Уилбур и Орвилл Райт из Дейтона использовали другой подход. Вместо того чтобы считать, что предпринимают один проект с очень низкими шансами на успех, они разделили задачу на подзадачи, и каждая в отдельности оказалась разрешимой. Братья Райт выделили три отдельные проблемы: форма крыла, контроль крыла, тяга и вес двигателя – и приступили к их решению.
Чтобы изучить дизайн крыла, они построили аэродинамическую трубу и провели всесторонние испытания, позволившие им разработать более эффективное крыло с меньшим изгибом, то есть кривизной, и лучшим соотношением длины и ширины крыла. К 1902 году братья Райт считали, что знают о движении воздуха над криволинейными поверхностями «в сто раз больше, чем все их предшественники вместе взятые».[157]
Что касается контроля крыла, то они обнаружили, что одним из важнейших элементов для успешных полетов было поддержание баланса в нестабильных условиях. Когда птицы сталкиваются с турбулентностью, они поддерживают контроль, одно крыло приподнимая, а другое немного опуская вниз, причем оба движутся независимо, в соответствии с действующими на них силами. Братья Райт добились поперечного управления, создав аналогичную возможность в своем самолете – перекос или искривление крыла с помощью проволоки.
Наконец, чтобы преодолеть проблему тяги, они разработали и собрали двигатель весом всего 80 кг и пропеллеры, лопасти которых имели аэродинамический профиль, такой же, как профиль крыла. Их двигатель был чудом эффективности, способным перевести в тягу 66 % энергии вращения.
Соединение трех этих элементов привело к триумфу 17 декабря 1903 года, когда летательный аппарат братьев Райт поднялся в воздух в Китти Хоук. Успех братьев Райт был отчасти связан с их взглядом изнутри (они не страдали отсутствием амбиций или уверенности в себе). Но одновременно они думали и о более общей проблеме. Они переосмыслили свою задачу и вместо решения одной проблемы с нулевой базовой ставкой занялись тремя более мелкими с большей вероятностью выполнения. После того как они разобрались с каждым из компонентов, невозможное стало возможным.
Естественные барьеры или барьеры инженерного решения?
Почти 50 лет спустя, после достижений, непредставимых в 1903 году, авиация столкнулась с совершенно другой проблемой, которую Чак Йегер назвал «величайшим риском в авиации со времен братьев Райт – переходом с пропеллерных самолетов на сверхзвуковые и реактивные».[158]
Теперь задача состояла в том, чтобы лететь быстрее скорости звука. Многие ученые и инженеры опасались, что ударные волны окажутся такими сильными, что самолет развалится в воздухе. Некоторые рассчитали, что сотрясение воздуха при скорости звука представляет собой непроницаемую стену – отсюда и название «звуковой барьер».[159]В начале 1947 года погиб легендарный британский летчик-испытатель Джеффри де Хэвилленд младший: его самолет Swallow распался на скорости, соответствующей 0,94 скорости звука. После этого британцы отказались от сверхзвуковых экспериментов.[160]Задача казалась слишком сложной. Йегер вспоминал: «Многие хорошие инженеры думали, что законы природы убьют любого, превысившего скорость звука».
Базовая ставка для сверхзвуковых путешествий? Ноль, конечно. Это никогда не делалось.
Однако превышение скорости звука вряд ли было задачей для неразумных людей. Успех – не вопрос бравады. Некоторые конструкторы не разделяли преобладающего мнения, будто скорость звука невозможно превзойти, и считали, что в реальности барьер больше связан с конструированием, планированием и точным выполнением, а все это поддается контролю. Как выразился пилот Джек Ридли, «единственным барьером были плохая аэродинамика и плохое планирование».[161]
В течение 1947 года Авиационный корпус армии США, предшественник Военно-воздушных сил, работал с Bell Aircraft над созданием экспериментального самолета под названием Х-1, предназначенного для единственной цели – полета со скоростью больше скорости звука. Их методы были целенаправленными и систематическими. Полковник Альберт Бойд, отвечавший за вклад армейской авиации, настаивал на осторожном подходе: «Пока мы не попробуем, то не сможем узнать, что происходит при полете со скоростью звука. Это чрезвычайно рискованная задача, и мы собираемся выполнять ее не по одному шагу за один раз, а по одному дюйму за один раз».[162]
Конечно, испытания проводили пилоты с очень высокой степенью уверенности в себе. Как выразился инженер-испытатель X-1 Дик Фрост, «величайшая уверенность в себе – необходимое качество для летчика-испытателя истребителя».[163]Ни один из пилотов не имел больше уверенности в своих силах, чем Чак Йегер. Тем не менее Йегер не жалел усилий, чтобы максимально узнать о самолете, согласился следовать строгим правилам и продвигаться постепенно. Вот что он сказал: «Любая новая задача несет с собой риск; это часть нашей работы. Поэтому следует узнать как можно больше о самолете и его системах, практиковаться делать пробег по земле и парящие полеты и прикидывать все возможные случайности, пока ваши шансы не повысятся и задача не покажется более выполнимой».[164]
Вся команда предпринимала небольшие шаги и после каждого оценивала результат. Для первого полета X-1 был сброшен с B-29 и не использовал двигатель, а лишь планировал на землю. В следующем полете он использовал один двигатель, а в следующем еще один. Скорость увеличивалась постепенно, каждый раз всего на 15–20 миль в час. После семи полетов X-1 достиг 0,94 с.
Затем, во время восьмого полета, когда Йегер еще увеличил скорость, он потянул штурвал, но самолет не среагировал. Контроль над рулями высоты и закрылками на горизонтальных стабилизаторах хвоста обеспечивал продольное положение самолета, и наклон восстановился только после замедления скорости. Когда он вернулся на землю, пилоты и инженеры собрались, чтобы найти проблему. Они знали, что на 0,88 с над самой толстой частью крыла и стабилизатором образуется ударная волна. Теперь, при 0,94 с, ударная волна стала больше и дошла до рулей высоты, лишая пилота возможности осуществлять контроль. Решение было найдено: если можно будет поворачивать горизонтальный стабилизатор вверх и вниз с помощью переключателя балансировки, то пилот сможет сохранить контроль без использования рулей высоты. Когда эта проблема была решена, появились условия, чтобы X-1 смог превысить скорость звука. Многие продолжали сомневаться, но Йегер был уверен в решении инженера Джека Ридли: «Если Джеки думает, что я могу, то я это сделаю. Кто-то должен это сделать, так что пусть это буду я».[165]14 октября 1947 года Х-1 был сброшен с B-29, а затем взмыл вверх, преодолев все прошлые рекорды. На высоте 12 тыс. метров Йегер бросил X-1 вперед, быстрее 0,965 с, а затем быстрее скорости звука. Стрелка показала, что он перешел на сверхзвуковую скорость, и X-1 двинулся вперед. Ридли был прав: реальный барьер не находился за пределами нашей способности осуществлять контроль. В конечном счете, это вопрос инженерного искусства, и в человеческих силах было на него повлиять.
