В предисловии мы уже немало рассказали о вертолетном движении, начиная с китайских бумажных вертолетиков, но стоит кое-что добавить.
Эти вертолетики проникли в Европу вместе с Марко Поло, хотя нет никаких сомнений, что и до путешествия знаменитого итальянского негоцианта подобные игрушки были в Европе отлично известны. Ведь летающие по вертолетному принципу семена клена видел любой средневековый европеец, и скопировать их не стоило труда. Да и не только в Европе, но и в неоткрытой тогда Америке тоже растут клены — американские, да и многие другие растения с отлетающими от кроны семенами. Во всяком случае, майя развлекались чем-то подобным, об этом есть свидетельства в немногих сохранившихся рукописях майя. А вот в самой реальности путешествия Марко Поло сегодня возникли значительные сомнения. То есть до Средней Азии он точно добрался, но вот был ли в Китае — далеко не факт. Похоже, что он просто пересказал истории про китайского богдыхана и его подданных, о которых ему самому поведали купцы, задолго до него путешествовавшие по Великому шелковому пути.
В китайские игрушки дети играют и сегодня, а в любом «Детском мире» продают заводные вертолетики, летающие даже в небольшом пространстве комнаты. Лучшими интеллектуалами человечества были затрачены огромные усилия на создание вертолетов, и вот — через каких-то пару тысячелетий в магазинах торгуют дешевыми, но безотказно работающими моделями этих летательных аппаратов. Продаются и гораздо более дорогие и совершенные, потрясающе красиво летающие игрушечные вертолеты на батарейках, с пультом управления по радио. Эти радиоуправляемые модели в состоянии выполнять фигуры высшего пилотажа, покрывать значительные расстояния в воздухе и, как бумеранг, возвращаться к хозяину, аккуратно приземляясь у его ног. Вертолетами фактически являются и множество дронов, которые сегодня уверенно заменяют управляемые человеком аппараты тяжелее воздуха.
Напомним, что самым первым реально работающим можно считать вертолет Михаила Васильевича Ломоносова. Хотя его машинка на пружине не взлетела, но вес ее все же уменьшился, и до соосной схемы он первым догадался. Конечно, усилий любых пружин для устойчивого полета аппарата вертикального взлета, тем более с пилотом, хватить никак не может. Но идеологически Ломоносов был прав. Жалко, конечно, что все его вполне реальные изобретения и открытия, а заодно и чисто умозрительные теории не признавались современниками из числа академических ученых. Или признавались, но как-то вяло, и в любом случае работы Ломоносова остались практически неизвестными в просвещенной Европе и не оказали почти никакого влияния на развитие мировой науки. Хотя для России, конечно, имели огромное значение.
Реальные надежды на создание вертолета появились только через 200 лет после пружины Михайло Васильевича, и связано это было, как мы уже говорили, с появлением двигателя внутреннего сгорания. Первый хорошо работающий ДВС работал на газе, на смеси воздуха и светильного газа, который в свою очередь тоже был смесью — метана, водорода, угарного газа и прочих газообразных продуктов термического разложения каменного угля или нефти в отсутствие кислорода.
Этот двигатель придумал бельгиец Жан Жозеф Этьен Ленуар, работавший во Франции, который запатентовал свое изобретение в 1860 году. Довольно странно, что это произошло почти через 40 лет после появления работы французского физика и математика Сади Карно о термодинамических условиях достижения максимального кпд тепловых машин. Из монографии Карно с очевидностью следовало, что заниматься нужно созданием двигателей не внешнего сгорания типа паровых котлов, а внутреннего сгорания, причем в качестве топлива использовать не дрова или уголь, а нечто с гораздо более высокой теплотой сгорания. Именно газ или продукты перегонки нефти.
Впрочем, проекты ДВС были и до Ленуара, но неудачные, что тоже довольно странно, поскольку механика как наука к тому времени находилась на вполне пристойном уровне, да и в двигателе Ленуара широко использовались технические решения паровых машин. Надо полагать, что на более эффективный, чем паровой, двигатель не было интеллектуального заказа общества, всех до поры до времени устраивали котлы на угле.
Тут можно отметить, что и стремительное развитие вертолетостроения началось лишь после Второй мировой войны, хотя принципиально годные вертолеты Сикорского появились уже в 1909 году, а реально летавшие (хотя и не его) — еще раньше.
Двигатель Ленуара сразу получил практическое применение, сначала как лодочный мотор, а потом для некоторых (неудачных) предшественников автомобилей. Для уже настоящих автомобилей прекрасно подошел в конце 80-х годов XIX века бензиновый ДВС, разработанный Даймлером и Майбахом. В честь последнего, кстати, назван один из самых роскошных и дорогих современных автомобилей «майбах».
А теперь, наконец, настала пора разобраться, что это такое, как летают и какие бывают винтокрылые машины.
По определению вертолетами считаются летательные аппараты, у которых подъемная и движущая сила создаются вращающимися винтами. Ранее в русском языке использовалось, и часто используется до сих пор, другое название для таких аппаратов, а именно «геликоптер». Слово «вертолет» придумал то ли фантаст Казанцев, то ли кто-то из наших вертолетчиков (раньше мы уже упоминали, что это мог быть Камов), то ли слово было наполовину заимствовано из названия одной американской (вертолетной!) компании, да это и не важно.
Для простоты рассмотрим вертолет с одним несущим винтом и дополнительным рулевым винтом на хвосте аппарата или даже без этого рулевого винта. Несущий винт имеет две или четыре лопасти (изредка пять), расположенные под некоторым углом к плоскости вращения винта. Как крылья самолета — для создания подъемной силы, разве что у самолета крылья намертво соединены с фюзеляжем и угол всегда один и тот же, а у вертолета лопасти могут находиться под разными углами к плоскости вращения винта.
К определению вертолета надо добавить самое важное: данный аппарат способен взлетать в воздух и садиться на землю вертикально — именно поэтому вертолетам не требуется взлетно-посадочная полоса, без которой, да еще и большой длины, самолетам не обойтись. Несколько лет назад появилась идея перевозить на вертолетах из Кремля или откуда им надо на свои загородные резиденции президента России и премьер-министра, чтобы предотвращать коллапс на московских улицах, когда
