Тебе случалось, конечно, запускать в небо воздушный змей. Ты чувствовал, как режет палец натянутая, словно струна, нитка, когда змей забирает все выше и выше?

Чувствовал?

Значит, ты уже знаком с главной аэродинамической величиной. За палец тебя дергала подъемная сила, та самая, что уводит нехитрую несущую плоскость — змей — прочь от земли, в голубые небесные дали.

Тот, кто ощущал однажды подъемную силу, в какой-то степени уже авиатор…

Воздушный змей поднимает, правда, только самого себя да нитку, но существо дела от этого не меняется: змей в основе своей — летательный аппарат тяжелее воздуха, родня самолету. И сходство это легко заметить.

Посмотри на самолетное крыло сбоку, в профиль. Видишь, оно напоминает очертания змея, только толще, и поверхность его не плоская, а кривая.

Что же происходит с крылом в полете, почему оно держит машину в воздухе, не дает ей упасть на землю?

Прежде чем ответить на этот вопрос, поставим сначала простой опыт. Возьми тетрадочный листок, разорви его вдоль на две половинки. Полоски чуть согни так, чтобы их можно было поставить ребром на столе. Расположи согнутые листки на расстоянии в два — два с половиной сантиметра один от другого, выпуклыми сторонами внутрь.

Готово?

Теперь дунь тихонько между листочками. Бумажки не разлетятся в разные стороны, а, напротив, сблизятся. Почему?

Все дело в том, что над кривой поверхностью возникло разрежение воздуха. Оно и притянуло половинки тетрадочного листка друг к другу.

Простой этот опыт наглядно показывает, как действует на искривленную поверхность разрежение воздуха.

Врезаясь в воздушную толщу, крыло расталкивает частицы воздуха, освобождая себе место в небе. При этом и над крылом и под крылом появляется точно такое же разрежение воздуха, как и между половинками тетрадочного листка. Но крыло имеет одну особенность кривизна его поверхностей неодинакова: в верхней части она больше, в нижней меньше. Поэтому и разрежение воздуха над крылом оказывается больше, чем под ним, и вся плоскость стремится вверх.

Чтобы ты, Алеша, мог более наглядно представить себе рождение подъемной силы, на рисунках вместо работающих частичек воздуха изображены маленькие человечки — вверху их больше, они сильнее. Если собрать обе команды этих человечков, поставить друг против друга и заставить их тянуть канат, ясно, что верхняя команда победит.

На настоящем крыле никаких человечков, разумеется, нет, но силы разреженного воздуха действуют очень похоже. Верхняя команда всегда побеждает — поэтому-то крыло всегда стремится вверх.

Но кто же «дует» на самолетные крылья?

Самолет это делает сам. Потому он и называется самолетом — «сам летаю»! Для того и ставят на него мотор, чтобы придать машине силу, нужную для движения.

Летит самолет, рассекает воздушную массу, и, пока у машины есть скорость, поток взбудораженных частичек воздуха все время свистит вокруг нее. Чем больше скорость, тем сильнее этот поток.

Вот почему, ругая курсанта за ошибку, допущенную в полете, летчик-инструктор говорил ему:

«Запомни, заруби себе на носу: полет — это скорость!»

Потерять скорость в воздухе — это не просто опоздать в пункт назначения, к заранее рассчитанному времени; потерять скорость — значит остаться без подъемной силы, которая держит машину в небе, а в конечном счете это значит — упасть…

Там где кончается скорость, прекращается полет и начинается свободное падение.

Чтобы понять, как летает самолет, мало познакомиться с одной только подъемной силой. Вместе с этой очень важной для полета величиной на самолет действуют еще сила веса, сила тяги и сила лобового сопротивления. Ссорясь и постоянно соперничая в полете, они никогда не покидают движущийся самолет. Сила веса всегда тянет машину вниз, и если бы ей не противодействовала подъемная сила, то самолет упал бы на землю, как всякий предмет, лишенный поддержки.

Ну, а если на самолет будут одновременно действовать две силы сразу (сила веса и подъемная сила) и обе окажутся равными, тогда что же — самолет сможет висеть в воздухе, как воздушный шар? Судя по схеме — сможет. Скажем, вверх самолет тянет с силой три тысячи килограммов и вниз с такой же силой, с теми же тремя тысячами килограммов. Куда машине деваться? Висеть.

А теперь, Алеша, попробуй понять, где я напутал в последнем рассуждении и на чем сбиваю тебя с толку.

Заметил?

Правильно. Все дело в том, что подъемная сила крыльев рождается только в движении, когда у самолета есть скорость. А для этого, говоря попросту, надо, чтобы его что-то тащило или толкало. Двигает машину вперед мотор, он вращает воздушный винт, который и дает самолету третью силу — силу тяги.

Когда ты проводишь ладонью в воде, то, конечно, чувствуешь, как жидкость сопротивляется движению руки, как она старается притормозить, остановить твои пальцы. Точно так же и воздух сопротивляется движению самолета. Так возникает четвертая аэродинамическая сила — лобовое сопротивление. Чем больше скорость полета, тем оно значительнее.

Командуя четырьмя постоянно действующими на самолет силами, летчик управляет машиной, заставляя ее по своему желанию лететь прямо, не изменяя высоты и скорости, либо подниматься вверх, либо снижаться к земле…

Как же действует пилот, командующий аэродинамическими силами? Чем он вооружен? Какие секретные слова ему известны?

Сначала я расскажу о том, что делает летчик.

Один крепкий парень тянет самолет вверх, вес машины — вниз, и, так как силы их равны, машина делается как бы невесомой. Второй парень не может перебороть третьего, и самолету ничего не остается делать, как лететь по прямой.

Это и есть горизонтальный полет.

Обрати внимание на "лишнюю" белую стрелочку. Когда самолет идет в гору, часть веса машины (белая стрелочка) вместе с лобовым сопротивлением старается как бы стащить машину назад.

Скажем, надо лететь прямо, не снижаясь и не набирая высоты. Тогда летчик так распределяет подчиненные ему силы, чтобы ни одна не пересиливала другую: подъемная сила точно соответствует силе веса, а сила тяги уравновешивает силу лобового сопротивления. Теперь самолету ничто не мешает лететь так, как задумал хозяин, — прямо, не снижаясь и не набирая высоты, он и летит, выдерживая, как говорят в авиации, режим горизонтального полета.

Хочет летчик увеличить скорость полета, разогнать свой самолет, не теряя высоты, тогда он «дает газ» (прибавляет питания мотору), и сила тяги, оказавшись на время больше силы лобового сопротивления, увлечет машину вперед, потащит самолет быстрее, стремительней. Разгон самолета не может продолжаться бесконечно — увеличится скорость, вырастет и сопротивление, в какой-то момент обе эти борющиеся силы, став больше, вновь сравняются, и тогда установится новый режим горизонтального полета; только теперь машина будет лететь на повышенной скорости.

Чтобы заставить самолет подниматься вверх, не теряя скорости, установившейся в горизонтальном полете, летчик снова должен увеличить силу тяги. Если б самолет был живым существом, на подъемах он испытывал бы те же ощущения, что и турист, поднимающийся в гору с тяжелым рюкзаком. Пока дорога ровная, мешок давит на человека, прижимает его к земле, а на подъеме он еще и назад своего хозяина тянет. Идти делается труднее, и нужно тратить дополнительные усилия, чтобы не потерять скорость движения.

Самолет планирует. Вес самолета превратился из противника в союзника пилота — часть силы веса (стрелочка в белой окантовке) тащит машину вниз.

На снижении летчик уменьшает силу тяги, теперь вес самолета работает как союзник человека. И если продолжать сравнения, то можно сказать, что в режиме снижения или, точнее, в режиме планирования самолет напоминает санки, скатывающиеся с горы…

Чем же воздействует летчик на аэродинамические силы в полете, какими средствами?

В распоряжении пилота — сектор газа, ручка управления (или штурвал на больших самолетах) и ножные педали.

Сектор газа пилот держит в левой руке.

Это сектор газа. Невелик рычаг, а от него зависят все изменения в работе мотора.

Действует он им почти так же, как шофер педалью газа: подвинет сектор вперед, оттолкнет от себя — мотор получит больше топлива и увеличит мощность; отодвинет назад, к себе и мотор, переведенный на «голодный паек», снижает мощность. Управляя сектором газа, летчик управляет силой тяги.

Сильная рука у пилота; не уставая, она распоряжается величайшими мощностями: на учебном самолете — это сто пятьдесят — сто шестьдесят лошадиных сил, а на реактивном тяжелом корабле и все сто пятьдесят тысяч!

Сто пятьдесят тысяч лошадиных сил — огромная мощность. Художник хотел изобразить двигатель такой силы, а рядом с ним — столько нормальных автомобильных моторов, сколько нужно, чтобы развить такую же мощность. Но из этой затеи ничего не вышло. Один авиационный стопятидесятитысячный двигатель надо было уравновесить тремя тысячами «победовских» моторов — они не помещаются в книжке!..

Ручку управления летчик держит в правой руке. С ее помощью хозяин машины командует подъемной силой, той самой силой, что несут на себе крылья.

Смотри, что происходит в полете, когда летчик отклоняет ручку управления, допустим, на себя. Руль высоты, следом за движением ручки управления, идет вверх; при этом подъемная сила хвостового оперения уменьшается, и весь самолет реагирует на это действие летчика почти так же, как весы, на одну из чашек которых прибавили груза. Действительно, раз подъемная сила хвостового оперения уменьшилась, хвост делается как бы тяжелее, он перетягивает — нос самолета поднимается, и вся машина переходит в набор высоты.

При спуске, на планировании летчик отклоняет ручку от себя, руль высоты немедленно опустится, подъемная сила хвостового оперения возрастет, и самолет, наклонившись вниз, помчится к земле, как санки с горы.

Но ручка управления связана не только с хвостовым оперением, она отклоняет еще и маленькие подвижные плоскости на крыльях элероны. Подвинет, например, летчик ручку вправо — поднимется правый и опустится левый элерон. Самолет выйдет из равновесия (на крыльях подъемная сила стала неодинаковой) и наклонится вправо.

Летчик тянет ручку управления на себя — руль высоты отклоняемся вверх, и весь самолет начинает набирать высоту.

Летчик отдаст ручку управления вперед, от себя — руль высоты опускается, и машина переходит на снижение.

Мне осталось познакомить тебя с ножным управлением. Самолетные педали отклоняются влево и вправо, при этом они увлекают за собой руль поворота, который действует на самолете примерно так же, как на обыкновенной прогулочной лодке. Нажмет летчик на педаль — даст, скажем, левую ногу, и самолет будет заворачивать влево.

Вот я и рассказал о том, как действует в воздухе летчик — командир аэродинамических сил. Рассказал очень коротко, в нескольких строчках, — полный курс теории полета занимает много толстых томов, и, чтобы в них разобраться, нужно сначала изучить математику, физику, теоретическую механику. В полном курсе несколько тысяч формул, и самая простая выглядит так:

Говорят: «Солидные теоретические знания для всякой специальности — то же, что прочный фундамент для дома». Ну что ж, фундамент не фундамент, а первый кирпич для него у тебя уже есть. Ты имеешь теперь представление об устройстве самолета, кое-что узнал о профессиональных качествах, необходимых летчику, побывал на аэродроме и чуть-чуть прикоснулся к теории авиации.

Для начала, пожалуй, достаточно.

Пора в полет.