своего будущего аэроплана с мотором.
Вернувшись домой в конце октября, они написали крупным автомобильным и моторостроительным фирмам о том, не смогут ли те доставить им мотор для летательной машины в 8 л. с. при весе, не превышающем 800 фунтов. Это был тот минимум мощности двигателя, при котором, как они рассчитывали, мог полететь аэроплан. При постройке первого своего аэроплана бр. Райт сознательно решили не гнаться за большой скоростью. Большинство моторостроительных фирм ответили отказом или даже не ответили вовсе. Они не хотели возиться с таким мелким сомнительным заказом — изготовлением мотора для какой-то фантастической летательной машины двух маниаков. Если бы еще это было связано, как у проф. Лэнгли, с большой правительственной субсидией и с газетной шумихой, то тогда, пожалуй, ради рекламы стоило бы взяться за такой заказ. Только одна из фирм ответила, что может доставить небольшой мотор в 8 л. с., весом в 135 фунтов. Но и от этого единственного предложения пришлось отказаться. Узнав, что мотор одноцилиндровый с диаметром в 4 дюйма и с ходом поршня в 5 дюймов, братья усомнили в его номинальной мощности и решили, что она преувеличена. Брать же мотор хотя бы немного слабее 8 л. с. не имело смысла, так как это был предельный минимум. Этот отказ автомобильных и моторостроительных фирм от постройки мотора для целей авиации неудивителен, если принять во внимание, что автомобильная промышленность в то время только начинала развиваться и что даже год спустя в Соединенных штатах было произведено всего 6 1/2 тыс. автомобилей.
Неудача не обескуражила бр. Райт. Если ни одна моторостроительная фирма не желает взяться за постройку мотора для первого аэроплана, то они сами своими руками построят такой мотор. Кое-какой, правда, очень небольшой опыт в этом деле у них имелся: они построили маленький двухцилиндровый газолиновый мотор в 2 л. с. с воздушным охлаждением в 1899 г. для своей велосипедной мастерской. Конечно построить первый мотор для первого в мире аэроплана будет несравненно труднее. Изготовление двигателей внутреннего сгорания в то время было еще новым делом. Но бр. Райт привыкли не останавливаться перед трудностями, ведь в конце концов постройка мотора была пустяком по сравнению с таким сложным делом, как создание первого способного к полетам и управлению планера.
В декабре, незадолго до рождества, братья приступили к изготовлению аэропланного мотора по своим чертежам. Мотор по проекту был четырехцилиндровый, в 8 л. с, весом в 200 фунтов (90,8 кило), с водяным охлаждением и магнето, с диаметром цилиндров в 4 дюйма и ходом поршня в 5 дюймов. По отзывам самих бр. Райт, это был простой автомобильный мотор, только более упрощенный и уменьшенный в весе. Орвил изготовил все чертежи и по ним для большей наглядности были сделаны деревянные модели отдельных частей. Алюминиевый блок был сделан местной кузницей, все же остальное — в велосипедной мастерской. Большую помощь при постройке моторов оказал братьям их помощник механик Чарльз Тэйлор. Ввиду своих ежегодных выездов и усиленных занятий авиацией бр. Райт оказались вынужденными подыскать себе помощника и заместителя. Таким третьим работником в их велосипедной мастерской, доверенным лицом и помощником был механик Чарльз Тэйлор.
12 февраля братья решили произвести первую пробу своего мотора. В тишине провинциального города вспышка и гул внезапно заработавшего первого авиационного мотора произвели целый переполох. Какая-то женщина испуганно выглянула из окна верхнего этажа и, увидев синий дымок над сараем, закричала: «пожар». Приказчик из соседнего магазина выбежал в белом переднике вслед за покупателями на улицу, чтобы узнать, в чем дело.
Стоявший на углу полисмен покинул свой пост и поспешил к сараю, откуда стлался синий удушливый дым. Наконец причина странного гула разъяснилась.
— Не пугайтесь, граждане, — объявил полисмен, — нет ни пожара, ни взрыва. Это просто братья Райт, владельцы велосипедной мастерской, испытывают новую газовую машину.
Окутанные облаком удушливого синего дыма, заполнившего весь сарай, бр. Райт вместе с Тэйлором возились около своего гудящего мотора. Они одержали новую победу — их самодельный авиационный мотор заработал, пусть с перебоями, со вспышками, с удушливым дымом, но все же заработал. Мощность его при испытании оказалась даже несколько выше ожидаемой.
После изготовления мотора бр. Райт перешли к конструированию воздушного винта или пропеллера и здесь неожиданно столкнулись с большими трудностями. Если при конструировании своего первого авиационного мотора они могли воспользоваться конструкцией автомобильного мотора и нужным образом приспособить его для потребностей авиации, то здесь их с первых же шагов встретила полная неизвестность. Взять гребной винт, уже существующий и разработанный в мореплавании, и приспособить его для авиации, так же как они сделали это с автомобильным мотором, — так думали сначала бр. Райт. Но оказалось, что в мореплавании теория винта была еще недостаточно разработана. Кроме того и по условиям своей работы в жидкой среде и по своей форме он не подходил для аэроплана. Многие пионеры авиации конструировали и строили воздушные винты, но их винты были разной конструкции и формы и, главное, совершенно не были проверены на практике.
«Наши таблицы воздушного давления и наш опыт с полетами планера 1902 г., — рассказывает Орвил, — давали нам возможность, как мы думали, точно вычислить тягу, необходимую для поддержания машины в полете. Однако конструирование пропеллера, который давал бы эту тягу, оказалось таким делом, на которое мы серьезно не рассчитывали. Никаких расчетов воздушных винтов не было, но мы полагали, что будет нетрудно добиться полезного действия, равного 50 %, с морским винтом. Необходимо только ознакомиться с теорией действия гребного винта по морским инженерным книгам и заменить водяное давление воздушным давлением. Поэтому мы достали несколько таких книг из дэйтонской публичной библиотеки. К большому нашему изумлению оказалось, что формулы в этих книгах были чисто эмпирического характера. Невозможно было применить их для расчета воздушных винтов. Так как у нас не было ни достаточного времени, ни достаточных средств для ряда продолжительных экспериментов, чтобы найти на основании опыта пропеллер, подходящий для нашей машины, то мы решили больше положиться на теорию, чем это было принято в морской технике».
Бр. Райт решили подойти к этой новой проблеме сначала чисто теоретически, применив к пропеллеру свои аэродинамические расчеты, относившиеся к несущим поверхностям. При этом они исходили из того наблюдения, что пропеллер имеет много общего с крылом и также рассекает воздух при различных углах атаки. Однако применить к непрерывно вращающемуся пропеллеру аэродинамические расчеты, относившиеся к крылу, оказалось гораздо труднее, чем они сначала думали.
«Было ясно, что пропеллер является просто крылом, вращающимся по спирали, — рассказывает Орвил. — Если мы могли вычислить действие крыла, движущегося по прямому направлению, то почему мы не можем вычислить действие крыла, движущегося по спирали? На первый взгляд это кажется легким, но при дальнейшем рассматривании оказывается трудным найти даже исходную точку, потому что ничто как в самом пропеллере, так и в той среде, где он работает, не остается неподвижным ни на одно мгновенье. Тяга зависит от скорости и угла, при котором лопасть рассекает воздух, угол, при котором лопасть рассекает воздух, зависит от скорости, с которой вращается пропеллер, от скорости движения машины вперед и от скорости, с какой отбрасывается назад воздух. Движение воздуха назад зависит от тяги, вызываемой пропеллером и массы воздуха, который подвергается действию. Если что-нибудь из всего этого меняется, то изменяется все остальное, так как все это зависит друг от друга. Но это только некоторые из тех многих факторов, которые должны учитываться и определяться при конструировании и проектировании пропеллера».
Между братьями завязалась оживленная дискуссия и бесконечные споры. «Навязчивая мысль так захватила наши умы, что мы не могли делать никакой другой работы, — вспоминает Орвил. — Мы вступали в бесчисленные дискуссии и часто после часового горячего спора замечали, что мы так же далеки от соглашения, как и при начале его, но что каждый из нас занял первоначальную позицию другого в споре».
Споры велись не только в мастерской, но и дома, за столом, в кругу домашних, за завтраком, за обедом и ужином, а потом продолжались наверху в двух смежных спальнях через перегородку. Наконец эта дискуссия утомила не только самих спорщиков, но и их домашних. Даже терпеливая, привыкшая к шумной школьной аудитории учительница, их сестра Катерина, не выдержала.
— Если вы не прекратите спорить, то я уйду из дома! — закричала она однажды, вскочив из-за стола.
Наконец после двухмесячных горячих споров и изучения первоначальный туман, окутывавший проблему пропеллера, начал проясняться, и братья пришли к соглашению относительного того, каким должен быть пропеллер их первого аэроплана.
«Только после того, как прошло несколько месяцев и каждая фраза проблемы была всесторонне разобрана, начали распутываться различые воздействия, — пишут бр. Райт. — Когда же было достигнуто ясное понимание, то уже было не трудно сконструировать подходящие пропеллеры, с правильным диаметром, шагом и профилем лопасти, применительно к нашему аэроплану. Высокая эффективность в винтовом пропеллере не зависит от какой-нибудь особенной специальной формы и не существует такой вещи, как «лучший» винт. Пропеллер, показывающий высокую динамическую эффективность при применении на одной машине, может оказаться почти бесполезным на другой. Пропеллер в каждом случае должен конструироваться по машине, на которой он применяется. Наши первые пропеллеры, построенные целиком согласно вычислениям, давали 66 % полезного действия от израсходованной энергии. Это было на 1/3 больше, чем получали Максим и Лэнгли».
Братья решили устроить два пропеллера и вот по каким основаниям.