Братья Райт

Братья Райт — американские изобретатели, авиаконструкторы и пионеры авиации Уилбур Райт (англ. Wilbur Wright, 1867—1912) и Орвилл Райт (англ. Orville Wright, 1871—1948), которым приписывается создание первого в мире самолёта с двигателем внутреннего сгорания, способного к управляемому полёту с человеком на борту. Их аппарат «Флайер-1» (Wright Flyer I) совершил первый подтверждённый полёт 17 декабря 1903 года в долине Китти-Хок, штат Северная Каролина. В отличие от многих предшественников, Райты не только построили летательный аппарат тяжелее воздуха, но и разработали систему трёхосного управления (крен, тангаж, рыскание), которая стала основой для всех последующих самолётов.

История

Ранние годы и увлечение авиацией

Уилбур и Орвилл Райты родились в семье епископа Милтона Райта и Сьюзен Кёрнер Райт. Детство братьев прошло в городах Дейтон (Огайо) и Ричмонд (Индиана). Интерес к механике и полётам проявился у них рано: в 1878 году отец подарил им игрушечный вертолёт на основе модели французского изобретателя Альфонса Пено. Братья самостоятельно изготавливали игрушки, занимались печатным делом, а в 1892 году открыли мастерскую по ремонту велосипедов, а затем и собственное производство велосипедов. Этот бизнес дал им финансовую независимость и навыки точной механики.

В 1890-х годах в мире активно велись исследования в области авиации. Особое влияние на братьев оказали работы немецкого инженера Отто Лилиенталя, который совершил более 2000 полётов на планерах, а также публикации американского астронома Сэмюэля Лэнгли и французского пионера авиации Клемана Адера. После гибели Лилиенталя в 1896 году Райты решили систематически подойти к проблеме управляемого полёта.

Эксперименты с планерами (1899—1902)

Райты начали с изучения трудов предшественников: Лилиенталя, Октава Шанюта и других. В 1899 году они построили первый планер-змей, который испытывали в Дейтоне. В 1900 году братья отправились в Китти-Хок — уединённое место на побережье Атлантического океана с постоянными ветрами и песчаными дюнами, удобными для мягких посадок. Там они испытали планер с размахом крыла 5,2 м. Полёты показали недостаточную подъёмную силу, и Райты сосредоточились на аэродинамике.

В 1901 году был построен второй планер, но его характеристики оказались хуже расчётных. Разочарованные, братья вернулись к теоретическим расчётам. Они сконструировали собственный аэродинамический стенд — небольшую велосипедную цепь с вращающимися лопастями, которая позволяла измерять подъёмную силу и сопротивление различных профилей. На основе этих данных Райты создали таблицы аэродинамических коэффициентов, которые позже использовали при проектировании.

Третий планер (1902 года) стал прорывом. Он имел удлинённое крыло с большим удлинением и систему управления по трём осям: перекашивание крыла (прототип элеронов) для крена, руль высоты для тангажа и руль направления для рыскания. За осень 1902 года братья совершили около 1000 полётов, научившись уверенно управлять планером. Это дало им уверенность в возможности создания моторизованного аппарата.

Первый полёт с двигателем (1903)

Для силовой установки Райты разработали собственный четырёхцилиндровый двигатель мощностью около 12 л. с. (8,8 кВт), поскольку ни один из существовавших авиамоторов не удовлетворял их требованиям по весу и мощности. Двигатель весил около 77 кг. Винты (диаметром 2,6 м) были изготовлены из ели и имели высокий КПД благодаря расчётам, выполненным братьями.

Самолёт «Флайер-1» представлял собой биплан с размахом верхнего крыла 12,3 м, нижнего — 11,7 м. Общая масса аппарата с пилотом составляла около 340 кг. Для взлёта использовалась деревянная рельсовая дорожка длиной 18 м. Старт производился с помощью катапульты (падающий груз), натягивающей трос.

17 декабря 1903 года в 10:35 утра Орвилл Райт поднял аппарат в воздух. Первый полёт продлился 12 секунд, самолёт преодолел 36,5 м. Всего в тот день было совершено четыре полёта. Самый продолжительный — Уилбуром Райтом: 59 секунд и 260 м. После четвёртого полёта сильный порыв ветра перевернул «Флайер-1», и аппарат был серьёзно повреждён. Несмотря на это, братья доказали возможность управляемого полёта с двигателем.

Дальнейшее развитие (1904—1905)

В 1904 году Райты построили «Флайер-2» и продолжили испытания на поле Хаффман-Прери (близ Дейтона). Полёты стали более продолжительными: к концу года удалось выполнить полёт по замкнутому кругу. В 1905 году «Флайер-3» совершил полёт протяжённостью 39 км за 38 минут. Однако публика и пресса отнеслись к достижениям скептически, так как Райты держали свои разработки в секрете, опасаясь кражи идей.

Коммерциализация и признание (1908—1909)

В 1908 году братья заключили контракт с армией США и с французской компанией. Орвилл демонстрировал полёты в США, Уилбур — во Франции. Выступления произвели сенсацию: самолёты Райтов выполняли крутые виражи, восьмёрки и длительные полёты. В 1909 году они основали компанию Wright Company для производства самолётов. В том же году Уилбур совершил знаменитый полёт вокруг статуи Свободы в Нью-Йорке.

Конфликты и суды

Райты активно патентовали свои изобретения. В 1906 году они получили патент США № 821393 на «летательную машину». Этот патент охватывал систему управления самолётом, включая перекашивание крыла. Впоследствии братья судились с другими авиастроителями (в том числе с Гленном Кёртиссом), утверждая, что те нарушают их патент. Судебные тяжбы длились до 1917 года и закончились в основном в пользу Райтов, но сильно затормозили развитие американской авиации.

Конструкция самолётов Райтов

Основные элементы

Самолёты братьев Райт были бипланами с толкающим винтом, расположенным позади пилота. Крылья изготавливались из ели и обтягивались хлопчатобумажной тканью. Каркас фюзеляжа отсутствовал — пилот сидел на нижнем крыле. Управление осуществлялось тремя основными органами:

• Перекашивание крыла — изменение угла атаки концов крыла для создания крена (аналог элеронов).
• Руль высоты — расположен спереди (канард), управлял тангажом.
• Руль направления — расположен сзади, управлял рысканием.

Двигатель и винты

Двигатель Райтов был собственной конструкции, четырёхцилиндровый, рядный, с водяным охлаждением. Мощность постепенно увеличивалась от 12 до 30 л. с. на более поздних моделях. Винты имели два лопасти и вращались в противоположные стороны (соосная схема) для компенсации крутящего момента.

Система старта

Для взлёта использовалась катапульта с падающим грузом весом около 500 кг. Груз поднимался с помощью лебёдки, а затем падал, натягивая трос, который разгонял самолёт по рельсу. Это позволяло взлетать с коротких площадок.

Достижения и вклад в авиацию

• Первый управляемый полёт с двигателем (17 декабря 1903).
• Разработка системы трёхосного управления, которая стала стандартом для всех самолётов.
• Создание аэродинамической трубы (1901) для систематических испытаний профилей крыла.
• Разработка методики расчёта винтов с использованием теории подъёмной силы.
• Обучение первых пилотов и создание лётной школы (1909).

Критика и споры

Приоритет братьев Райт оспаривается некоторыми исследователями. В частности, существуют утверждения, что ранее управляемые полёты совершали другие изобретатели:

• Клеман Адер (Франция) — в 1890 году его аппарат «Эол» якобы пролетел 50 м, но полёт не был подтверждён.
• Густав Вайтхед (Германия/США) — утверждается, что он совершил полёт в 1901 году, но документальных доказательств нет.
• Альберто Сантос-Дюмон (Бразилия/Франция) — в 1906 году совершил публичный полёт на аппарате «14-bis», который многие считают первым в Европе.

Тем не менее, историки авиации сходятся во мнении, что именно Райты первыми создали полностью управляемый самолёт с двигателем, способный к продолжительному полёту.

Память

• В честь братьев Райт назван аэропорт в Дейтоне (Огайо).
• На месте первых полётов в Китти-Хок создан национальный мемориал (Wright Brothers National Memorial).
• Их изображения помещены на почтовые марки и монеты США.
• В России имя братьев Райт носит одна из улиц в Москве (район Ховрино).

Источники

• Crouch, Tom D. The Bishop’s Boys: A Life of Wilbur and Orville Wright. — W. W. Norton & Company, 1989.
• Jakab, Peter L. Visions of a Flying Machine: The Wright Brothers and the Process of Invention. — Smithsonian Institution Press, 1990.
• McFarland, Marvin W. The Papers of Wilbur and Orville Wright. — McGraw-Hill, 1953.
• Kelly, Fred C. The Wright Brothers: A Biography Authorized by Orville Wright. — Harcourt, Brace and Company, 1943.
• Anderson, John D. Jr. The Airplane: A History of Its Technology. — AIAA, 2002.