Самолёт Можайского

Самолёт Можайского («Воздухолетательный снаряд»)
Самолёт Можайского, рисунок из книги В. Д. Спицина «Воздухоплавание за 100 лет» (1884 год)
Тип	Экспериментальный самолёт
Главный конструктор	Можайский, Александр Фёдорович
Первый полёт	1883/1885 г. (по данным разных источников)
Единиц произведено	1
Стоимость программы разработки	~19 – 20 тыс. руб (80 гг. XIX века)
Стоимость единицы	~19 – 20 тыс. руб (80 гг. XIX века)

Чертёж самолёта Можайского из «Привилегии» 1881 года.

Самолёт Можайского («Воздухолетательный снаряд») — самолёт, спроектированный и построенный русским морским офицером Александром Фёдоровичем Можайским в последней четверти XIX века, первый в России и один из первых в мире самолётов, построенных в натуральную величину, а также, возможно, — первый в Мире самолёт, отделившийся от земли с человеком на борту.

Согласно современным исследованиям, силовая установка самолета Можайского не могла развить тягу, достаточную для горизонтального полета, в результате чего, после непродолжительного подлета, сваливание на крыло было неизбежным, что и произошло, судя по засвидетельствованным описаниям испытания^[1][2].

Предварительные изыскания и проектирование самолёта

Идея создания летательного аппарата возникла у Александра Фёдоровича Можайского, по словам его сына, в 1856 году. Однако, активную работа над проектом изобретатель начал только в конце 1860-х годов. Замысел аппарата сложился к 1873 году. В 1876 году А. Ф. Можайский совершил в своём имении Вороновица (Украина) несколько полётов на изготовленном им планере-змее, буксируемом тройкой лошадей. Осенью 1876 года Можайский переехал в Санкт-Петербург, где проводил опыты с летающей моделью самолёта с пружинным двигателем, в частности, демонстрировал её слушателям Морской академии. Модель могла пролететь через весь лекционный зал, даже неся полезную нагрузку — морской офицерский кортик…^[3][2]

В январе 1877 года особой комиссией Главного инженерного управления Военного министерства была рассмотрена просьба А. Ф. Можайского о предоставлении ему денежных средств (в размере 3000 рублей) на проведение научных исследований, с целью получения данных, необходимых для постройки летательного аппарата тяжелее воздуха. На основании рекомендаций этой специальной комиссии председатель Комиссии по воздухоплаванию (постоянное учреждение)при Военном министерстве Э. И. Тотлебен предложил военному министру Д. А. Милютину выделить испрашиваемую изобретателем сумму, на что последовала положительная резолюция министра.^[3]

К 23 марта 1878 года А. Ф. Можайский пришёл к убеждению, что «требуемые для решения вопроса данные могут быть получены только над аппаратом таких размеров, на котором силою машины и направлением аппарата мог бы управлять человек», о чём указал в докладной записке в Военное министерство. Весной-летом 1878 года Можайский представил в Военное министерство материалы по проекту полномасштабного «Воздухоплавательного аппарата». В числе этих материалов имелась подробная смета, согласно которой предполагаемые расходы на разработку (включая экспериментальные работы), постройку и испытания аппарата, составляли 18895 руб. 45 коп.^[3]

Согласно проекту, самолёт должен был иметь два двигателя внутреннего сгорания системы Брайтона общей мощностью 30 л.с., расчётную скорость полета до 40 км/час, полётный вес около 820 кг (50 пудов), размах крыла 24 м и длину фюзеляжа 15 м.

Сбор средств и постройка аппарата

Предложение Можайского было рассмотрено комиссией под председательством профессора механики Инженерной академии генерал-лейтенанта Г. Е. Паукера. Комиссия отказала Можайскому в финансировании на следующих основаниях:

• потребная мощность силовой установки, по мнению комиссии, занижена Можайским в два раза, исходя из его же опытных данных^[3][4];
• по мнению комиссии, для успешного осуществления подобной идеи должен быть «устроен снаряд с подвижными крыльями, могущими изменять не только своё положение относительно гондолы, но и свою форму во время полёта»^[3][4], так как аппарат, подобный предлагаемому Можайским,«может опрокидываться и падать» при полёте в неспокойном воздухе вследствие «значительного протяжения наклонной плоскости и неподвижности её соединения с гондолою»^[4]
• сумма, испрашиваемая Можайским, слишком велика, чтобы можно было рекомендовать выделение таких средств, учитывая два предыдущих пункта^[3][4].

Александр Фёдорович Можайский, однако, продолжил работать над проектом и добиваться государственной поддержки. В 1880 году он добился командировки за границу для приобретения двигателей (см. раздел Силовая установка).Средства на командировочные расходы (всего – 2500 руб.) были выделены Можайскому Министерством финансов по указанию императора Александра II-го, так как Морское министерство не располагало финансовыми резервами^[5][3][6]. Сам Можайский утверждал, что выданные ему на командировку средства покрыли только расходы на поездку, непосредственно, же, изготовление машин он оплатил из собственного кармана^[7]. В том же 1880 году А. Ф. Можайский подал заявку на патент («привилегию») на свой «воздухолетательный снаряд». В 1881 году департамент Торговли и Мануфактур удовлетворил заявку Можайского и выдал ему первый в России патент на самолёт^[3][2]. В этот же период Можайский организовал на свои средства изготовление отдельных частей для своего аппарата, наиболее ответственные из которых были сделаны на Русско-Балтийском заводе, благодаря содействию директора завода М. И. Кази, который, по словам сына изобретателя А. А. Можайского, «горячо разделял» его идеи^[3][5]. Летом 1882 года Можайский добился от военного ведомства выделения ему для постройки и испытаний самолёта участка на военном поле около станции Дудергоф^{[уточнить]} (ныне посёлок Можайский) возле Красного Села под Санкт-Петербургом^[2][5].

31 января 1883 года А. Ф. Можайский выступил с сообщением о создаваемом им самолёте на заседании VII (воздухоплавательного) отдела Русского технического общества. Для подробного рассмотрения новых работ Можайского была создана комиссия под председательством М. А. Рыкачёва, в которую помимо представителей воздухоплавательного отдела вошли представители и от II (механического) отдела Русского технического общества^[3][2][8][9]. Комиссия, ознакомившись с результатами работ изобретателя, признала желательным, «…чтобы VII отдел оказал содействие А. Ф. Можайскому — окончить его прибор и произвести интересные опыты над летательным прибором столь больших размеров»^[3][2][9]. Вместе с тем, она указала на недостаточную мощность силовой установки на самолёте Можайского^[3][9]. Оказать материальной помощи VII отдел не мог, и Можайский в 1883 году обращался к императору Александру III с прошением об отпуске средств в размере 2300 руб. для того, чтобы «закончить» аппарат и «произвести окончательный опыт над ним». Прошение Можайского было переадресовано в военное министерство. Из министерства ему ответили, что «…продолжение испытания изобретенного им аппарата приняло на себя императорское русское техническое общество, которому и назначена определённая на этот предмет сумма». Однако никакой суммы ни изобретатель, ни Русское техническое общество так и не получили^[10].

Испытания на земле и попытка взлета

Наземные испытания самолёта Можайский проводил на протяжении нескольких лет, начиная с 1882 года. В записке Главного инженерного управления Военного министерства, составленной по результатам испытаний в 1883 году, отмечалось, что самолёт Можайского «был даже им и приводим в действие, взбегая вверх по наклонным рельсам, но взлететь не мог»^[3].

Полёт самолёта Можайского в представлении художника

Затем были предприняты попытки поднять аппарат в воздух (различные исследователи называют разные даты: 1883 год^[5], осень 1884 года^[2], июль 1885 года^[3]). Документов, непосредственно зафиксировавших эти попытки, не сохранилось. Однако имеется ряд сообщений, появившихся уже после смерти А. Ф. Можайского — в конце XIX — начале XX века, многие из которых можно рассматривать как воспоминания очевидцев^[2][11]. Все они свидетельствуют, что во время одной из таких попыток самолёт потерпел аварию с повреждением крыла и, возможно, шасси. По одному из свидетельств «механик, управлявший машиной, потерпел увечье». Ряд из этих документов указывает, что имел место отрыв самолёта от земли^[2]. Кроме первичных дореволюционных источников имеются и вторичные, например, в Военной энциклопедии Сытина (изд. 1916 г.), в статье «Можайский, Александр Фёдорович» говорится: «Первый полёт аэроплана на военном поле в Красном селе дал результаты неважные: аппарат отделился от земли, но, будучи неустойчивым, накренился набок и поломал крыло. Дальнейших опытов не было за неимением средств. Аппарат Можайского интересен, как первая практическая попытка построить большой аэроплан»^[2]. Многие отечественные исследователи (В. Ф. Болховитинов, П. Д. Дузь, В. Б. Шавров и др.) придерживались точки зрения, что отрыв самолёта от земли действительно имел место^[12][5][2]. Дузь и Шавров, при этом, признавали, что отрыву, скорее всего, способствовали внешние факторы: наклон ВПП^[5][2], эффект влияния земли, возможно — сильный порыв встречного ветра^[2]. В частности, П. Д. Дузь рассматривает применение для испытаний самолёта Можайского наклонной ВПП, как установленный факт, считая, что для разбега самолёта при взлёте были использованы те же самые «наклонные рельсы», по которым, согласно докладной записке Инженерного управления, аппарат «взбегал вверх» (возможно, в целях оценки тяги силовой установки)^[5]. Некоторые другие отечественные исследователи (В. Н. Бычков, Д. А. Соболев) выражают сомнения в том, что уклон ВПП был достаточно велик для того, чтобы обеспечить самолёту Можайского возможность отрыва (см. раздел Оценка технических характеристики самолёта и возможности полёта)^[3][13][11]. Соболев, кроме того, указывает на ненадёжность воспоминаний, как источника сведений, а также полагает, что содержащиеся в дореволюционных источниках сведения носят противоречивый характер^[11]. Свидетельств, указывающих на личность лётчика («механика»), управлявшего самолётом Можайского во время испытаний, не сохранилось. Встречающаяся иногда фамилия Голубева документально не подтверждается.^[2][11]

Восстановление и усовершенствование «прибора»

Позднее Можайский начал на личные средства восстанавливать самолёт и заказал для него на Обуховском заводе новые, более мощные машины. С этими новыми двигателями по заключению ЦАГИ, сделанному в 1982 году, мощности было бы вполне достаточно для взлёта^[14]. По тому времени это были наиболее лёгкие и мощные паровые машины с воздушным поверхностным холодильником для пара. Общая мощность двух машин составляла 50 л.с. при удельном весе 4,9 кг на 1 л.с. После смерти изобретателя его самолёт долгие годы стоял под открытым небом в Красном Селе и, после того как военное ведомство отказалось его купить, был впоследствии разобран и перевезен в имение Можайских близ Вологды.

Компоновка и конструкция

Модель самолёта А. Ф. Можайского, Государственный Политехнический музей (г.Москва)

Известно, что самолёт Можайского несколько отличался от запатентованого проекта. Чертежей, фотографий или точного технического описания самолёта не сохранилось. По имеющимся материалам В. Б. Шавров восстановил предполагаемый облик самолёта, который затем был незначительно уточнён специалистами ЦАГИ в ходе описанных выше исследований.

Самолёт Можайского представлял собой расчалочный моноплан, выполненный по классической аэродинамической схеме. Крыло прямоугольной формы в плане, с удлинением примерно 1,6 крепилось к верхним краям бортов фюзеляжа, выполненного в виде лодки и поддерживалось многочисленными расчалками из стальной проволоки, соединёнными с двумя мачтами, установленными в носовой и хвостовой частях фюзеляжа, а также — со стойками шасси. Размах крыла составлял около 23 м, длина фюзеляжа ~ 14-15 м, длина всего самолёта ~ 23-25 м. Профиль крыла, по мнению В. Б. Шаврова, — плоский. Каркас самолёта в начале планировалось выполнить из стальных угольников (что отражено, в частности, в «привилегии» на аппарат), однако, по мнению многих исследователей он впоследствии был выполнен из дерева, что подтверждается и свидетельствами очевидца ^[2][11][15]. Обшивка фюзеляжа и крыла — матерчатая (на фюзеляже — из полотна и фая, на крыле — из аэростатного шёлка, односторонняя).

В носовой части фюзеляжа располагался двигатель, приводивший в движение носовой винт. Согласно первоначальному проекту, два других винта должны были располагаться на задней кромке и приводится во вращение вторым двигателем, помещённым в хвостовой части фюзеляжа. В. Б. Шавров, основываясь на анализе ряда источников, пришёл к выводу (и большинство последующих исследователей с ним соглашается), что в реальном самолёте второй двигатель был помещен ближе к середине фюзеляжа, а боковые винты, приводимые от него посредством ремённой передачи, были расположены в вырезах крыла. К хвостовой части фюзеляжа крепилось горизонтальное и вертикальное оперение^[2][11][15].

Согласно первоначальному проекту, взлётный вес самолёта должен был составлять около 820 кг (50 пудов), однако к 1883 году А. Ф. Можайский оценивал его не менее, чем в 934 кг (57 пудов) ^[15]. Некоторые современные исследователи полагают, что взлётный вес самолёта Можайского мог быть и больше последней цифры (см. раздел «Оценка технических характеристик самолёта и возможности полёта»).

Органы поперечного управления

В «программе опытов над моделями летательного аппарата», представленной А. Ф. Можайским в Главное инженерное управление военного Министерства 14 февраля 1877 года, один из пунктов предполагал "Испытать также при полёте действие маленьких площадей на задней части крыльев на повороты аппарата, на направление его вверх и вниз^[3][5]. По мнению историка отечественной авиации П. Д. Дузя, речь шла ни о чём ином, как о испытании на модели самолёта органов поперечного управления — элеронов. Однако, в отсутствии точных сведений об облике построенного натурного самолёта, судить о наличии на нём органов поперечного управления, по мнению того же автора, — нельзя. Существует мнение, что при отсутствии средств для компенсации крена (элеронов или применявшегося на многих первых летающих самолётах гоширования (изгибания) крыла (англ.)русск.) даже снабжённый силовой установкой с потребной для взлёта мощностью, самолёт Можайского не смог бы успешно продолжить управляемый полёт, так как был неуправляем в поперечной плоскости^[12]. С другой стороны, Дузь указывает, что ряд авиаторов (Сантос-Дюмон, Фербер и др.) сумели в начале XX века осуществить полёты по прямой на самолётах без органов поперечного управления, хотя повороты и полёты по замкнутой траектории стали возможны только после их введения^[5].

Оценка проекта

По мнению историка авиации Д. А. Соболева, самолёт Можайского «отличался продуманной и для своего времени технически грамотной конструкцией»^[11], а по мнению В. Б. Шаврова, «по схеме он был более совершенным, чем все предшествующие ему проекты и все самолёты, построенные как в России, так и за рубежом вплоть до 1907 года»^[2].

К недостаткам самолёта Можайского Д. А. Соболев относит малое удлиннение крыла, а таже малую колею шасси (что могло привести к неустойчивости самолёта при разбеге и пробеге)^[11].

Силовая установка

Понимая, что существующие на данный момент паровые машины слишком тяжелы для применения в качестве двигателя самолёта, Александр Фёдорович Можайский изначально планировал установить на своём аппарате двигатель внутреннего сгорания конструкции Джорджа Брайтона, работающий на жидкой нефти^[3][5][16], с электрическим зажиганием от катушки Румкорфа(возможно — усовершенствование, предложенное самим Можайским^[2]). Впрыск топлива осуществлялся плунжером, приводимым от кулачка, установленного на коленчатом валу.

Однако, убедившись в непригодности тогдашних двигателей внутреннего сгорания для использования на самолёте из-за ещё большего, по сравнению с паровыми машинами, удельного веса, а также — низкой надёжности, Можайский принял решение поставить на свой прибор максимально облегченную паровую машину^{[3][15][5][11]}. Два паровых двигателя с котлом были заказаны А. Ф. Можайским у фирмы «Арбеккер-сын и Хемкенс» (Ahrbecker Son and Hamkens, Лондон, Великобритания) ^[5][17][18] по разработанному им самим проекту ^[5][2][11]. Каждый двигатель представлял собой двухцилиндровую паровую машину, с вертикальным расположением цилиндров. Машина имела двойное расширение, то есть в цилиндр малого диаметра подавался пар высокого давления, откуда попадал во второй цилиндр (большого диаметра), где расширялся ещё раз. К маю 1881 года оба двигателя были построены^[3]. Один из них, весом около 48 кг , имел мощность 20 лошадиных сил (14,71 киловатт) при 300 оборотах в минуту, второй, весом около 29 кг, имел мощность 10 лошадиных сил (7,35 киловатт) при 450 оборотах в минуту^{[19][18][5][2]}. Некоторые исследователи полагают, что указанная мощность является индикаторной мощностью машин^[5][11], что подтверждается рядом первичных источников^[9]. В то же время, в ряде работ, посвящённых оценке лётно-технических характеристик самолёта данные значения мощности используются, как мощность на валу. В одном из исторических источников также указывается, что это – действительная мощность машин^[18] (т. е. – мощность на валу). Материал двигателей — кованая сталь, трущиеся элементы (подшипники, золотники) — фосфористая бронза. Поршни были тонкостенными, коленчатый вал и шатуны — пустотелыми^[17][5]. Масса котла составляла 64,4 кг^[15][17], рабочее давление — 1,3 МПа^[17]. Конденсатор вместе с сепаратором весил 26 кг^[15]. Удельный вес паровых машин вместе с котлом составлял 4,7 кг/л. с.^[5], а вместе с конденсатором и сепаратором — около 5,5 кг/л. с.^[11][20] Один из исторических источников приводит удельный вес 6,57 кг/л. с. (14,5 фунтов на паровую лошадь)^[3], что, возможно, связано с разницей в индикаторной мощности и мощности на валу для компаунд-машин (паровых машин двойного расширения)^[11].По тем временам такие показатели были весьма высокими^[5]. Топливом для силовой установки самолёта Можайского служил керосин^[17][5].

После неудачной попытки взлета в июле 1885 года стало ясно, что мощности силовой установки не хватает для разбега, взлета и устойчивого полета. Александр Федорович предпринимает попытку модернизации силовой установки своего «прибора». На этот раз двигатели были заказаны на Обуховском заводе в Санкт-Петербурге. Ожидавшаяся мощность новых машин была не менее 50 лошадиных сил (36.77 киловатт)^[5]. Описания этих двигателей не сохранились.

Оценка технических характеристик самолёта и возможности полёта

Основные параметры самолёта и результаты расчётов и продувок: размах крыла 23,2 м; площадь крыла 329 кв.м; удлинение крыла 1,64; площадь горизонтального оперения 41,4 кв. м; длина самолёта 25 м высота самолёта 7,5 м; колея шасси 3 м; база шасси 9,4 м; диаметр воздушных винтов 4,75 м; частота вращения винтов 160 об/мин; кпд винта 0,55; мощность двигателей 22,36 кВт; масса двигателей с котлом, конденсатором и сепаратором 167,1 кг; удельная масса двигателей с котлом, конденсатором и сепаратором 7,47 кг/кВт; взлётная масса самолёта 1266 кг; нагрузка на крыло 3,85 кг/кв. м; энерговооружённость 0,0177кВт/кг; аэродинамическое качество вдали от земли 4,05 (по расчётам Б. Н. Юрьева и В. Б. Шаврова — 5,5); аэродинамическое качество вблизи земли 4,6; центр масс самолёта расположен на расстоянии, равном 38,6 % САХ.

Из заключения комиссии Воздухоплавательного отдела ИРТО под председательством Рыкачёва следует, что А. Ф. Можайский, экстраполируя результаты опытов, проделанных им над плоской пластинкой при угле атаки 15 град. и перенося их на летательный аппарат в целом, полагал, что при принятом им взлётном угле атаки в 6 град. аэродинамическое качество составит 9,6, а скорость отрыва – 11 м/с (36,2 фут./с). На основании этих данных потребная тяговая мощность была оценена им в 14,5 л. с., и, так как индикаторная мощность паросиловой установки самолёта равнялась 30 л. с., был сделан вывод о возможности полёта^{[~ 1]}. Комиссия же нашла, что «ввиду несовершенства теории сопротивления воздуха, осторожность требует принимать за основание только те данные, которые были получены опытом» и рекомендовала принять значение аэродинамического качества 3,7, полученное в описанном выше опыте с пластинкой, что давало потребную тяговую мощность в 38 л. с. и, по мнению комиссии, потребную индикаторную мощность паросиловой установки в 75 л. с^[15][9].

Отечественные исследователи расходились во мнении относительно оценки аэродинамического совершенства самолёта Можайского и возможности совершения на нём установившегося горизонтального полёта. Так, В. Ф. Болховитинов полагал, что аэродинамическое качество самолёта Можайского — близко к рассчитанному изобретателем и составляет около 9 единиц. По его мнению, мощности силовой установки хватало (без малейшего, однако, запаса) для совершения самолётом установившегося горизонтального полёта, который и имел место во время испытаний^[12]. Другие отечественные историки авиации оценивали аэродинамическое совершенство самолёта Можайского более осторожно, полагая, что, с учётом несовершенства форм крыла, аппарат не мог иметь столь высокого аэродинамического качества. Так П. Д. Дузь считал близким к истине аэродинамическое качество 3,7, которое, на основании опытов самого Можайского, рекомендовала принять за расчётное комиссия воздухоплавательного отдела ИРТО под председательством Рыкачёва^[5]. В 1950 году Б. Н. Юрьевым и В. Б. Шавровым был проведён аэродинамический расчёт самолёта Можайского, при этом было получено аэродинамическое качество 5,5^[2].

При таком качестве тяги двигателей самолёта не хватало для горизонтального полёта примерно на 12—15 процентов^{[нет в источнике 178 дней]} , даже при самом смелом предположении о КПД воздушных винтов^[2].

В итоге: самолёт вполне мог разогнаться до взлётной скорости при помощи собственной силовой установки, и даже оторваться от земли после увеличения пилотом угла атаки^{[цитата не приведена 186 дней]}. Кроме того, отрыву от земли мог поспособствовать «экранный эффект», о котором в то время было совершенно ничего не известно. После отрыва экранный эффект исчез, а возросшее индуктивное сопротивление тут же погасило скорость. Сваливание на крыло стало неизбежным, что немедленно и произошло, судя по описаниям испытания^[2].

В 1975 году были опубликованы результаты экспериментального исследования модели самолёта Можайского, проведённого под руководством профессора Р. И. Виноградова в РВВАИУ. Согласно данному исследованию максимальное аэродинамическое качество самолёта Можайского составляло 6,5. Режим наименьшей потребной мощности характеризовался значением аэродинамического качества 5,6, КПД винта — 0,57 и скоростью 28 км/ч (7,8 м/с). Взлётный вес был принят равным проектному - 934 кг (57 пудов). Потребная тяговая мощность силовой установки, согласно данной работе, составила 17 л. с. (соответственно, на валу — 30 л. с.). Таким образом, по мнению Р. И. Виноградова, самолёт Можайского мог успешно взлететь при небольшом (около 3-х градусов) уклоне ВПП и далее совершать установившийся горизонтальный полёт. Причинами аваирийного окончания полёта, по мнению того же автора, могли стать: ошибка лётчика, либо сильный боковой порыв ветра.^[21]

В 1979-81 гг. в ЦАГИ были проведены широкие исследования по установлению облика самолёта Можайского, его воздушных винтов, весовые и прочностные расчёты. Модель этого самолёта, построенная в масштабе 1:20, воспроизводящая все основные особенности самолёта с точки зрения его предполагаемого облика (за основу был принят облик аппарата, установленный В. Б. Шавровым, несколько уточнённый), продувалась в аэродинамических трубах ЦАГИ с целью определения её аэродинамических характеристик. По результатам продувок было получено максимальное аэродинамическое качество самолёта 4,05 — в свободном пространстве и 4,6 — вблизи экрана^[22]. Осуществлённые одновременно с продувками аэродинамические расчёты давали максимальное аэродинамическое качество вблизи экрана в диапазоне 4,2-5^[22]. Были экспериментально исследованы четыре варианта воздушных винтов (для того, чтобы охватить возможный диапазон их основных параметров). Для наилучшего из этих винтов был получен КПД 0,55^[22]. На основании весовых расчётов взлётный вес был принят — 1266 кг^[15]. Был сделан вывод: отрыв самолёта от ВПП и установившийся прямолинейный полёт возможны только по траектории со снижением не менее 9-ти градусов. Для совершения горизонтального полёта мощность силовой установки должна была быть повышена в три раза^[22].

1. ↑ Тяговая мощность, потребная для совершения самолётом горизонтального полёта вычисляется по формуле$N_T = \frac{G_0 v}{75K}$, где $G_0$ - взлётная масса в кг, $v$ – скорость полёта в м/с, $K$ – аэродинамическое качество. Потребная же мощность на валу винта определяется как $N = \frac{G_0 v}{75K\eta} = \frac{N_T}{\eta}$, где $\eta$ - КПД воздушного винта

Значение самолёта А. Ф. Можайского для истории

По мнению некоторых исследователей, включая В. Б. Шаврова, самолёт Можайского был первым в мире самолётом, построенным в натуральную величину, проходившим испытания и отделившимся от земли с человеком на борту^[2]. До самолёта Можайского в мире был построен только один самолёт в натуральную величину — самолёт Дю Тампля (1874 год, Франция)^[11]. Силовая установка этого самолёта не могла обеспечить ему возможности горизонтального полёта. Иногда высказывается мнение, что самолёт Дю Тампля совершил кратковременный отрыв от земли при разбеге по наклонной поверхности. Однако это мнение оспаривается некоторыми специалистами. Так, Д. А. Соболев, ссылаясь на статью, опубликованную с одобрения самого Дю Тампля, считает факт, что Дю Тампль не делал никаких попыток лётных испытаний, доказанным, а утверждения об отрыве от земли — не подтверждёнными документально и ошибочными^[11].

Основная статья: История авиации

Основная причина неудачи А. Ф. Можайского с технической точки зрения заключалась:

• Во-первых, в отсутствии мощного и лёгкого двигателя. Заказанные в Англии паровые машины имели слишком низкую удельную мощность.
• Во-вторых, в те годы совершенно отсутствовала теория расчёта как крыльев, так и воздушных винтов. Крыло самолёта Можайского А. Ф. не имело аэродинамического профиля, представляя собой полотнище, натянутое на раму. Воздушные винты доставляли Александру Федоровичу наибольшие неприятности — они не развивали нужной тяги, часто ломались при испытаниях и были плохо сбалансированы.^[2]
• В-третьих, отсутствие материалов и технологий, пригодных для строительства самолёта^{[источник не указан 171 день]}

. А. Ф. Можайский при строительстве использовал знакомую ему морскую технологию. Например, обшивка крыла представляла собой обычную парусину (позднее пропитаный лаком шелк) с медными люверсами. Через люверсы пропускался слаблинь, которым обшивка приматывалась к силовой части крыла. Аналогия с закреплением парусов на рангоуте корабля налицо. Строительство самолёта «за свой счёт» тоже не могло не сказаться на весовом и аэродинамическом качестве «прибора»^{[источник не указан 171 день]}. В «ведомости» использованых материалов (приводится в книге Шаврова В.Б) упоминаются железные кованные уголки^{[уточнить]} , которые как по весу, так и по жесткости не позволяют добиться минимального веса конструкции.^[2]

Интересные факты

• Рабочий процесс современных газотурбинных двигателей, которые применяются в авиации, тоже, как и двигатель из первого проекта самолёта с нефтяным мотором, описывается циклом Брайтона.

Самолёт Можайского в искусстве

Поэма Сергея Васильева «Первый в мире»

В 1950 году советский поэт Сергей Александрович Васильев опубликовал поэму "Первый в мире", посвящённую работе А. Ф. Можайского над своим самолётом. Вот как описаны в ней испытания самолёта Можайского:

Проснулась в машинах могучая сила, снаряд весь напрягся, запел, задрожал и, как бы очнувшись, легко побежал по твёрдой дорожке прямого настила, по струганным доскам, с уклона, с уклона. Мгновенье - колёса вприпрыжку пошли навстречу ромашкам, над кромкой зелёной и вдруг отделились от грешной земли.  - Летит! - раздалось над полынным простором.  - Глядите же! Честное слово, летит! - В едином порыве, с весёлым напором "ура" раскатилось.

Не помня обид, не чуя от радости ног под собою, внезапно и сказочно став молодым, Можайский бежал за созданьем своим, за гордой мечтой, завоёванной с бою, за первой, последней любовью хмельною, за ясным, волшебным рожденьем вторым. Бежал, как безумный, не чувствуя ноши, всей грудью дыша, приминая цветы, не видя, не слыша, как били в ладоши, как в знойное небо цветистой порошей летели фуражки, перчатки, зонты.

Самолёт можайского на марках СССР

Самолёт Можайского изображался на некоторых советских почтовых марках

• 

  А. Ф. Можайский и его самолёт на почтовой марке 1963 года

• 

  Самолёт Можайского на почтовой марке 1974 года

См. также

Проекты самолётов, разработанные до проекта А. Ф. Можайского

• Проект У. Хенсона
• Проект Ш. де Луврье
• Проекты Н. А. Телешова
• Проект А. Пено

Некоторые другие ранние натурные самолёты

• Паровые самолёты К. Адера
• Паровой самолёт Х. Максима
• Самолёты братьев Райт:
  • Wright Flyer
  • Wright Flyer II
• Самолёт 14-bis А. Сантос-Дюмона

Примечания

1. ↑ «Авиация в России: Справочник». М.: Машиностроение, 1983 г.
2. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26} История конструкций самолётов в СССР до 1938 г. Шавров В. Б. −3-е изд, исправл. -М. : Машиностроение, 1985 г.
3. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20} Бычков В. К истории создания самолёта А. Ф. Можайского. Из кн. Авиация в России (к 100-летию отечественного самолётостроения). — М.: "Машиностроение" (по заказу ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского), 1983. — 296 с.
4. ↑ ^{1 2 3 4} Решение комисии под председательством Г. Е. Паукера от 15 июня 1878 г. Александр Фёдорович Можайский создатель первого самолёта. Сборник документов. — М.: Издательство АН СССР, 1955., док. 27
5. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21} Дузь П. Д. История воздухоплавания и авиации в России (период до 1914 года). – 2 изд. перераб.. — М.: Машиностроение, 1981. — 272 с.
6. ↑ Александр Фёдорович Можайский создатель первого самолёта. Сборник документов. — М.: Издательство АН СССР, 1955., примечание к док. 34
7. ↑ Докладная записка А. Ф. Можайского министру двора И. И. Воронцову-Дашкову от 20 июня 1881 г.Александр Фёдорович Можайский создатель первого самолёта. Сборник документов. — М.: Издательство АН СССР, 1955., док. 36
8. ↑ Выписка из журнала заседания господ членов VII (воздухоплавательного) отдела Императорского российского технического общества 31 января 1883 г. Александр Фёдорович Можайский создатель первого самолёта. Сборник документов. — М.: Издательство АН СССР, 1955., док. 42
9. ↑ ^{1 2 3 4 5} Заключение комиссии VII отдела Русского технического общества о самолёте А. Ф. Можайского. Александр Фёдорович Можайский создатель первого самолёта. Сборник документов. — М.: Издательство АН СССР, 1955., док. 43
10. ↑ Докладная записка А. Ф. Можайского управляющему Военным министерством П. С. Ванновскому с просьбой выдать денежное пособие для завершения испытаний самолёта. Александр Фёдорович Можайский создатель первого самолёта. Сборник документов. — М.: Издательство АН СССР, 1955., док. 61
11. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15} Соболев Д. А. История самолётов. Начальный период.. — М.: РОССПЭН, 1995. — 343 с.
12. ↑ ^{1 2 3} Болховитинов В. Ф. Пути развития летательных аппаратов.. — М.: Оборонгиз, 1962.
13. ↑ Энциклопедия "Авиация". — М.: Научное издательство "Большая Российская Энциклопедия", 1994. — 736 с.
14. ↑ Андрей Веймарн. Летучка с адскими снадобьями
15. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8} Баршевский В. Б., Тепеницин М. П., Фролов В. М. Установление облика самолёта А. Ф. Можайского на основе архивных данных и расчётов. Из кн. Авиация в России (к 100-летию отечественного самолётостроения). — М.: "Машиностроение" (по заказу ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского), 1983. — 296 с.
16. ↑ Записка А. Ф. Можайского в комиссию под пред. Г. Е. Паукера с описанием самолёта и работы его двигателя, 1878 г. Александр Фёдорович Можайский создатель первого самолёта. Сборник документов. — М.: Издательство АН СССР, 1955., док. 17
17. ↑ ^{1 2 3 4 5} Дузь П. Д. Паровой двигатель в авиации. — М.: Оборонгиз, 1939.
18. ↑ ^{1 2 3} Электронная копия статьи о двигателях для самолёта Можайского в журнале Scientific American
19. ↑ Описание и чертежи паровых двигателей, построенных английской фирмой «Ahrbecker» для самолёта А. Ф. Можайского в журнале Engeneering, 6 may, 1881. Александр Фёдорович Можайский создатель первого самолёта. Сборник документов. — М.: Издательство АН СССР, 1955., док. 35
20. ↑ Иродов Р. Д. Основные тенденции развития авиации (до 1917 года). Из кн. Авиация в России (к 100-летию отечественного самолётостроения). — М.: "Машиностроение" (по заказу ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского), 1983. — 296 с.
21. ↑ Виноградов Р. И., Пономарёв А. Н. Развитие самолётов мира. — М.: Машиностроение, 1991 страниц=384.
22. ↑ ^{1 2 3 4} Мартынов А. К., Баршевский В. Б., Владимиров А. Н., Коновалов С. Ф., Остроухов С. П. Аэродинамические характеристики. Характеристики воздушных винтов. Аэродинамический расчёт самолёта А. Ф. Можайского. Из кн. Авиация в России (к 100-летию отечественного самолётостроения). — М.: "Машиностроение" (по заказу ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского), 1983. — 296 с.

Ссылки

• Неизвестное об известных. Событие века — полёт человека

Литература

• Крылов В. Я. Александр Федорович Можайский. Жизнь замечательных людей. — Л.: Молодая гвардия, 1951
• Шипилов И. Ф. Самолет — русское изобретение. Стенограмма публичной лекции. Москва, издательство «Правда», 1949.