ძმები რაიტები: როგორ ასწავლა ორმა ველოსიპედის ოსტატმა სამყაროს ფრენა

ორი ძმა დეიტონიდან

უილბერ რაიტი 1867 წლის 16 აპრილს დაიბადა ინდიანის შტატში, მილვილის მახლობლად, მისი ძმა ორვილი კი — 1871 წლის 19 აგვისტოს, ოჰაიოს შტატის ქალაქ დეიტონში. ისინი იყვნენ მილტონ რაიტის, ქრისტეში გაერთიანებული ძმების ეკლესიის ეპისკოპოსის, და სიუზენ კერნერ რაიტის შვიდი შვილიდან ორი. დედა ოჯახში ცნობილი იყო იმით, რომ ხელმარჯვედ ამზადებდა და აკეთებდა სხვადასხვა ნივთს. ოჯახი რამდენჯერმე გადასახლდა, მაგრამ ბოლოს დეიტონი მათი მუდმივი სახლი გახდა.

ფრენით გატაცება ძმებს ადრევე გაუჩნდათ. 1878 წელს მამამ მათ პატარა სათამაშო ვერტმფრენი მოუტანა, რომელიც ფრანგი ავიაციის პიონერის, ალფონს პენოს, ჩანაფიქრით იყო შექმნილი. იგი ქაღალდის, ბამბუკისა და კორპისგან იყო დამზადებული და დაგრეხილი რეზინი ამოძრავებდა. ბიჭები ამ სათამაშოთი მანამ თამაშობდნენ, სანამ არ გატყდა, შემდეგ კი თავად ააწყვეს მისი ასლები. მას „ღამურას“ ეძახდნენ.

ძმებიდან არც ერთს არ მიუღია საშუალო სკოლის დიპლომი და არც ერთი არასოდეს დაქორწინებულა. უილბერი იელის უნივერსიტეტში სწავლას აპირებდა, მაგრამ 1885–1886 წლების ზამთარში, ყინულზე თამაშისას, ჰოკეის ჯოხი სახეში მოხვდა. ამ ტრავმის შემდეგ იგი რამდენიმე წლით ჩაიკეტა და ჯანმრთელობაც შეერყა. სახლში იჯდა, უვლიდა დედას, რომელიც ტუბერკულოზით კვდებოდა, და ბევრს კითხულობდა მამის დიდ ბიბლიოთეკაში. ამ წყნარმა წლებმა მასში ღრმა და გულმოდგინე შესწავლის ჩვევა ჩამოაყალიბა, რომელიც მოგვიანებით გადამწყვეტი აღმოჩნდა.

ჯერ მესტამბეები, შემდეგ ველოსიპედის ოსტატები

სანამ თვითმფრინავებზე სერიოზულად დაფიქრდებოდნენ, ძმები მცირე ბიზნესის მფლობელები იყვნენ. ორვილმა საბეჭდი დაზგა ააწყო და 1889 წელს, უილბერის დახმარებით, ადგილობრივი გაზეთის, West Side News-ის, გამოცემა დაიწყეს. 1892 წელს, როცა შეერთებულ შტატებს ველოსიპედის ბუმი მოედო, ველოსიპედების შეკეთებისა და გაყიდვის სახელოსნო გახსნეს, რამდენიმე წლის შემდეგ კი საკუთარი კონსტრუქციის ველოსიპედების დამზადებაც დაიწყეს.

ველოსიპედის საქმეს სამი მიზეზით ჰქონდა მნიშვნელობა. პირველი, მისგან შემოსული ფულით აფინანსებდნენ ფრენის ექსპერიმენტებს. მეორე, მათ ჰქონდათ სრულად აღჭურვილი სახელოსნო და პრაქტიკული გამოცდილება მსუბუქ და მტკიცე მექანიზმებთან, ჯაჭვებთან, კბილანებთან და მანებთან მუშაობისა. მესამე, ამ საქმემ მათ ერთი მნიშვნელოვანი რამ შეაგნებინა: ველოსიპედი არამდგრადი მანქანაა, რომელსაც მხედარი მუდმივი მცირე შესწორებებით იჭერს წონასწორობაში. ძმები ვარაუდობდნენ, რომ თვითმფრინავიც ასევე იმუშავებდა. იმის ნაცვლად, რომ თავისთავად მდგრადი აპარატი აეგოთ, მათ ისეთი აპარატი სურდათ, რომელსაც პილოტი აქტიურად მართავდა.

ფრენის პრობლემა 1890-იან წლებში

1890-იან წლებში ბევრი გამომგონებელი ცდილობდა გაფრენას. გერმანელმა ინჟინერმა ოტო ლილიენტალმა დაახლოებით ორი ათასი ფრენა შეასრულა პლანერებით, რომლებსაც სხეულის წონის გადანაცვლებით მართავდა. 1896 წელს იგი დაიღუპა, როცა მისმა ერთ-ერთმა პლანერმა სიჩქარე დაკარგა და ჩამოვარდა. მისმა სიკვდილმა რაიტები ღრმად შეძრა და დაარწმუნა, რომ ნამდვილი გადაუჭრელი პრობლემა მანქანის ჰაერში აწევა ან მისი ამოძრავება კი არ იყო, არამედ მისი მართვა უკვე ჰაერში.

1899 წელს უილბერმა ვაშინგტონში, სმიტსონის ინსტიტუტს მისწერა და ფრენის შესახებ პუბლიკაციები სთხოვა. მან და ორვილმა ყველაფერი წაიკითხეს, რისი პოვნაც შეძლეს, მათ შორის ინჟინერ ოქტავ შანიუტის ნაშრომები. შანიუტი მოგვიანებით მათი მეგობარი და მრჩეველი გახდა. ძმებმა დაასკვნეს, რომ მფრინავ მანქანას სამი რამ სჭირდებოდა: ფრთები, რომლებიც მას ჰაერში დაიჭერდა, ძრავა, რომელიც წინ წაიყვანდა, და მართვის საშუალება. პირველ ორზე სხვები უკვე მუშაობდნენ. ძმებმა ყურადღება მესამეზე გაამახვილეს.

მართვის ამოცანის გადაჭრა: ფრთების გრეხა და სამი ღერძი

თვითმფრინავს სამნაირად, ანუ სამი ღერძის გარშემო შეუძლია ბრუნვა:

• ტანგაჟი: ცხვირი მაღლა იწევს ან დაბლა ეშვება.
• კრენი: ერთი ფრთა ეშვება, მეორე კი მაღლა იწევს.
• გადახრა: ცხვირი მარცხნივ ან მარჯვნივ უხვევს.

ყველაზე ძნელი კრენის მართვა იყო. ძმები ფრინველებს აკვირდებოდნენ და შენიშნეს, რომ ისინი ფრთების ბოლოებს ხრიან, რათა წონასწორობა შეინარჩუნონ და მოუხვიონ. უილბერმა ამის მიბაძვის გზა მაშინ იპოვა, როცა ველოსიპედის სახელოსნოში უაზროდ ატრიალებდა ცარიელ მუყაოს ყუთს. თუ ბიპლანის ფრთების ბოლოებს საპირისპირო მიმართულებით დაგრეხდნენ, ერთი მხარე ამწევ ძალას მოიმატებდა, მეორე კი დაკარგავდა, და მანქანა გვერდზე გადაიხრებოდა. ამ მეთოდს ფრთების გრეხა ეწოდა. 1899 წელს მათ იგი თოკებით მართულ, დაახლოებით 5 ფუტის (1,5 მ) ფრთების გაშლის მქონე ფრანზე გამოსცადეს და მეთოდმა გაამართლა.

მოგვიანებით, 1902 წელს, მათ უკანა მოძრავი საჭე დაამატეს და იგი ფრთების გრეხას დაუკავშირეს. ამით საშიში პრობლემა გადაიჭრა: მოხვევისას პლანერი გვერდულად ტრიალდებოდა და მიწისკენ სრიალებდა. წინა სიმაღლის საჭით ტანგაჟისთვის, დაგრეხად ფრთებით კრენისთვის და მიმართულების საჭით გადახრისთვის, რაიტებმა სამღერძიანი მართვა შექმნეს. თანამედროვე თვითმფრინავები დაგრეხადი ფრთების ნაცვლად ელერონებს იყენებენ, მაგრამ სამივე ღერძის მართვის პრინციპი დღესაც ყველა თვითმფრინავის პილოტირების საფუძველია.

კიტი-ჰოკი და პლანერები

ნამდვილი ზომის პლანერების გამოსაცდელად ძმებს მუდმივი ქარი, დასაფრენად რბილი გრუნტი და განმარტოება სჭირდებოდათ. აშშ-ის მეტეოროლოგიურ ბიუროსთან კონსულტაციის შემდეგ მათ ჩრდილოეთ კაროლინის აუტერ-ბენქსის კუნძულები აირჩიეს, მეთევზეთა პატარა სოფელ კიტი-ჰოკის მახლობლად. მაღალი ქვიშის დიუნები და ატლანტიკიდან მონაბერი ძლიერი ქარი იდეალური იყო. 1900 წლიდან 1903 წლამდე ისინი ყოველწლიურად ჩადიოდნენ იქ ოჰაიოდან და ჯერ კარვებში ცხოვრობდნენ, მოგვიანებით კი საკუთარი ხელით აგებულ ხის ფარდულებში.

1901 წლის იმედგაცრუება

მათი 1900 წლის პლანერი ძირითადად უპილოტო ფრანივით დაფრინავდა. 1901 წლის პლანერი, რომელიც მანამდე გაფრენილ ყველა პლანერზე დიდი იყო, იმედგაცრუება აღმოჩნდა: იგი გაცილებით ნაკლებ ამწევ ძალას ქმნიდა, ვიდრე მათი გამოთვლებით გამოდიოდა, და ძნელად იმართებოდა. ძმები სახლში გულგატეხილები დაბრუნდნენ და საქმის მიტოვების ზღვარზე იყვნენ.

აეროდინამიკური მილი

იმის ნაცვლად, რომ ხელი ჩაექნიათ, მათ ეჭვქვეშ დააყენეს ის მონაცემები, რომლებსაც ყველა სხვა ეყრდნობოდა. 1901 წლის შემოდგომაზე თავიანთ სახელოსნოში პატარა აეროდინამიკური მილი ააგეს: დაახლოებით 6 ფუტის (1,8 მ) სიგრძის ხის ყუთი, ერთ ბოლოში ვენტილატორით. შიგნით ველოსიპედის მანებისა და ძველი ლითონის ხერხის პირებისგან გაკეთებული სასწორები მოათავსეს და მათი საშუალებით ფრთების დაახლოებით 200 პატარა მოდელის ამწევი ძალა და წინაღობა გაზომეს. შედეგებმა აჩვენა, რომ ამწევი ძალის გამოსათვლელად ფართოდ გამოყენებული სიდიდე, ე.წ. სმიტონის კოეფიციენტი, საუკუნეზე მეტი ხნის განმავლობაში გადაჭარბებული იყო. ახალი მონაცემებით ძმებმა შეძლეს ისეთი ფრთების დაპროექტება, რომლებიც მართლაც ჩანაფიქრისამებრ მუშაობდა.

1902 წლის წარმატებული პლანერი

1902 წლის პლანერი, აეროდინამიკური მილის შედეგების მიხედვით აგებული და ახალი მოძრავი საჭით აღჭურვილი, ნამდვილი ტრიუმფი იყო. რამდენიმე კვირის განმავლობაში ძმებმა ასობით სრიალით ფრენა შეასრულეს, რომელთაგან ყველაზე გრძელმა დაახლოებით 622 ფუტი (190 მ) შეადგინა. ამ დროს ისინი გამოცდილ პილოტებად იქცნენ, რაც მათი მეტოქეებიდან ცოტას თუ მოუხერხებია. 1903 წლის მარტში მათ თავიანთ მართვის სისტემაზე პატენტის განაცხადი შეიტანეს.

„ფლაიერის“ აგება

მართვის ამოცანის გადაჭრის შემდეგ ძმებს ძრავა და პროპელერები სჭირდებოდათ. ვერც ერთი მწარმოებელი ვერ აწვდიდა ძრავას, რომელიც ერთდროულად საკმარისად მსუბუქიც იქნებოდა და საკმარისად ძლიერიც, ამიტომ მათი სახელოსნოს მექანიკოსმა, ჩარლი ტეილორმა, დაახლოებით ექვს კვირაში თავად ააწყო ასეთი ძრავა. მისი სიმძლავრე დაახლოებით 12 ცხენის ძალა იყო, წონის შესამცირებლად კი ჩამოსხმული ალუმინის კარტერი ჰქონდა, რაც იმ დროისთვის იშვიათი არჩევანი იყო.

პროპელერები მოულოდნელად რთულ ამოცანად იქცა. გემის ხრახნებს ძირითადად ცდისა და შეცდომის გზით აპროექტებდნენ, საჰაერო ხრახნების თეორია კი არავის ჰქონდა. რაიტები მიხვდნენ, რომ პროპელერი სინამდვილეში მბრუნავი ფრთაა, და თავიანთი აეროდინამიკური მილის მონაცემებით ორი ეფექტური ხის პროპელერი დააპროექტეს. მათ ჯაჭვები ამოძრავებდა, თითქმის ისევე, როგორც ველოსიპედში, და ისინი საპირისპირო მიმართულებით ბრუნავდნენ, რათა მათი მაგრეხი ძალები ერთმანეთს გაეწონასწორებინა.

დასრულებული მანქანა, რაიტების „ფლაიერი“, დაახლოებით 40 ფუტის (12 მ) ფრთების გაშლის მქონე ბიპლანი იყო, ნაძვისა და იფნის ხისგან აგებული და თხელი ბამბის მუსლინით გადაკრული. პილოტი პირქვე იწვა ქვედა ფრთაზე, სიმაღლის საჭეს ბერკეტით მართავდა, ფრთების გრეხასა და მიმართულების საჭეს კი — აკვნისებრ საყრდენში თეძოების მოძრაობით.

1903 წლის 17 დეკემბერი: პირველი ფრენები

1903 წლის 14 დეკემბერს ძმებმა მონეტა ააგდეს, რათა გადაეწყვიტათ, ვინ გაფრენილიყო პირველი. უილბერმა მოიგო, მაგრამ ცხვირი მეტისმეტად მკვეთრად ასწია, „ფლაიერმა“ სიჩქარე დაკარგა და დაახლოებით სამი წამის შემდეგ ქვიშაზე დაეშვა. შეკეთების შემდეგ ხელახალი ცდა 17 დეკემბერს შედგა, კილ-დევილ-ჰილზის მახლობლად, კიტი-ჰოკიდან დაახლოებით ოთხი მილის (6 კმ) სამხრეთით. ამჯერად ორვილის ჯერი იყო.

დილის დაახლოებით 10:35 საათზე, ცივი და ძლიერი ქარის დროს, ორვილმა 12 წამი იფრინა და 120 ფუტი (37 მ) დაფარა. ეს მხოლოდ მოკლე ნახტომი იყო, მაგრამ პირველად მოხდა, რომ პილოტიანი, ძრავიანი და ჰაერზე მძიმე მანქანა საკუთარი ძალით აფრინდა, მართვადი ფრენა შეასრულა და დაეშვა ისეთივე სიმაღლის ადგილზე, როგორიც აფრენის წერტილი იყო. ადგილობრივი სამაშველო სადგურის თანამშრომელმა ჯონ ტ. დენიელსმა, რომელსაც მანამდე ფოტოაპარატი ხელში არ სჭეროდა, ამ წუთის ცნობილი ფოტო გადაიღო, რომელზეც უილბერი გვერდით მორბის.

ძმები ერთმანეთს ენაცვლებოდნენ და იმ დღეს კიდევ სამი ფრენა შეასრულეს. მეოთხე ფრენა, რომელსაც უილბერი მართავდა, 59 წამს გაგრძელდა და 852 ფუტი (260 მ) მოიცვა. ცოტა ხნის შემდეგ ქარის მოულოდნელმა შემოტევამ მიწაზე მდგარი „ფლაიერი“ გადააბრუნა და მძიმედ დააზიანა. მას აღარასოდეს უფრენია. იმავე საღამოს ძმებმა მამას დეპეშა გაუგზავნეს, რომელშიც წარმატება აუწყეს და შეატყობინეს, რომ შობისთვის სახლში იქნებოდნენ.

ნახტომიდან პრაქტიკულ თვითმფრინავამდე

1903 წლის ფრენებმა დაამტკიცა, რომ ძრავიანი ფრენა შესაძლებელი იყო, მაგრამ „ფლაიერს“ ჯერ არც მოხვევა შეეძლო და არც ჰაერში დიდხანს გაჩერება. მომდევნო ორი წელი ძმებმა მის გამოსადეგ მანქანად გადაქცევას მოანდომეს. ჩრდილოეთ კაროლინაში ხანგრძლივი მგზავრობის თავიდან ასაცილებლად ისინი ჰაფმან-პრერიზე, დეიტონის გარეუბანში მდებარე საძოვარზე, დაფრინავდნენ.

• „ფლაიერი II“ (1904): 1904 წლის 20 სექტემბერს უილბერმა თვითმფრინავით პირველი სრული წრე შემოხაზა. რადგან ჰაფმან-პრერიზე ქარი უფრო სუსტი იყო, ძმებმა ჩამოვარდნილი ტვირთით ამოძრავებული გასაშვები კატაპულტა ააგეს, რომელიც „ფლაიერს“ ფრენისთვის საჭირო სიჩქარის აკრეფაში ეხმარებოდა.
• „ფლაიერი III“ (1905): მას ხშირად პირველ ნამდვილად პრაქტიკულ თვითმფრინავს უწოდებენ. მას შეეძლო გვერდზე დახრა, მოხვევა, წრეებზე ფრენა და რვიანების შემოხაზვა. 1905 წლის 5 ოქტომბერს უილბერმა 39 წუთზე ცოტა მეტ ხანში დაახლოებით 24 მილი (39 კმ) გაფრინდა და მხოლოდ მაშინ დაეშვა, როცა საწვავი გამოელია.

ამ ფრენების ერთ-ერთი პირველი თვითმხილველის ჩანაწერის ავტორი იყო ეიმოს რუტი, მეფუტკრეობის ჟურნალის, Gleanings in Bee Culture-ის, გამომცემელი. მისი სტატია 1905 წლის იანვარში გამოქვეყნდა, ბევრად ადრე, ვიდრე გაზეთების უმეტესობა რაიტებს სერიოზულად აღიქვამდა.

სკეპტიკოსები, დიდება და ტრაგედია

ძმების ნათქვამის ცოტას თუ სჯეროდა. ისინი იშვიათად დაფრინავდნენ საჯაროდ, 1905 წლის ბოლოდან 1908 წლამდე კი საერთოდ არ უფრენიათ, რადგან სურდათ თავიანთი გამოგონების დაცვა მანამ, სანამ პატენტებსა და გაყიდვის კონტრაქტებს არ მოიპოვებდნენ. ევროპაში ზოგიერთი კრიტიკოსი მათ ღიად ბლეფისტებს უწოდებდა.

ყველაფერი 1908 წელს შეიცვალა. აგვისტოში უილბერმა საფრანგეთში, ლე-მანის მახლობლად, იპოდრომზე იფრინა. მაყურებლები და ევროპელი ავიატორები გაოცებულნი იყვნენ, რა იოლად ხრიდა იგი თვითმფრინავს და წრეებს ხაზავდა, რასაც მათი საკუთარი აპარატები ძლივს ახერხებდნენ. თითქმის ერთ ღამეში რაიტები მსოფლიო ცნობილ ადამიანებად იქცნენ. სექტემბერში ორვილმა აშშ-ის არმიისთვის საჩვენებელი ფრენები დაიწყო ვირჯინიის შტატში, ფორტ-მაიერში, და ჰაერში ყოფნის ხანგრძლივობის ახალი რეკორდები დაამყარა.

1908 წლის 17 სექტემბერს ტრაგედია მოხდა. ფრენისას პროპელერი გაიბზარა და თვითმფრინავი ჩამოვარდა. ორვილი მძიმედ დაშავდა, მისი მგზავრი, ლეიტენანტი თომას სელფრიჯი კი დაიღუპა და ძრავიანი თვითმფრინავის კატასტროფის პირველი მსხვერპლი გახდა. ორვილი გამოჯანმრთელდა და 1909 წელს არმიამ რაიტების თვითმფრინავი შეიძინა, რომელიც მსოფლიოში პირველი სამხედრო თვითმფრინავი იყო. იმავე წელს უილბერმა ნიუ-იორკში, ზეიმის დროს, უზარმაზარი ხალხის თვალწინ თავისუფლების ქანდაკებას გარს შემოუფრინა.

ბოლო წლები და მემკვიდრეობა

1909 წელს ძმებმა თვითმფრინავების საწარმოებლად Wright Company დააარსეს. მომდევნო წლების დიდი ნაწილი პატენტის გამო სასამართლო ბრძოლებში გაატარეს, განსაკუთრებით ამერიკელ ავიატორსა და თვითმფრინავების მწარმოებელ გლენ კერტისთან. საქმეებითა და სასამართლო დავებით გადაღლილი უილბერი მუცლის ტიფით დაავადდა და 1912 წლის 30 მაისს, 45 წლის ასაკში, გარდაიცვალა. ორვილმა კომპანია 1915 წელს გაყიდა და 1948 წლის 30 იანვრამდე იცოცხლა — საკმარისად დიდხანს, რომ ენახა, როგორ კვეთდნენ თვითმფრინავები ოკეანეებს და როგორ გადალახეს ხმის ბარიერი.

ძმების ცხოვრებაში დიდი როლი შეასრულა მათმა დამ, კეტრინ რაიტმა. კოლეჯდამთავრებული და მასწავლებელი, იგი სახლს უძღვებოდა, ძმების არყოფნისას საქმეებს განაგებდა და მათ ევროპაშიც ახლდა, სადაც მეფეებიც და პრესაც მოხიბლა.

ხანგრძლივი დავა სმიტსონის ინსტიტუტთან

წლების განმავლობაში სმიტსონის ინსტიტუტი ამტკიცებდა, რომ ფრენის უნარის მქონე პირველი თვითმფრინავი მისმა ყოფილმა მდივანმა, სამუელ ლენგლიმ, ააგო, თუმცა მისი „აეროდრომი“ 1903 წლის გამოცდებზე ჩავარდა. პროტესტის ნიშნად ორვილმა 1903 წლის ორიგინალი „ფლაიერი“ 1928 წელს ლონდონის მეცნიერების მუზეუმს გაუგზავნა. საბოლოოდ სმიტსონის ინსტიტუტმა თავის მტკიცებაზე უარი თქვა და ორვილის გარდაცვალების შემდეგ „ფლაიერი“ შეერთებულ შტატებში დაბრუნდა. დღეს იგი ვაშინგტონში, ავიაციისა და კოსმონავტიკის ეროვნულ მუზეუმშია გამოფენილი.

„ფლაიერის“ ნაწილები კოსმოსში

ძმები რაიტების მიღწევამ კიტი-ჰოკზე გაცილებით შორს იმოგზაურა. 1969 წელს ნილ არმსტრონგმა „აპოლო 11“-ით მთვარეზე ორიგინალი „ფლაიერის“ ხისა და ქსოვილის პატარა ნაჭერი წაიღო. 2021 წელს NASA-ს ვერტმფრენმა Ingenuity-მ, რომელმაც სხვა პლანეტაზე პირველი მართვადი ძრავიანი ფრენა შეასრულა, მარსზე „ფლაიერის“ ფრთის ქსოვილის პაწაწინა ნაჭერი მიიტანა. NASA-მ Ingenuity-ის პირველი აფრენის ადგილს ძმები რაიტების ველი უწოდა.

დღეს ადგილი, სადაც ყველაფერი დაიწყო, ძმები რაიტების ეროვნული მემორიალის სახით არის დაცული კილ-დევილ-ჰილზში. ძმების უმთავრესი გაკვეთილი შესაძლოა მათი მეთოდია: ისინი ეჭვქვეშ აყენებდნენ საყოველთაოდ მიღებულ მონაცემებს, ფრთხილად ამოწმებდნენ იდეებს, ძრავის დამატებამდე პლანერებით ფრენა ისწავლეს და წარუმატებლობას ინფორმაციად აღიქვამდნენ. სწორედ ამ აზროვნებამ აქცია ოჰაიოელი ორი ველოსიპედის ოსტატი თვითმფრინავის გამომგონებლებად.