В Крылов - Александр Федорович Можайский
В рапорте помощника главного инженер-механика флота приведено описание двигателя, разработанного Можайским:
"Главный инженер-механик флота. 14 мая 1879 г. No 405. Управляющему морским министерством.
Вследствие приказания Вашего Превосходительства узнать систему газовой машины для воздухолетательного аппарата, изобретенного капитаном I ранга Можайским, имею честь доложить, что газовая машина эта состоит из двух цилиндров: одного рабочего и одного воздушного, действующих на общий коленчатый вал винта. Работа этой машины, как это видно из приложенного при сем рисунка, происходит следующим образом: помощью воздушного насоса воздух гонится в рабочий цилиндр, при этом встречается с нефтью, вгоняемой в трубу же около крышки рабочего цилиндра и пропитывающей войлок, лежащий на решетке и сетке в гнезде.
Нефть вгоняется из систерны помощью помпы, действующей посредством эксцентрика, насаженного на коленчатом вале. Воздух, проходя в рабочий цилиндр через пропитанный нефтью войлок, образует чрез размельчение нефти газ, который воспламеняется от искры электрического прибора Румкорфа, проволоки которого проведены в верхнюю часть цилиндра. При воспламенении газа поршень толкается вниз, для движения же поршня вверх в нижней части цилиндра сделано подобное же устройство. Это попеременное движение поршня дает вращение вала, на котором насажен винт, двигающий воздухолетательный аппарат.
Часовой расход нефти на индикаторную силу машины около 2/3 фунта.
Машины подобного устройства, по мнению капитана I ранга Можайского, могут быть с большою выгодою употреблены для электрического освещения или для мелких судов, и это мнение мною вполне разделяется".
Из этого документа и приложенного к нему чертежа видно, что Александр Федорович хотел применить тяжелое жидкое топливо - нефть; впервые воспользоваться системой принудительного зажигания горючей смеси размельченных частиц топлива, распыленного в воздухе - электрической искрой от специальной индукционной катушки; осуществить двухстороннее действие продуктов сгорания на поршень двигателя, - все это отличало его будущий двигатель от двигателя Брайтона. И эти особенности первого двигателя Можайского нашли себе впоследствии широкое применение в авиационных двигателях.
Думал Можайский о том, что в России, при "жалкой беспомощности со стороны наших технических производств", невозможно построить такой двигатель. Это возможно выполнить в Америке, и Александр Федорович обратился в морское министерство с просьбой предоставить ему командировку.
В те годы управляющим морским министерством был С. С. Лесовский, его Можайский хорошо знал как командира фрегата "Диана". Но в министерстве не нашли возможным командировать Можайского в Америку ввиду истощения кредита на заграничные командировки.
Но Александр Федорович не оставил мысли заказать свой двигатель в Америке и продолжал настойчиво добиваться командировки, теперь в министерстве финансов. И вот из морского министерства идет пространное письмо к министру финансов, где говорится, что министерство
"в виду весьма важных в военном отношении результатов, которые можно ожидать от успешного разрешения вопроса о воздухоплавании, признает согласным с интересами правительства оказать возможное пособие капитану Можайскому в настоящем деле". Министр финансов сухо и холодно отказывает в просьбе: "в виду затруднительного в настоящее время положения Государственного Казначейства".
В 1879 году Можайскому не удается добиться заграничной командировки. Раз нельзя ехать, значит, нельзя заказать и строить двигатель. И Можайский отказывается от мысли установить на самолете нефтяной двигатель и начинает проектировать паровую силовую установку.
Можайский принял решение - поставить на свой самолет паровую машину. Почему? Да ведь паровая машина прекрасно изучена и отработана, ее особенности хорошо известны. Проектируя авиационную паровую машину, надо добиваться лишь уменьшения веса двигателя, приходящегося на одну лошадиную силу. А у нефтяного двигателя проблема веса является только одной из множества других, сложных и нерешенных. Можайский представлял себе, что испытания будущего самолета заставят искать ответа на самые неожиданные вопросы, которые возникнут по разным поводам. И чем лучше изучен двигатель, стоящий на самолете, тем легче удастся разобраться во всех остальных трудностях. Неотработанность нового нефтяного двигателя способна усложнить испытания самолета.
В 1880 году Можайский снова обратился в морское министерство с просьбой командировать его за границу. На этот раз он просил меньшую сумму, так как собирался заказать паровые машины по своим чертежам. 12 апреля последовало согласие министра финансов отпустить капитану I ранга Можайскому 2500 рублей.
Можайский поехал в Англию, и в Лондоне, у фирмы Арбекер заказал два двигателя. Проект этих двигателей выполнил сам Можайский.
К маю 1881 года были построены две двухцилиндровые вертикальные паровые машины двойного действия, двухкратного расширения с золотниковым парораспределением. Большая машина развивала мощность в 20 лошадиных сил при 300 оборотах в минуту, меньшая обладала мощностью в 10 лошадиных сил при 450 оборотах в минуту.
Основные детали двигателей - цилиндры, поршни, поршневые штоки, коленчатые валы - были сделаны из кованой стали; детали, трение которых следовало уменьшить - подшипники, золотники, насосы - были изготовлены из фосфористой бронзы. Чтобы облегчить вес, коленчатые валы и поршневые штоки были выполнены пустотелыми. Пар для обоих двигателей подавался одним стальным прямоточным котлом. Топливом служил керосин.
Паровые двигатели Можайского имели исключительно малый вес. На одну лошадиную силу мощности приходилось менее 3 кг веса двигателя. Учитывая вес остальных агрегатов, составляющих силовую установку самолета, на одну лошадиную силу мощности приходилось немногим более 5 кг. Для начала 80-х годов прошлого столетия это было замечательным техническим достижением. Александр Федорович сумел создать двигатель "несравненно легчайший, в отношении доставляемой работы, известных поныне".
Можайский необычайно просто решил сложный вопрос проектирования силовой установки - выбор числа оборотов воздушных винтов. В те времена часто высказывали мнение, что достаточную силу тяги дают воздушные винты с очень большим числом оборотов. Можайский на своих опытах над моделями доказал, что винту, работающему в воздухе, не надо придавать большого числа оборотов.
Уменьшая число оборотов винта, Можайский увеличил его диаметр. Такое простое решение позволило обойтись без специальной передачи на взлете, изменяющей число оборотов.
