Планер - преемник воздушного змея

Опыты с аэродинамикой крыла

Следующий этап в развитии конструкции планера связан с американцами, братьями Орвиллом и Уилбуром Райтами. Они серьезно изучали опыт своих предшественников в строительстве летательных аппаратов и пришли к выводу о необходимости управления планером в полете не путем перемещения веса летчика, а используя аэродинамические силы на подвижном крыле. Как признавались сами братья, к подобному выводу они пришли после изучения полета птиц, в частности полета сарычей. Свои догадки братья стали опробовать на бипланном воздушном змее с полутораметровым размахом крыла. Когда опыты прошли удачно, они приступили к постройке пилотируемого планера.

В 1900 г. братья Райт построили биплан, похожий по конфигурации крыльев на биплан Шанюта-Херринга. В своей конструкции американцы, помимо системы перекашивания крыла, ввели еще кое-какие новшества: отказались от хвостового оперения, вместо него впереди коробки крыльев размещался руль высоты. Летчик располагался, лежа на нижнем крыле, что уменьшало силу сопротивления воздушного потока при полете. Хвостовое оперение братья Райт считали лишним элементом конструкции, увеличивавшим ее вес и приводящим лишь к неприятностям.

Планер братьев Райт

Планер был сделан из сосны и обшивки. Весил он 22 кг, а размах крыльев составлял 5,2 м. Первое беспилотное испытание летательного аппарата состоялось в 1900 г. на побережье Атлантического океана, где постоянно дули ветра, а почва была песчаной. От пилотируемого полета братья были вынуждены отказаться из-за низкой подъемной силы крыла. Лишь потом они отважились на испытания с летчиком, при этом он располагался на нижнем крыле лежа. Планер разгоняли на спуске против ветра два ассистента, державшие его на руках. Полеты были непродолжительными, не более двух минут, посадка происходила на крыло.

В следующем году американцы построили новый планер, который оказался гораздо крупнее предыдущего: вес 45 кг, размах крыла 6,7 м. Но и эта конструкция не удовлетворила создателей: планер слишком быстро снижался, им оказалось трудно управлять — аппарат не поворачивался в сторону опушенного крыла. (Сейчас это явление в аэродинамике хорошо изучено и называется рысканием, когда при отклонении элеронов на конце крыла с увеличением угла атаки возникало дополнительное аэродинамическое сопротивление, стремящееся развернуть самолет в противоположное от наклона крыла направление.) И как ни улучшали братья конструкцию своего планера, аппарат не летал дальше балансирных планеров прежних лет: максимальная дальность при одном из полетов составила всего 118 м.

Прежде чем приступить к очередному строительству планера, братья Райт интенсивно изучали в аэродинамической трубе собственной конструкции всевозможные профили и формы крыла. В конце концов они пришли к более удачной его форме. А в 1903 г. они запатентовали свою систему управления планером, при которой совместно действовали перекашиваемое крыло и поворачивающийся вертикальный руль направления. Подобная конструкция позволяла планеристу совершать правильный разворот с креном.

Более тысячи полетов на своем планере совершили братья Райт за один только 1902 г. Самым лучшим оказался тот, когда биплан пролетел 190 м и продержался в воздухе 22 с. В 1903 г. результат по продолжительности полета был улучшен до 70 с.

Полученный опыт пилотирования привел американцев к выводу, что аэродинамические свойства аппарата не зависят от размеров и веса, как, например, при конструировании балансирных планеров. Аэродинамический же способ управления биплана позволял делать его более устойчивым в полете. Скажем, планер надежно контролировался пилотом даже при ветре 16 м/с. Полетные качества конструкций братьев Орвилла и Уилбура Райтов отметил присутствовавший при полетах О. Шанют.

Система управления на планере братьев Райт

Конечно, не все проходило у братьев безоблачно и гладко. Например, в одном из полетов Орвилл Райт потерпел аварию, когда допустил очень сильный крен. В итоге произошло неуправляемое скольжение на опущенное крыло. Полученный опыт подтолкнул братьев не совершать повороты более чем на четверть круга, а сами полеты производить на небольших высотах. Позднее они же придут к выводу, что ошибочно отказались от хвостового оперения в конструкции планера. Вклад братьев Райт в историю планеростроения заключается в разработке работающей схемы аэродинамического управления летательного аппарата.

Если же говорить об общем вкладе строителей планеров в историю покорения воздушного океана, то главная заслуга заключается в доказательстве на практике теории о том, что человек может передвигаться в воздухе на аппарате с неподвижным крылом. Именно история планеризма богата практическими открытиями в области конфигурации крыла и доказала тесную взаимосвязь движения крена и рыскания, отчего необходимо конструировать поперечное управление аппаратом.

Нельзя не отметить и богатейшего опыта пилотирования, методов взлета и посадки. От безмоторного планера к созданию самолета остался один шаг.