Воздушный змей, как известно, служил Ломоносову в опытах с электричеством. В 1751 году Ломоносов построил анемометр — прибор для определения силы ветра, а в 1754 году он устраивал самопишущую метеорологическую обсерваторию и тогда же в Академии наук сделал заявление об изобретенной им машине. При помощи крыльев машина эта должна была поднимать самопишущие приборы для исследования верхних слоев атмосферы. Крылья приводились в движение часовым механизмом.

По сути дела это был первый в мире геликоптер. В протоколе конференции он описан так:

«Высокопочтенный советник Ломоносов показал изобретенную им машину, называемую им аэродромической, которая должна употребляться для того, чтобы с помощью крыльев, движимых горизонтально в различных направлениях силой пружины, какой обычно снабжаются часы, нажимать воздух, отчего машина будет подниматься в верхние слои атмосферы с той целью, чтобы можно было исследовать условия верхнего воздуха посредством метеорологических машин, присоединенных к этой аэродромической машине. Машина подвешивалась на шнуре, протянутом по двум блокам, и удерживалась в равновесии грузиками, подвешенными с противоположного конца. Как только пружина заводилась, машина поднималась на высоту и потому обещала достижение желаемого действия. Но это действие, по суждению изобретателя, еще более увеличится, если будет увеличена сила пружины и если увеличить расстояние между той и другой парой крыльев, а коробка, в которой заложена пружина, будет сделана для уменьшения веса из дерева. Об этом изобретатель обещал позаботиться».

В декабре того же года Ломоносов сообщал в своем отчете о том, что облегчение машины еще не «привело к желаемому концу», но дальнейшей работе над изобретенной им машиной Ломоносову помешали другие неотложные занятия.

К современной экспериментальной аэродинамике ближе подходят опыты другого нашего академика, метеоролога Михаила Алексеевича Рыкачева.

Рыкачев учился в Морском кадетском корпусе и затем окончил Морскую академию. По окончании ее он получил командировку за границу и работал в Гринвичской обсерватории. Заинтересовавшись изучением верхних слоев атмосферы, Рыкачев, еще будучи лейтенантом русского флота, в 1870 году организовал впервые в России полеты на воздушных шарах с научной целью и неоднократно поднимался на них сам.

В 1871 году Рыкачев провел целый ряд опытов над подъемной силой винта, вращаемого в воздухе, имея в виду постройку самолета. Он сконструировал специальный прибор с четырьмя деревянными крыльями. Их приводила в движение огромная пружина, весом в 5,5 килограмма. С помощью этого прибора исследователь хотел определить зависимость между поднимаемым грузом и мощностью машины, найти наиболее выгодный «уклон» плоскостей для поднятия наибольшего груза, рассчитать размеры крыльев.

Многое ему удалось и найти и понять.

Однако Рыкачев принадлежал к тому типу работников науки, которые, ограничиваясь собиранием фактов и наблюдений, производством экспериментов, не решаются на смелые обобщения и теоретические построения. В свое время существовала даже целая научная школа с таким чисто опытным направлением деятельности. Характеризуя Рыкачева как представителя этой школы в России, Менделеев писал о ней:

«Школа эта до крайности почтенна и достойна удивления по тому смирению, с которым она принимает факты, по той готовности, с которою она их отчасти обрабатывает, собирает необходимый строительный запас для возведения здания… Некоторым ученым этой школы должны казаться чуть ли не посягательством обобщения факта: они привыкли их собирать и много-много что выводить из них среднее число; они желают находить опытные законы и пробуют даже иногда выводить теоретические обобщения, но видели не раз падение своих сооружений, сложенных из кирпича без цемента, и — изверились в возможность охватить целое».

Без глубокого и ясного обобщения, без стройного теоретического объяснения опыты Рыкачева не получили в свое время широкой огласки, как не получили они и должной оценки. Однако другой русский аэродинамик, В. Н. Спицын, в докладе на собрании Русского технического общества признавал, что Рыкачев «путем весьма точных и изящных опытов доказал, что с помощью винта даже при существующей тяжести паровых машин подъем в воздух не невозможен».

Большой вклад в аэродинамическую науку сделал Д. И. Менделеев.

«Меня так заняла гордая мысль, — писал Дмитрий Иванович, — постичь законы наслоения воздуха при нормальном состоянии атмосферы, что я временно оставил все другие занятия и стал изучать аэростатику».

Свою мысль Менделеев, как известно, осуществил. Он поднялся на высоту свыше трех тысяч метров во время солнечного затмения в 1887 году. В отчете об этом полете Менделеев и высказывает свое убеждение в том, что «главную подготовку для овладения воздушным океаном, первое орудие борьбы составляет знание сопротивления среды…»

Основным вопросом аэродинамики — вопросом сопротивления среды движущемуся телу — Менделеев занимался много лет. Свои теоретические выводы он изложил в книге «О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании». Книга была задумана им как пособие для осуществления практических задач, при разрешении которых вопросы сопротивления воздуха имеют величайшее значение.

В то время не только о сопротивлении воздуха никто ничего толком не знал, но очень мало знали даже о законах сопротивления жидкой среды. «Оказалось, — писал Менделеев, — что корабли строят и до сих пор ощупью, пользуясь многоразличною практикой, а не расчетом, основанным на теории или опытах сопротивления».

Менделеев первый пришел к замечательному выводу, что «опыты с водою дополняют и дополняются опытами с воздухом», а данные для сопротивления воды, учитывая различную плотность воды и воздуха, можно применить и к воздушной среде.

Для зоркого ума Менделеева характерно, что уже в свое время он указывал на те трудности, которые станут перед практиками летания по мере увеличения скорости и высоты полета. Он предвидел, что с достижением некоторой большой скорости «сопротивление всякой жидкости будет возрастать быстрее, чем до этого». С этим явлением и столкнулись самолетостроители, когда скорости стали приближаться к звуковым, то-есть к скоростям распространения звука, а скорость звука — около тысячи двухсот километров в час.

Глубоко проникая в сущность воздушной стихии, Менделеев непоколебимо был убежден в конечном успехе авиации.

«Но как, идя на войну, надо предварительно узнать и приготовить многое, чтобы успех был возможен, потому что одного порыва, доброй воли и храбрости для успеха мало, хотя без них вся внешняя подготовка может быть напрасною, так и в каждом научном завоевании, — писал Дмитрий Иванович, — успех возможен только при надлежащей подготовке, соединенной с твердой уверенностью в необходимости, пользе и благе от предпринимаемой борьбы с природными силами — слабыми внешними силами, сильными лишь этой уверенностью. Главную подготовку для овладения воздушным океаном, первое орудие борьбы составляет знание сопротивления среды, или изучение той силы, против которой придется бороться, побеждая ее соответствующими средствами, в том же сопротивлении берущими свое начало».

Первые русские аэродинамики, как теперь, после многолетнего практического опыта, мы можем судить, были совершенно правы в своих умозаключениях. Но верить приходилось им на слово, а такого доверия в делах науки вообще не бывает. Научно установленной и доказанной закономерность явления мы считаем только тогда, когда, создавая нужные условия искусственным путем, в лабораторном порядке, мы можем по нашему желанию вызвать и изучить это явление или когда наши теоретические выводы подтверждаются исследованием природных явлений.