Анатолий Матвиенко - Аэропланы над Мукденом
— Брат и на аэростате ничего не отправит, — не смутился Петя. — Господа, конструкции кораблей столетиями отрабатываются, и нет предела совершенству. А уж, сколько из них дно морское украшают, как вы говорите — вместе с товаром. Аэростатам лет сто, полеты на них — научные эксперименты, как тот подъем Дмитрия Ивановича для рассмотрения солнечного затмения. Плюс спорт и развлечение.
— Не спорю, — улыбнулся академик. — До коммерческого воздухоплавания пока длинен путь. Но главная идея — правильная. Двигатель аппарата легче воздуха сжигает топливо на создание поступательного движения, а подъемная сила газа дармовая. В ваших аэропланах львиная доля усилий мотора уйдет на придание подъемной силы крылу, на горизонтальный полет останутся крохи. Посему приветствую любые прожекты снарядов легче воздуха.
— Даже такие? — Самохвалов извлек из неизменного саквояжа вырезку из Российского вестника опытной физики и элементарной математики, предъявив ее собеседникам и с выражением зачитав. Вполне солидное с виду периодическое издание содержало описание следующего «изобретения»:
Летательный снарядъ Баттея имѣетъ форму сигары, сильно заостренной на концахъ. Остовъ сигары сдѣланъ изъ тонкихъ алюминiевыхъ обручей, на которые натянута плотная шелковая ткань. Впослѣдствiи Баттей думаетъ замѣнить ее цѣльнымъ сфероидомъ изъ алюминiия. Наполняется снарядъ водородомъ. Съ боковъ на горизонтальной оси (полый алюминиевый стержень) насажены крылья — одинаковой съ аэростатомъ длины, для регулированiя движенiя при подъемѣ и спускѣ. Движенiемъ крыльевъ управляютъ воздухоплаватели, находящiеся въ особомъ кузовѣ, при помощи веревокъ. Двигательный снарядъ состоитъ изъ широкой конусообразной трубки, обращенной широкимъ отверстiемъ наружу, а узкiй ея конецъ придѣланъ къ горизонтальному стержню, прикрѣпленному къ задней оконечности аэростата. На конической трубкѣ установлена вертикально длинная трубка, начиненная съ низа до верха разрывными пулями. Нижнiй ея конецъ, входящiй въ конусъ, закрывается клапаномъ, который при помощи часового механизма перiодически открывается и выпускаетъ по одной пулѣ въ конусъ. Послѣдняя падаетъ на находящуюся подъ ней металлическую ложечку, замыкаетъ токъ, подъ влiянiемъ котораго разрывается. Газы вылетаютъ черезъ широкое отверстiе конуса и силою отдачи толкаютъ летательный снарядъ впередъ, въ горизонтальной плоскости. Съ двигателемъ сообщается система зубчатыхъ колесъ, управляющая направленiемъ снаряда.
— Ну не прелесть? Весь полет — это стрельба разрывными пулями, дабы они падали на металлическую ложечку, замыкали ею контакт и выпускали огневую ракетную струю под взрывоопасным водородом. А воздухоплаватель в кузове аки звонарь на колокольне — за веревки дергает. Конгениально! — Петр с нескрываемым удовольствием поддел сторонников аэростатного покорения неба.
— Ну, изобретательство всегда влекло юродивых, — смутился Менделеев. — Оторвемся, господа, от науки, сейчас Любочка, душа моя, музицировать будет.
Очаровательное дитя душевно отыграло ноктюрн. Затем за рояль села Анна Ивановна Менделеева, кивнула дочке, и та закружилась в танцевальных па, трогательно пытаясь встать на носки балетных туфель.
— Жаль, если академик попытается из этакого сокровища сделать ученую даму, — шепнул Петя Джевецкому. Тот, хорошо знакомый с семьей Дмитрия Ивановича, возразил:
— Совершенно невозможное дело. Любочка с восьми лет озабочена только танцами, стихами и поэтами.
После обеда мужчины собрались закурить. Некурящие также терпеливо глотали дым, хотя по-весеннему открытые окна быстро освежали воздух. Именно о нем, неуловимой и манящей субстанции, продолжился разговор.
— Господа, давайте на минуту оставим спор на тему тяжелее-легче воздуха, — Петя окончательно освоился в компании маститых ученых мужей и привычно щебетал. — У любого управляемого аппарата без разрывных пуль присутствует воздушный архимедов винт, или пропеллер. Как и в морских судах, его технологичнее изготовлять не в виде сплошной спиральной поверхности, а с отдельными лопастями наподобие ветряных мельниц. Каждая лопасть — суть то же неподвижное крыло в струе встречного газа. Я долго мучаюсь над вопросом, какая форма крыла даст наибольшую подъемную силу по отношению к силе сопротивления. Изучая птиц, уважаемые коллеги, уперся в одну загадку, которая не дает мне покоя многие месяцы.
Саквояж исторгнул на свет пачку фотопластинок.
— Прошу извинения за нехватку времени изготовить фото, но, надеюсь, и по негативам суть загадки станет очевидна.
Присутствующие получили стекляшки с приклеенными к ним белыми бирками, на которых небрежным Петиным почерком были выведены названия умерщвленных ради снимка живых существ: голубь, ворона, журавль, альбатрос, чайка, воробей, страус и даже летучая мышь.
— Мне не дает покоя одна закономерность: профиль крыла лучших летунов практически одинаков: скругленная и тупая передняя кромка, вогнутая нижняя поверхность, выпуклая верхняя сторона и острая задняя грань. У страуса такая форма меньше выражена, да он и не летает. У летучей мыши передняя кромка гораздо острей, чем у птиц — там тонкая кость, перепонка плоская. Но летучие мыши не способны к парению, только маховому полету, хотя многие птицы меньшего размера, чем кожистые летуны, могут планировать, пусть и не так красиво, как их крупные собратья.
Ученые передавали пластинки друг другу, переговаривались. Ребус Самохвалова лишь в какой-то степени смог разрешить один Жуковский.
— Не берусь точно судить без экспериментального подтверждения, но, похоже, мы столкнулись с проявлением закона Бернулли. Птичье крыло входит в воздушный поток, разделяя его на верхний и нижний слой, за крылом слои снова соединяются. Обратите внимание, на фотопластинках заметно, что кривизна нижней поверхности менее выражена, чем выпуклость верхней. По закону Бернулли, давление среды в тех областях, где скорость потока более высока, будет ниже, и наоборот. Выходит, на верхней выпуклой поверхности скорость потока выше, чем внизу. Создавшаяся разница давлений и порождает подъемную силу.
— Не понимаю, — растерянно произнес Петя. — До сих пор считалось, что воздушную струю можно рассматривать как массу бесконечно малых частиц, которые, ударяясь в крыло под нужным углом атаки, отражаются вниз и назад относительно вектора полета и тем создают подъемную силу. Насколько я знаю, никто не пытался испытать подъемную силу выпуклого крыла с углом атаки ноль. А как же вогнутость нижней поверхности? Если ее сделать плоской, подъемная сила по Бернулли возрастет.
— Не знаю, — пожал плечами Жуковский. — Да и никто на свете не знает. Надобны долгие эксперименты по замеру подъемной силы крыльев различного профиля относительно воздушного сопротивления при разных углах атаки. Сотни, может даже — тысячи замеров. Нужна целая наука, которой пока нет.
— Может, предположения, какие есть? — взмолился Самохвалов.
— Пожалуйста. Вогнутая форма служит для оптимального отражения потока вниз. Птица использует оба способа создания подъемной силы — и за счет эффекта Бернулли, и с поворотом потока. А почему такая форма передней и задней кромки, гадать не буду. Явно неспроста.
— Причина может быть совсем другая, — добавил Джевецкий. — Не все птицы парят, зато маховым полетом владеют все, кроме страуса разве что. Не будем исключать, что видим компромисс меж потребностями планирующего и активного полета. Сиречь бездумное копирование птицы неверно, коли строить снаряд с неподвижным крылом. Но вас, господа Самохвалов и Жуковский, можно поздравить. Вы первые обратили внимание на применимость закона Бернулли к динамике планирования. Браво!
Говорили долго. Поляк объявил, что немедленно усовершенствует приспособления для экспериментов с судовыми гребными винтами и займется пропеллерами. Жуковский предложил создать аппарат для продувки моделей равномерным воздушным потоком, обещал помочь с составлением программы замеров и математическим обсчетом результатов. Менделеев тоже не хотел оставаться в стороне.
Только Можайский грустил больше и больше. Он отчетливо понимал, что его время безвозвратно уходит. Однажды он по памяти и по наитию из подручных средств построил шхуну, которая успешно дошла из Японии до российских берегов. Эпоха интуиции, озарений и безудержного бурления фантазии ушла в прошлое. Петр Андреевич не станет приделывать к лодке парус на деревянной раме, превращая его в крыло и надеясь на авось, что конструкция взлетит. Все прожекты будут подкреплены экспериментами и расчетами. Отставной контр-адмирал больше никому не нужен. Это также ясно, как и в момент, когда он раскуривал трубку после разгромной аудиенции у генерала Обручева. Он свел Петю с нужными людьми — на этом конец. Далее корабль российского воздухоплавания двинется без него.
