Последним самолетом, на котором летал П. Н. Нестеров, был моноплан "Моран-Солнье" типа "G", который по скорости и маневренным свойствам превосходил самолет "Ньюпор-4". Полетами на нем он овладел, видимо, в бытность свою в Москве летом 1914 г.; на самолете этого типа он совершил перелет Москва-- Петербург 11 июля 1914 г., пролетев без посадки около 600 км. Это было большим достижением для того времени. Наконец, на этом самолете Нестеров совершил свой геройский подвиг, таранив в воздухе австрийский самолет 8 сентября 1914 г.; при этом он погиб сам из-за повреждения собственного самолета при таране.
На самолетах с двигателем он летал лишь около двух лет, но как много было сделано П. Н. Нестеровым за такой короткий срок! В то время авиацией очень увлекались, летчиками становились отважные и одаренные люди. Самолеты того времени были очень несовершенны, особенно в отношении устойчивости и прочности, так как именно эти вопросы были наиболее слабо изучены.
Нестерову удалось разрешить коренные вопросы техники пилотирования и военного применения самолетов. Личная отвага у него счастливо сочеталась с глубокими знаниями, большой наблюдательностью и любознательностью.
Биографические сведения о жизни и деятельности П. Н. Нестерова уже излагались рядом авторов и едва ли можно добавить к ним что-либо существенное. Чтобы в полной мере оценить заслуги П. Н. Нестерова, необходимо более глубоко осветить научно-техническую сторону его деятельности, чего не могли сделать его современники. Нестеров летал на конкретных самолетах -- в сущности только на трех типах; они обладали вполне определенными свойствами и возможностями. За минувшие 50 лет авиация прошла огромный путь развития -- от скоростей порядка 100-130 км/час до 2500-3000 км/час; соответственно изменились и другие свойства самолетов, возросло их общее техническое совершенство и оснащенность аппаратурой. У Нестерова был единственный авиационный прибор -- высотомер; работу двигателя проверяли на слух; скорость полета тоже определяли на слух и судили о ней по работе рулей.
П. Н. Нестерову, как и многим другим русским летчикам того времени, пришлось летать лишь на самолетах иностранных конструкций. Лишь немногие изобретатели и летчики при заводах могли летать иногда на самолетах отечественной конструкции, строившихся в нескольких экземплярах. Исключением являлся первый многомоторный самолет "Илья Муромец", который строился серийно до Октябрьской революции. Другие серийные самолеты периода первой мировой войны, строившиеся на заводах Лебедева и Анатра, являлись в сущности модификациями германских самолетов фирмы "Альбатрос". Оригинальные отечественные конструкции, за исключением самолета "Илья Муромец" и гидросамолетов Д. П. Григоровича, так и не могли пробить себе дорогу. Только после Октябрьской революции Коммунистическая партия поставила задачу избавиться от иностранной зависимости в области строительства самолетов и двигателей. Это было выполнено менее чем за десять лет.
В данной статье мы хотим детально рассмотреть свойства и технические возможности самолетов, на которых летал П. Н. Нестеров, с целью технического анализа авиации того времени на примере некоторых типичных конструкций, на которых пришлось летать многим русским летчикам. В то время расчеты летных характеристик были ограничены по объему и очень грубы. Технический анализ самолетов, на которых летал П. Н. Нестеров, позволит нам судить о возможностях, которыми он располагал в полете.
НА ПЛАНЕРЕ
Начнем с планера, который П. Н. Нестеров построил собственными силами и средствами и на котором он впервые познакомился со свойствами крылатых летательных аппаратов. Этот планер относился к категории балансирных, коробчатого типа. Термин "балансирный" указывает на средство управления путем перемещения груза относительно крыла вперед, назад и в стороны. Перемещаемым грузом был сам летчик, вес которого составлял около 75% общего веса всего летательного аппарата. Балансирное управление было впервые реализовано Отто Лилиенталем в последнем десятилетии XIX века; он погиб на одном из своих планеров в 1896 г. С планером-монопланом Лилиенталя мы можем детально познакомиться по экземпляру, который был подарен Н. Е. Жуковскому и находится в Научно-мемориальном музее его имени в Москве.
Планеры Лилиенталя -- моноплан и биплан -- были оригинальны по конструкции; напоминая крылья летучей мыши, они имели проволочные растяжки. Шанютом в Америке была разработана другая конструкция, которая очень напоминала известные коробчатые змеи, но только второе, заднее, крыло его было значительно уменьшено. Коробчатые балансирные планеры получили большое распространение вследствие простоты их изготовления и жесткости конструкции и строились с разными изменениями -- в основном, с постепенным уменьшением хвостовой поверхности. Некоторые конструкторы добавляли и органы управления.
Коробчатых балансирных планеров в России строилось много, так как они были дешевы, довольно безопасны и просты в изготовлении. В журнале "Вокруг света" за 1910 г. был детально описан коробчатый балансирный планер, построенный из бамбуковых палок. В 1910 г. в Киеве была опубликована брошюра профессора Н. Б. Делоне "Устройство дешевого и легкого планера и способы летания на нем". Вес этого планера был около 20 кГ и стоимость его оценивалась всего в 20 рублей.
Несмотря на разнообразие конструкций и отдельные особенности, свойства этих планеров были примерно одинаковы, что определялось размахом крыльев, равным около 6 м и площадью крыльев S -- около 16 м2. Их аэродинамическое качество было низким из-за малого эффективного удлинения, грубой формы деталей, обилия растяжек и, конечно, из-за висящей во весь рост фигуры летчика. Примерный вид планера П. Н. Нестерова показан на рис. 1.
Посмотрим, каковы были характеристики планеров того времени и насколько они отличаются от современных. Планеры первого десятилетия XX века имели довольно низкие летные характеристики; на них удавалось совершать только кратковременные полеты, длительностью в несколько секунд, редко -- в десятки секунд. Однако и такой полет привлекал начинающих авиаторов, тем более, что стоимость планера была мала.
Мы изложим здесь основы теории планеров, применявшейся в то время, и современные теории. Ранние способы расчета были очень просты. Угол снижения планера равен величине, обратной аэродинамическому качеству, которое определялось практически, и для бипланов с открытым расположением летчика не превышало 1/3,5-- 1/4. Скорость полета тоже определялась практически или теоретически -- с использованием характеристик крыльев, полученных при лабораторных измерениях в воздушном потоке.
Рис. 1. Схема балансирного планера П. Н. Нестерова
Скорость планирования определялась в основном удельной нагрузкой на крыло G/S, где G -- полетный вес в кГ и S -- площадь крыльев в м2. В среднем можно было считать
Так, при весе около 100 кГ и площади крыльев 16 м2 мы получим скорость по отношению к воздушной среде, равную 9-10 м/сек, и скорость снижения Vy V/K2,2-2,7 м/сек. Такая вертикальная скорость соответствует прыжку с высоты 1/4-1/3 м. При полете против ветра, имеющего скорость 5-6 м/сек, скорость перемещения планера по отношению к поверхности земли составляла 4-5 м/сек. Из этих характеристик легко видеть, что полет на планере мало отличался от бега и прыжков, но только время нахождения человека в воздухе при этом было гораздо больше, чем при простом прыжке с высоты.
Улучшение аэродинамического качества требовало значительного усложнения планера, а уменьшение удельной нагрузки путем увеличения площади крыльев делало планер громоздким, и балансирное управление становилось непригодным. Перейдем к общей теории планера, как она сложилась впоследствии.