Самолёт — воздушное судно тяжелее воздуха, предназначенное для полётов в атмосфере с помощью силовой установки, создающей тягу, и неподвижного относительно других частей аппарата крыла, создающего подъёмную силу[1][2]. Неподвижное крыло отличает самолёт от махолёта (орнитоптера) и вертолёта, а наличие двигателя — от планёра. От дирижабля и аэростата самолёт отличается тем, что использует аэродинамический, а не аэростатический способ создания подъёмной силы.
В современной авиации существуют самолёты с подвижной изменяемой геометрией крыла (например, Су-24На рубеже XVIII-XIX веков английский естествоиспытатель Джордж Кейли предложил концепцию летательного аппарата с фиксированным крылом и отдельным от него двигателем. В 1843 году английский изобретатель Уильям Хенсон получил патент на проект самолёта. Первый российский проект самолёта был предложен Николаем Афанасьевичем Телешовым в 1864 году[7]. В 1874 году французский морской офицер Жан Мари Феликс де Ла Круа Дю Тампль построил полноразмерный самолёт с паровой машиной. Однако недостаточная мощность двигателя не позволяла ему совершать полёт. В 1882 в присутствии представителей военного ведомства Российской Империи и Русского технического общества была предпринята попытка взлёта на самолёте с паровой силовой установкой, построенном по проекту русского морского офицера Александра Фёдоровича Можайского. Согласно ряду исследований, проведённых в XX веке в СССР, имеющаяся мощность двигателей также не позволяла самолёту Можайского совершать установившийся полёт, однако по некоторым сообщениям современников, имел место кратковременный отрыв аппарата от земли. Самолёты с паровыми двигателями Клемана Адера (Франция) и Хайрема (Гирама) Максима (США) также кратковременно отрывались от земли, однако не могли совершать устойчивый управляемый полёт.[2][5] Причинами этого служили: отсутствие теории полёта и управления, теории прочностных и аэродинамических расчётов. В связи с этим самолёты строились «наобум», «на глазок», несмотря на наличие инженерного опыта у многих пионеров авиации.
Павел Дмитриевич Кузьминский создал несколько проектов летательных аппаратов тяжелее воздуха, ни один из которых, правда, не был реализован на практике. Один из проектов, известный под названием «Руссолет», с двумя коническими спиральными вертикальными винтами «руссоидами», или «руссоидальными винтами», судя по эскизам в «Записках Русского технического общества», был похож и на аэроплан, и на двухвинтовой вертолёт, хотя, по сведениям из других источников, один винт был направлен вверх, а другой вперёд[8].
В современной академической литературе, касающейся авиастроения, наиболее распространено мнение, что первым самолётом, который смог самостоятельно совершить устойчивый управляемый горизонтальный полёт, стал «Флайер-1», построенный братьями Орвилом и Уилбуром Райт в США. Первый полёт самолёта в истории был осуществлён 17 декабря 1903 года.[9] «Флайер-1» продержался в воздухе 12 секунд и пролетел 36.58 метров (120 футов). На усовершенствованных моделях братья Райт 20 сентября 1904 года впервые в мире выполнили полёт по кругу, а в 1905 году — полёт по замкнутому маршруту длиной в 39 км.[2]
Их аппарат представлял собой биплан типа «утка» — пилот размещался на нижнем крыле, руль направления сзади, руль высоты спереди. Двухлонжеронные крылья были обшиты тонким небелёным муслином. Двигатель «Флайера» был четырёхтактный, со стартовой мощностью 16 лошадиных сил и весил всего (или целых, если оценивать с современной точки зрения) 80 кг.
Аппарат имел два деревянных винта. Вместо колёсного шасси Райты использовали стартовую катапульту, состоящую из пирамидальной башни и деревянного направляющего рельса. Привод катапульты осуществлялся с помощью падающего массивного груза, связанного с самолётом тросом через систему специальных блоков.
В России практическое развитие авиации задержалось из-за ориентации правительства на создание воздухоплавательных летательных аппаратов, устроенных по принципу «легче воздуха». Основываясь на примере Германии, русское военное руководство делало ставку на развитие дирижаблей и аэростатов для армии и не оценило своевременно потенциальные возможности нового изобретения — самолёта.
Свою отрицательную роль в отношении летательных аппаратов тяжелее воздуха сыграла и история с «Аэромобилем»[de] В. В. Татаринова. В 1909 году изобретатель получил 50 тысяч рублей от Военного министерства для постройки вертолёта.[10] Кроме того, было много пожертвований от частных лиц. Те, кто не мог помочь деньгами, предлагали бесплатно свой труд для воплощения замысла изобретателя. Россия возлагала большие надежды на это отечественное изобретение. Но затея закончилась полным провалом. Опыт и знания Татаринова не соответствовали сложности поставленной задачи, и большие деньги были выброшены на ветер. Этот случай отрицательно повлиял на судьбы многих интересных авиационных проектов — русские изобретатели не могли больше добиться государственных субсидий.[источник не указан 2130 дней]
Тем не менее именно русский учёный Николай Егорович Жуковский может считаться «отцом авиации». В 1904 году он сформулировал теорему, дающую количественную величину подъёмной силы крыла самолёта; а также определил основные профили крыльев и лопастей винта самолёта; разработал вихревую теорию воздушного винта.
15 ноября 1905 года Жуковский прочитал доклад «О присоединённых вихрях», заложивший теоретическую основу развития методов определения подъёмной силы крыла аэроплана. Свои открытия он опубликовал в 1906 году в работе «О падении в воздухе лёгких продолговатых тел, вращающихся около своей продольной оси». Как было написано в книге «Рассказы о русском первенстве», вышедшей в 1950 году в издательстве «Молодая гвардия», Жуковский открыл «тайну крыла» — объяснил и дал метод расчёта подъёмной силы крыла, той силы, которая держит самолёт в воздухе[11], и стал основоположником науки аэродинамики, без которой не было бы ни самолётов, ни авиации[12].
В 1909 году русское правительство наконец проявило интерес к самолётам. Было решено отклонить предложение братьев Райт о покупке их изобретения и строить самолёты своими силами. Конструировать самолёты поручили офицерам-воздухоплавателям М. А. Агапову, Б. В. Голубеву, Б. Ф. Гебауеру и А. И. Шабскому. Решили строить трёхместные самолёты различных типов, чтобы потом выбрать наиболее удачный. Никто из проектировщиков не только не летал на самолётах, но даже не видел их в натуре. Поэтому не приходится удивляться, что самолёты терпели аварию ещё во время Первые успехи русской авиации датируются 1910 годом. 4 июня профессор Киевского политехнического института князь Александр Кудашев пролетел несколько десятков метров на самолёте-биплане собственной конструкции.
16 июня молодой киевский авиаконструктор Игорь Сикорский впервые поднял свой самолёт в воздух, а ещё через три дня состоялся полёт самолёта инженера Якова Гаккеля необычной для того времени схемы биплан с фюзеляжем (бимоноплан)
