По величине этих черточек, по положению их относительно натянутых проволок экспериментаторы определяли скорость течения воды. Направление же черточек на фотоснимках было направлением водяных струй.
Испытание русла без специальных сооружений, ограждающих вход в шлюзы, показало, что судоходство по Днепру по наметившимся направлениям будет невозможно — слишком велика скорость течения.
Тогда сотрудники гидравлической лаборатории ЦАГИ поставили еще ряд опытов. Они изучили на модели распределение скоростей и подобрали такие формы и размеры ограждающей дамбы, которые вполне защищали караваны судов от бурного потока».
Инженеров волновало: велики ли погрешности в проведении опытов; иначе говоря, можно ли безоговорочно доверять данным эксперимента? У них имелись точные цифры скоростей течения, полученных на Днепре до начала строительства. Захотелось сравнить их с результатами, полученными при испытании в лабораторных условиях. На модели убрали плотину, электростанцию, дамбу, вылепили из бетона, словно из пластилина, пороги, острова, скалы и пустили в воду. Расхождения в данных, полученных «на натуре» и экспериментально, оказались незначительными. Это придало уверенность цагистам, проектантам и создателям Днепрогэса.
Каких только опытов не проводили с моделью! Опробовали почти все элементы станции: водосливы, аванкамеры, решетку для улавливания мусора при входе в турбину. Опыты помогли строителям внести необходимые поправки. Сквозь решетку, например, вода шла туго. Сконструировали новую решетку, придали ей обтекаемую форму. И потери энергии воды значительно сократились.
Благодаря ЦАГИ днепростроители усовершенствовали и бетонный гребень, соединяющий плотину с дном. Весной паводковые воды польются через плотину сплошным бурлящим потоком. Обрушиваясь вниз, поток встречается с водяной толщей нижнего бьефа и отскакивает от него, как от резинового буфера, при этом завихряясь. Надо помочь потоку погасить энергию, иначе он может наделать много бед. Цагисты испытали на модели 22‑сантиметровый гребень в основании тела плотины. Эти бетонные уступы на самом деле достигают высоты больше десяти метров. Падающий с плотины поток не бьет прямо в дно, а как бы перепрыгивает с одной ступеньки гребня на другую, теряя энергию и постепенно успокаиваясь.
Днепрострой консультировала американская фирма «Купер». В то время Советская страна нуждалась в помощи высококвалифицированных специалистов из-за рубежа. Саму станцию предполагалось оснастить турбинами западного производства. Необходимо было выбрать лучшие. И опять кстати оказалась помощь института, возглавляемого Чаплыгиным. В ЦАГИ смонтировали специальный агрегат для испытаний турбин различной мощности. Сюда прибыли модели турбин Ленинградского металлического завода, фирм «Кристингам» (Швеция), «Рива» (Италия), «Шелиасьер» (Франция), «Фойт» (Германия), «Фынхсьютан» и «Эшервисс» (Швейцария). Советский заказ вызвал у конкурентов небывалый ажиотаж. Шведы, в частности, доставили свою тщательно запломбированную модель по воздуху, никого к ней не подпускали. В спор включились и американцы. По результатам испытаний, проведенных в ЦАГИ, был определен лучший образец.
10 октября 1932 года была торжественно пущена Днепровская гидроэлектростанция имени В. И. Ленина. Седой непокорный Днепр потек по проводам электротоком. За четыре с половиной года была завершена грандиозная стройка, на два года раньше, чем прогнозировали иностранные специалисты. Американский консультант Хью Купер воскликнул:
— Ни один сознательный человек, который видит Днепрострой, теперь не может усомниться в том, что народы СССР могут стать мощной индустриальной силой!
Сергей Алексеевич Чаплыгин с полным правом разделял успех создателей крупнейшей тогда в мире ГЭС.
ДОРОГУ НОВОМУ!
На заседаниях коллегии ЦАГИ ставились, обсуждались и решались всевозможные вопросы. Прежде всего они касались хода строительства института. Но, разумеется, научная деятельность подразделений, эксперименты и исследования не менее занимали мысли Сергея Алексеевича и его коллег. Ученые смело пробивали дорогу новому.
Так, успешно шло возведение гидроканала длиной около двухсот метров, шириной двенадцать метров и глубиной шесть с половиной метров. Грандиозное сооружение! Гидроканал создавался для испытания моделей судов, в особенности глиссеров, а также гидросамолетов. Опыты с ними похожи на опыты в аэродинамической трубе с той лишь разницей, что в трубе модель висит неподвижно, а здесь двигается по воде.
Новое связывалось и с геликоптерной группой, появившейся в 1926 году в экспериментально-аэродинамическом отделе. Вскоре она преобразовалась в секцию особых конструкций — СОК. Возглавил секцию конструктор А. М. Изаксон.
Геликоптеры имели историю, которой могли позавидовать аэропланы. Впервые аппарат с несущим винтом вместо крыльев описал еще Леонардо да Винчи. В России Н. Е. Жуковский и его ученики Б. Н. Юрьев, Г. Х. Сабинин и В. П. Ветчинкин разрабатывали теорию воздушного винта. Борис Николаевич Юрьев многое сделал для развития теории геликоптера. Он предложил схему аппарата с одним несущим винтом, придумал автомат перекоса, без которого геликоптер все равно что автомобиль без руля. Еще в 1912 году, будучи студентом МВТУ, он получил золотую медаль на международной выставке воздухоплавания и автомобилизма за продемонстрированный публике аппарат вертикального взлета. Однако никто не мог похвастаться летающими геликоптерами. Максимум, на что они оказывались способными, — зависнуть на небольшой высоте и, не имея сил лететь, опуститься на землю.
Цагисты горячо взялись за постройку по одновинтовой схеме первого советского экспериментального геликоптера 1‑ЭА. В июле 1930 года на опытном заводе ЦАГИ закончил его сборку. Где опробовать новую машину, «погонять» двигатели, отработать методику испытаний аппарата на привязи? Александр Михайлович Изаксон вспоминал спустя сорок лет, беседуя со мной:
— Можно было, конечно, отвезти геликоптер на аэродром. Но вдруг потребуются переделки, которые за пределами завода трудно осуществить? Вести же испытания на служебной территории нежелательно: наверняка соберутся любопытные, замучают советами... Родилась дерзкая мысль — провести опробование на втором этаже недостроенного цеха. Колеса были сняты, машину за ось шасси прикрепили к балкам перекрытия первого этажа. Закрепили и хвостовую часть. Залив баки горючим, запустили двигатели. На всякий случай в цехе дежурил пожарник с комплектом огнетушителей. Его услуги не понадобились: все шло в соответствии с задуманным...
Однажды во время запуска двигателей участники испытаний так увлеклись, что не заметили присутствия постороннего наблюдателя. Он стоял молча, заложив руки за спину и приглядывался к непривычному аппарату. Только когда механик Иванов выключил моторы, Черемухин и Изаксон обратили внимание на одинокую фигуру поодаль. Это был Чаплыгин. В шестьдесят лет взобраться на недостроенную крышу довольно сложно. Тем более что наблюдение за испытаниями вовсе не входило в круг обязанностей председателя коллегии института. Привело его на крышу любопытство ученого, узревшего наглядные плоды труда инженеров и восхищенного ими. Черемухин начал рассказывать об испытаниях, Сергей Алексеевич одобрительно кивал головой. Выдающийся математик, в душе он преклонялся перед теми, кто мог создавать такое вот конструктивное чудо.
Чудо создавалось в ЦАГИ и туполевцами. Андрей Николаевич и его сподвижники спроектировали и построили в металле самолет АНТ‑3. Впервые крылатая машина строилась в соответствии с технико-тактическими требованиями ВВС. Впервые она выпускалась серийно. Впервые конструкторы, инженеры вели проектирование, ограниченные строгими рамками задания военных.
АНТ-3, или, как его называли, Р‑3 (разведчик), выглядел двухместным полуторапланом с таким же фюзеляжем, как на АНТ‑2, — высоким, трехгранного поперечного сечения. Двигатели были западного производства — своих, отечественных, еще не имелось.
В конце августа 1926 года на одном из самолетов, получившем гордое имя «Пролетарий», летчик М. Громов и механик Е. Радзевич совершили перелет по европейским столицам. «Пролетарий» садился на аэродромах Берлина, Парижа, Вены, Праги, Варшавы. Семь с лишним тысяч километров экипаж преодолел за тридцать четыре летных часа... Спустя год летчик С. Шестаков и бортмеханик Д. Фуфаев выполнили полет на восток с конечной посадкой в Токио. Достижение их еще более впечатляло: свыше двадцати тысяч километров за сто пятьдесят три часа!
В ЦАГИ жадно ловили сообщение о перелетах. Чаплыгин следил за ними не только по праву руководителя института. Им владело любопытство ко всему тому, что лежало за пределами чистой теории, что пока робко и все-таки многообещающе вытекало из разработок ученых-аэродинамиков.
Новый туполевский самолет стал вехой в деле создания советских тяжелых бомбардировщиков. Грузоподъемность АНТ‑4 (в серии его назвали ТБ‑1) достигала двух тонн. По схеме он был не биплан, а моноплан — это соответствовало избранному направлению в работе молодого туполевского коллектива.
Сергей Алексеевич с немалым любопытством осмотрел деревянный макет АНТ‑4 (кстати сказать, впервые сделанный в практике советского самолетостроения), выслушал красочный, пестревший колоритными деталями рассказ очевидцев и участников «исторического выноса тела самолета», точнее, выноса центроплана, не лезшего ни в какие, отнюдь не «фигуральные» ворота. Для осуществления операции пришлось выломать простенок и на руках вынести центроплан из помещения во двор.
В июле 1926 года председатель ВСНХ Дзержинский направляет Чаплыгину правительственную телеграмму в связи с успешным завершением испытаний самолета АНТ‑4. А некоторое время спустя постановлением ВЦИК Чаплыгин и Туполев награждаются орденами Трудового Красного Знамени. Так страна отмечает заслуги ученого и конструктора: одного — в создании научно-исследовательской базы, помогавшей самолетостроению, другого — в реализации передовых достижений, без которых немыслимо создание тяжелых цельнометаллических машин.