании по воздуху, представляли себе такое передвижение возможным единственно с помощью крыльев, похожих, так или иначе, на птичьи.

Однако существовала возможность подняться на воздух и без всяких крыльев, на приборе, построенном на совершенно иных основаниях. До сих пор говорилось о приборах, которые были бы созданы подобно птице, т. е. держались бы в воздухе с помощью движущихся крыльев. Аппараты такого рода относятся к типу «тяжелее воздуха». К тому же типу принадлежат все без исключения летающие живые существа, которые имеются или имелись раньше в природе, т. е. птицы, летучие мыши, летающие насекомые и т. д.

Но в конце 18-го столетия ряд научных открытий, касавшихся свойств воздуха, показал, что возможен и иной тип воздухоплавательного аппарата, а именно, прибор «легче воздуха».

Выражение «легче воздуха» надо понимать в том смысле, что вес предмета, о котором идет речь, должен быть меньшим, чем вес воздуха, взятого в таком объеме, какой занимает данный предмет. Те же рассуждения применяются обычно при сравнении весов, и когда встречается выражение, что медь приблизительно в 8 раз тяжелее воды, а ель приблизительно в 2 раза легче, то во всех случаях материалы берутся в том же объеме, как и вода. Уже очень давно стало известным, что в воде плавают предметы, которые «легче» воды. Многие свойства воздуха похожи на свойства жидкостей. Естественно поэтому было предположить, что если бы удалось сделать такой предмет, который весил бы меньше, чем воздух, взятый в равном объеме, т. е. был бы легче воздуха, то такой предмет поднялся бы на воздух, «всплыл бы» в нем, как всплывает в воде кусок дерева. Но если создание предмета, плавающего по воде, являлось делом очень простым, так как в природе имеется множество материалов легче воды, то сделать что-нибудь легче воздуха было гораздо более сложной задачей, так как все имеющиеся в природе твердые и жидкие материалы во много раз тяжелее воздуха. Например, легкое дерево – ель – приблизительно в 500 раз тяжелее воздуха. Сам воздух приблизительно в 800 раз легче воды, т. е. 1 кубический метр воздуха в обычных условиях весит около 1,293 килограмма. В старых русских мерах вес выразился бы таким образом: приблизительно 20 ведер воздуха будут весить один фунт[1]. Таким образом воздух, которым мы дышим, который служит точкой опоры для птиц, представляет из себя вещество очень легкое. В природе, однако, встречаются вещества еще значительно более легкие, чем воздух. Это – некоторые газы, т. е. вещества, имеющие строение похожее на воздух.

К таким легким газам относятся: светильный газ, весящий приблизительно в 10 раз легче воздуха, и еще более легкий газ – водород. Как известно, в воде могут плавать не только твердые, но и жидкие тела. Масло или керосин поднимаются на поверхность воды так же, как и всякое другое плавающее тело. Приблизительно такие же явления происходят и в воздухе. Более легкие газы стремятся «всплыть», т. е. подняться в высшие слои атмосферы[2]. Из всего сказанного станет понятным, каким образом практически мог быть создан аппарат «легче воздуха». Для этого нужно было сделать непроницаемую оболочку – как бы мешок возможно малого веса и наполнить его одним из упомянутых выше легких газов. В том случае, когда вес газа, оболочки и всего, что к ней прикреплено, будет меньшим, чем вес воздуха, взятого в том же объеме, такой прибор должен будет подняться на воздух. Эти научные сведения стали известными во второй половине 18-го столетия. Немногим позже последовало и практическое применение их, т. е. постройка первых воздушных шаров.

До сих пор мы говорили о применении особого легкого газа. Но можно поступить и иначе. Можно достигнуть того, чтобы обыкновенный воздух внутри оболочки шара весил значительно меньше, чем равный ему объем воздуха снаружи оболочки. Для этого достаточно нагреть воздух внутри шара, оставив в нижней части оболочки отверстие. От теплоты воздух расширяется, и часть его будет вытолкнута через нижнее отверстие. Оставшееся внутри шара количество воздуха будет теперь весить меньше, чем наружный воздух в том же объеме. Если степень нагревания и размеры шара достаточны и оболочка не тяжела, то такой прибор должен будет подняться на воздух, так же как и наполненный легким газом.

Первые воздушные шары

Приведенные выше научные данные были впервые применены на практике во Франции. Честь постройки первого воздушного шара, заведомо поднявшегося на воздух, принадлежит братьям МОНГОЛЬФЬЕ. Летом 1783 года они сделали небольшой воздушный шар из легкого полотна, оклеенного бумагой. В нижней части шара было оставлено отверстие, сохранявшее свою форму благодаря имевшимся в нем обручам. Для нагревания воздуха шар помещался над небольшим очагом, в котором сжигали солому. В присутствии посторонних зрителей 5-го июня 1783 года вблизи Лиона во Франции был произведен первый опыт. Когда воздух внутри оболочки был достаточно нагрет, шар был отпущен и сейчас же плавно и быстро поднялся на высоту почти в две версты[3]. За это время воздух в нем успел охладиться, и шар начал опускаться и потом упал на землю. Удача первого опыта воодушевила строителей, и они сейчас же приступили к постройке шара значительно больших размеров, такого, который мог бы поднять на воздух двух человек. В то же время французская академия наук поручила одному из своих ученых, профессору ШАРЛЮ, построить другой воздушный шар. На этот раз было решено наполнить воздушный шар или, как его называют иначе, аэростат, не гретым воздухом, а легким газом – водородом.

Большой аэростат бр. Монгольфье был готов несколько раньше. 21 ноября того же 1783 года состоялся первый полет шара с пассажирами. Громадный аэростат, около 100000 куб. фут. вместимостью[4], был наполнен гретым воздухом; в небольшой галерее, окружавшей его нижнее отверстие, поместились два человека, и шар вместе с ними поднялся на воздух.

Этот первый полет продолжался около 20 минут, причем воздухоплаватели достигли высоты около ¾ версты и затем благополучно спустились в окрестности Парижа. Имена первых людей, поднявшихся на воздух, были: Пилатр де РОЗЬЕ и маркиз д'АРЛАНД.

Рис. 2. Аэростат братьев Монгольфье

В это же время заканчивалась постройка и первого водородного аэростата, созданного физиком Шарлем. Оболочка была сделана из шелка, пропитанного для непроницаемости лаком. На весь шар была надета сетка, к которой крепились шнурки, поддерживавшие корзинку для воздухоплавателей. Аэростат имел 27½ футов в поперечнике и был построен правильно и обдуманно на основании научных данных. В шаре имелся клапан, приводимый в действие из корзинки и позволявший воздухоплавателям, в случае необходимости, выпустить часть газа, что должно было заставить шар идти вниз. Кроме того, в корзинке шара были заготовлены мешки с песком в виде балласта. Выбрасывая балласт и облегчая таким образом шар, можно было заставить его подняться выше или прекратить начавшийся спуск.

Аэростат, наполненный воздухом

Первый полет этого аэростата состоялся в Париже 1-го декабря 1783 года. Необходимый для наполнения шара водород добывался в течение предшествовавших 3-х дней и ночей в деревянных бочках, заключавших в себе куски железа и разбавленную серную кислоту. Когда все приготовления были окончены, в корзине поместились: сам строитель аэростата профессор Шарль и его главный помощник РОБЕР. Шар был выпущен, и воздухоплаватели совершили на нем удачный полет около двух часов продолжительностью, пролетев около 50-ти верст. Во время этого полета часть газа просочилась через оболочку, и под конец аэростат уже не был в состоянии держать в воздухе 2-х людей. Поэтому, когда аэростат спустился на землю, Робер вышел, а профессор Шарль остался один и поднялся вновь. На этот раз сильно облегченный шар быстро пошел кверху и достиг высоты около 3-х верст. Любуясь невиданным величественным зрелищем, профессор Шарль в то же время произвел ряд интересных научных наблюдений.

Таким образом было положено начало воздухоплавания. В дальнейшем это дело продолжало развиваться. Много раз строились аэростаты значительно больших размеров. Иногда, при благоприятном ветре, людям удавалось пролетать очень большие расстояния. Одним из самых длинных полетов был перелет француза ДЕЛАВО из Парижа в Коростышев (в России). Этот полет продолжался 35½ часов подряд и был совершен в октябре 1900 года. Наибольшая высота на круглом аэростате была достигнута немецким профессором БЕРСОНОМ – около 10½ верст. На такой большой высоте людям обычно бывает трудно дышать и приходится брать с собою и вдыхать чистый кислород. В России также совершено было большое количество различных полетов такого рода генералом КОВАНЬКО и другими воздухоплавателями.

Развитие нового дела не могло, конечно, обойтись без жертв. Первым человеком, которому суждено было погибнуть от катастрофы с воздушным шаром, был Пилатр де Розье – первый поднявшийся на воздух человек[5]; в дальнейшем были и другие жертвы, но это не остановило нового дела, которое продолжало развиваться.

Круглые аэростаты принесли громадную пользу и в научном отношении; с их помощью были впервые исследованы высшие слои атмосферы, были произведены наблюдения над строением облаков и т. д.

Интересно отметить, что воздушный шар остался почти без изменений с тех пор, как он был впервые построен профессором Шарлем. Круглые аэростаты нынешнего времени почти не отличаются от первого шара. Они в полной мере обладают его главным недостатком. Они практически неуправляемы. Выпуская газ или выбрасывая балласт можно заставить шар спуститься или подняться. Но направление полета находится, можно сказать, полностью вне воли летящего, т. к. шар всегда движется в ту сторону, куда дует ветер. Это свойство делало совершенно невозможным применение воздушного шара как средства сообщения.

Управляемые аэростаты

Попытки заставить воздушный шар двигаться в желаемом направлении, т. е. создать управляемый аэростат, были сделаны почти сейчас же после первых полетов. Уже в 1784 году, т. е. всего спустя год после первых удачных испытаний, француз БЛАНШАР построил аэростат, приводившийся в движение с помощью особых воздушных весел. Попытка эта потерпела полную неудачу. Несколько более правильной по замыслу была попытка бр. Робер, которые построили аэростат продолговатой формы. Однако отсутствие в те времена пригодных двигателей заставило и этих опытных строителей прибегнуть к помощи человеческой мускульной силы. При таких условиях попытка эта тоже не могла дать хороших результатов.

В области воздухоплавания, как и в других областях техники, для успеха такой работы, кроме научных познаний и таланта изобретателя, необходимы были технические средства, т. е. материалы, станки, приборы и т. д. Необходимы также работники, умеющие обращаться с такими материалами и станками и могущие выполнить идеи изобретателя. Этим объясняется то, что в течение почти 70 лет со времени первых попыток дело управляемого воздухоплавания не двигалось вперед. За этот срок были изобретены пароходы, железные дороги и большое число паровых двигателей, исполнявших разные работы. Все это нашло себе отклик и во воздухоплавании. В 1852 году выдающийся французский инженер ЖИФФАР построил небольшой аэростат правильной продолговатой формы[6]. Приводить в движение этот воздушный корабль должна была легкая паровая машина, весившая с котлом и топкой около 9-ти пудов[7] и развивавшая 3 лошадиных силы.

Анри Жиффар

Дирижабль Жиффара

Машина приводила в действие трехлопастный воздушный винт 11 футов в диаметре, делавший 110 оборотов в минуту. Сам аэростат имел в длину 143 фута, в диаметре 39 футов; емкость его была 75000 куб. футов. Первое испытание его было произведено в 1852 году и прошло вполне успешно. Аэростат отлично слушался рулей и двигался в желаемом направлении, развивая скорость до 10 верст в час. Полет, продолжавшийся несколько часов, прошел вполне благополучно, причем к вечеру аэростат самостоятельно возвратился к месту вылета в Париж[8].

После этой первой крупной удачи инженер Жиффар, один из самых замечательных изобретателей, работавших в области воздухоплавания в 19 столетии, построил еще несколько управляемых аэростатов средней величины и под конец задумал создать огромный быстроходный воздушный корабль в 2000 фут. длиною. Но этому проекту не суждено было осуществиться, т. к. изобретатель ослеп и покончил жизнь самоубийством.

Следующим шагом в деле развития управляемого воздухоплавания были работы двух французских офицеров – РЕНАРА и КРЕБСА, долгое время работавших над усовершенствованием аэростата с электрическим двигателем. Они выработали новый тип легкой электрической батареи, доставлявшей ток. Батарея эта давала до одной лош. силы на каждые 100 фунтов своего веса. Электрический двигатель был разработан при содействии известного изобретателя динамо-машины – ГРАММА. Двигатель развивал 9 лош. сил и весил около 6 пудов. Прежде чем приступить к постройке настоящего аэростата, эти изобретатели произвели большое число опытов, изучая, какую форму нужно придать оболочке, чтобы получить наибольшую скорость, как правильнее сделать винт, чтобы он при том же двигателе тянул как можно сильнее, и т. д. Серьезная подготовительная работа, выполненная в течение нескольких лет этими изобретателями, внушила доверие к ним. Французское правительство выдало необходимую сумму денег, и в 1884 году этот проект был построен. Это был первый аэростат, который оказался способным вернуться к месту вылета против небольшого ветра. До тех пор самый небольшой ветер уже служил непреодолимым препятствием. Аэростат Ренара и Кребса, названный ими «La France» («Франция»), совершил всего 7 воздушных поездок, причем в 5 из них он был в состоянии дойти до указанного ему заранее места и вернуться назад.