Чтобы подняться в небо – не обязательно иметь крылья. Передвигаться по воздуху можно и с помощью винтовых лопастей. Этот принцип движения был открыт в 400 году нашей эры одним китайским изобретателем, чье имя не сохранила история. Хотя, скорее всего, догадался он не сам, а просто подсмотрел эту идею у природы, наблюдая за тем, как кружатся и летят семена какого-нибудь клена.
Как бы там ни было, но однажды этот самый китайский умелец соорудил из листа бумаги пропеллер и прикрепил его к палке. Получилась детская игрушка-вертушка. Она могла вертикально взлететь, если достаточно интенсивно раскрутить палку в ладонях. Могла преодолеть несколько десятков метров, если везло с ветром. И даже поднять какой-нибудь незамысловатый груз.
Но на то, чтобы эта игрушка превратилась в летательный аппарат, способный увлечь в небо человека, у изобретателей ушло полтора тысячелетия. Кто из них был первым?
Геликоптер да Винчи
Как только речь заходит о технических изобретениях, все сразу вспоминают гения эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. Он изобрел все. От очков до танка. От парашюта до подводной лодки. В том числе и вертолет.
Правда, почти все изобретения итальянского художника (который, кстати говоря, сам себя считал не художником, а инженером) остались лишь чертежами на бумаге.
Проект вертолета Леонардо, точнее говоря, чертеж летательного аппарата, оснащенного спиральным ротором из накрахмаленного льняного полотна, был найден в так называемой Парижской рукописи, датированной 1480 годом.
Историки считают, что Леонардо мог построить небольшую рабочую модель. Но вряд ли она поднималась в воздух. Поскольку в те времена еще не существовало легких и прочных материалов, а также достаточно мощных двигателей.
Впрочем, привести винт в движение без мотора инженеры умели задолго до Леонардо. Например, на одной из страниц фламандского манускрипта, датированного 1325 годом, есть изображение игрушки с пропеллером, который раскручивался с помощью вытяжного шнура.
Леонардо да Винчи не стал изобретателем винтокрылого летательного аппарата, зато был первым, кто придумал ему название геликоптер, от двух греческих слов «helix» (спираль) и «pteron» (крыло).
Модель Ломоносова
Самую первую рабочую модель аппарата с вертикальным взлетом, способным зависать в воздухе и нести небольшой полезный груз, придумал и построил в 1754 году Михаил Ломоносов.
Прообраз вертолета русский академик изобрел для метеорологических исследований. Для изучения атмосферы в те времена, как, впрочем, и сегодня, использовался шар-зонд – одноразовый, неуправляемый аэростат, к которому подвешивался контейнер с аппаратурой. Максимальная высота, на которой метеозонд мог работать, определялась длиной веревки, а направление его движения – ветром. Веревка была нужна, чтобы вернуть метеорограф на землю и снять показания, ведь радио тогда еще не было изобретено.
Модель Ломоносова поднималась в воздух с помощью двух несущих винтов, вращающихся в противоположных направлениях. А сами винты приводились в действие с помощью обычной часовой пружины. Соответственно, время полета и работы этого физического прибора ограничивалось возможностями часовой пружины – насколько хватит завода, столько и будут вращаться винты.
Винтокрылый метеозонд был успешно испытан 1 июля 1754 года. В годовом отчете, который Ломоносов предоставил Академии Наук, есть запись об эксперименте: «Делал опыт машины, которая бы, подымаясь кверху сама, могла бы поднять маленький термометр, дабы узнать градус теплоты на вышине, которая с лишком на два золотника облегчалась, однако к желаемому концу не приведена».
К сожалению, история первого российского прообраза вертолета на этом и заканчивается. Ломоносов к своему винтокрылому метеозонду больше не возвращался.
От перьев до аэронефа
В 1784 году два французских изобретателя – физик-механик Франсуа Бьенвеню и естествоиспытатель Клод Шарль Николя Лонуа создали маленький игрушечный геликоптер с двумя пропеллерами из птичьих перьев. Винты раскручивались с помощью шнура. Пробный полет оперенного геликоптера состоялся 28 апреля в одном из залов Французской академии наук. Модель легко взлетела под потолок, повисела там немного и опустилась вниз. Изобретатели попробовали увеличить геликоптер в размерах, чтобы он мог поднять человека, но замысел не удался. Тем не менее проект Лонуа и Бьенвеню считается первой официально признанной моделью вертолета.
Самый первый патент на проект вертолета был выдан во Франции в 1861 году. Его получил Гюстав Понтон д’Амеркур – французский археолог, известный нумизмат и изобретатель, друг писателя-фантаста Жюля Верна и знаменитого воздухоплавателя Гаспара-Феликса Турнашона, сделавшего первую в мире фотографию Парижа с высоты птичьего полета.
Проект д’Амеркура назывался «Аэронеф». Это было некое подобие летучего корабля с одним большим крылом, которое обеспечивало планирование. Аппарат поднимался в воздух благодаря двум группам несущих винтов.
Через год д’Амеркур в соавторстве с морским офицером и писателем Гийомом Жозефом Габриэлем де Лаланделем усовершенствовал свой аэронеф, оснастив его паровым двигателем. И получил новый патент.
А теперь от винта!
К концу XIX века уже существовало достаточно большое количество самых разных моделей летательных аппаратов вертикального взлета. Они отличались друг от друга количеством винтов, массой, размерами, конструкцией и прочими техническими характеристиками. Но у всех этих моделей, построенных во Франции, Англии, Америке и России было общее слабое место: они не позволяли поднять в воздух человека – не хватало мощности и возможности управлять аппаратом во время полета.
Решение проблемы было предложено в 1871 году русским ученым Михаилом Александровичем Рыкачевым. Он был гидрометеорологом и директором Главной физической обсерватории в Санкт-Петербурге, автором огромного количества трудов по метеорологии, океанографии и земному магнетизму. А еще его называли «отцом русской аэрологии». Михаил Александрович совершал научные полеты на воздушных шарах, занимался испытанием разных физических приборов, поднимающихся силой вращения крыльев. И именно во время этих наблюдений он обнаружил, что подъемная мощность летательного аппарата зависит не только от скорости, с которой вращаются лопастные детали, но и от угла их установки по оси.
Идеи Рыкачева подхватил, развил и воплотил в жизнь другой русский ученый-авиатор – Борис Николаевич Юрьев. Он изобрел так называемый «автомат перекоса» – специальное устройство, которое позволяло корректировать угол установки лопастей винта. И тем самым контролировать полет летательного аппарата.
В 1911 году Юрьев подал заявку на патент своего изобретения, но получить его не смог – не хватило денег на оплату привилегии. Дальнейшие разработки одновинтового вертолета с рулевым винтом и автоматом перекоса ему также пришлось прекратить. Однако в 1912 году вертолет Юрьева все же был представлен миру – действующая модель в натуральную величину демонстрировалась на Международной выставке воздухоплавания в Военном манеже в Москве и получила золотую медаль.
Но к тому времени небо уже принадлежало французам. И хотя летали они на неуправляемых вертолетах, невысоко и недалеко, но все же летали.
Полет на «веревочке»
В 1905 году авиаинженер из Монако Морис Леже разработал, построил и успешно испытал модель вертолета, оснащенного 2-мя винтами, которые вращались в противоположных направлениях. Винты запускались электродвигателем, который находился на земле. Электродвигатель и вертолет соединялись друг с другом гибким валом, длиной 1 метр. Нельзя сказать, что модель Леже летала, скорее, отрывалась от земли и какое-то время висела в воздухе. Зато не падала.
Впрочем, в 1906 году во время одного из испытаний, когда Леже проводил замеры подъемной силы, аппарат все же разбился.
Считается, что первый в истории полет на вертолете состоялся 24 августа 1907 года. Эту машину создали французские авиастроители, братья Луи и Жак Бреге. Она не могла поднять в воздух человека, не была управляема, и к тому же летала только «на веревочке». Весь полет продолжался 1 минуту. Вертолету удалось оторваться от земли и подняться всего лишь на 50 сантиметров. По сути дела, машина подпрыгнула и ненадолго зависла в воздухе. И в этом смысле недалеко улетела от вертолета Леже. Тем не менее в историю вошел именно этот полет.
По вертикали и по горизонтали
Самого первого летчика, который поднялся в небо на вертолете собственной конструкции, звали Поль Корню. Он был механиком и работал в семейной мастерской в Лизьё, где ремонтировалась всякая разная бытовая техника вроде швейных машинок, а также мотоциклы и велосипеды.
Изобретательством Корню «заболел», еще будучи подростком. Он создавал разные полезные приборы от термометров до велосипедных моторчиков. А потом увлекся авиацией. Отец Поля Корню создавал проекты дирижаблей. Поля интересовали аппараты вертикального взлета.
Первую модель вертолета с двумя винтами, оснащенную двигателем в 2 лошадиные силы, Поль Корню построил в 1906 году. Испытание летающей игрушки, которая весила 13 кг, проходило 4 октября во дворе местного колледжа, где в тот момент проходила традиционная осенняя сельскохозяйственная ярмарка.
Маленький вертолет поднялся в воздух, уверенно облетел двор и совершил мягкую посадку. На следующий день об изобретении механика Поля знал весь город. Мгновенно нашлись спонсоры и вдохновители, которые профинансировали строительство более мощной модели, способной поднять в воздух человека. В общей сложности было собрано 12 тысяч франков.
Над своим новым изобретением Поль Корню работал целый год. К концу лета прототип вертолета был готов. Испытательный полет с мешком песка вместо пилота прошел успешно.
Сам Поль Корню поднялся в воздух на своем «летающем велосипеде», 13 ноября 1907 года. Ему удалось продержаться около 20 секунд и оторваться от земли на полтора метра. Может быть, вертолет взлетел бы и выше, но был привязан тросом. На следующий день Корню повторил эксперимент и продержался целую минуту, а также сумел осуществить не только вертикальный подъем, но и перемещение в горизонтальном направлении.
Самый первый экспериментальный четырёхвинтовой вертолет, который устойчиво держался в воздухе, был управляем, перемещался как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, и, что самое главное, мог поднять трех человек, построил и успешно испытал в 1922 году русский ученый, изобретатель, авиаконструктор и математик Георгий Александрович Ботезат.
Правда, не в России, а в Америке – в авиационном центре в Огайо. Потому что к тому времени он уже четыре года, как был эмигрантом и работал экспертом в Национальном консультативном комитете по аэронавтике, сегодня известном как NASA.
Если бы ученый остался в России, он, возможно, создал бы свой первый вертолет где-нибудь на базе ЦАГИ или другого авиационного научно-испытательного центра. Кстати, о создании такого центра Георгий Ботезат говорил еще в 1916 году, правительство тогда одобрило проект, выделило финансирование и начало строительство. Но новому режиму, пришедшему к власти в октябре семнадцатого года, было не до авиации.
К чести большевиков нужно заметить, что они не подвергли авиаконструктора с мировым именем никаким репрессиям и даже сохранили за Георгием Ботезатом его должность, но условия для нормальной конструкторской работы создать не смогли.
Русский след в небе
Вертолет, как и многие другие технические изобретения, продукт коллективной творческой мысли большого количества самых разных специалистов из разных стран мира.
Служат современные вертолеты по большей части в гражданской авиации. И используются для перевозки грузов и пассажиров на небольшие расстояния в тех местах, где нет дорог и нет возможности построить взлетно-посадочные полосы для самолетов. То есть, работают самыми обычными автобусами, маршрутками, грузовиками.
Кстати, само слово «вертолет» – от двух слов «вертится» и «летает» – придумал советский авиаконструктор Николай Ильич Камов, создавший в 30-х годах прошлого века серию вертолетов «Ка».
Кому именно принадлежит приоритет создания вертолётов, доподлинно установить невозможно, но русский след в истории мирового вертолетостроения прослеживается отчетливо. В современных вертолетах до сих пор используется и принцип управления Юрьева, и конструкторские идеи Ботезата. К тому же самую первую действующую модель летательного аппарата, оснащенного винтами, придумал Ломоносов. Пусть даже этот физический прибор вертелся и летел лишь для того, чтобы измерить температуру воздуха.
Автор: Марина СОБЕ-ПАНЕК
