Бартини: логика парадокса «Знание-сила» №4 1973 г.

И. Чутко

Бартини: логика парадокса «Знание-сила» №4 1973 г.

Ещё несколько лет назад авиаконструктора Р. Л. Бартини знали только в узком кругу работников опытного самолётостроения. Сейчас, после ряда выступлений печати, о нём стало известно немного больше. И все же я начну с краткой биографической справки.

В 1921 году в Италии организовалась коммунистическая партия. В числе первых в ее ряды был принят двадцатичетырёхлетний рабочий завода «Изотта-Фраскини» в Милане, бывший офицер барон Роберт Орос ди Бартини, сын государственного секретаря королевства, студент-заочник политехнического института.

Через два года в маленькой харчевне в горах возле Милана собралась однажды за столом как бы случайная компания. Итальянцы — люди общительные, шумные, и вскоре за звоном стаканов и пением никто посторонний уже не мог толком разобрать, о чем там шёл разговор.

А разговор был такой. Одному из «гуляк», Роберту Бартини, передали решение ЦК: поскольку фашистские власти установили за ним активную слежку, он должен без промедления нелегально уехать в СССР.

Там же, в горах, он дал торжественную клятву собравшимся членам ЦК — Террачини, Репосси, Гриеко: всю жизнь, пока кровь течёт в его жилах, всеми силами своими содействовать тому, чтобы красные самолёты летали быстрее чёрных. Таково буквальное звучание клятвы, пожалуй, слишком торжественное по нынешним вкусам, но совершенно характерное для этой эпохи. А главное, она действительно определила всю дальнейшую жизнь Бартини.

В двадцатых годах в Советском Союзе было одобрено и пошло в дело несколько предложений Бартини: новые аэродинамические профили крыльев, способ защиты морских самолётов от коррозии и другие. Его назначают главным инженером ВВС Черноморского флота. В 1929 году Бартини руководит инженерной подготовкой и обеспечением «морской части» грандиозного по тем временах перелёта Москва — Нью-Йорк самолёта «Крылья Советов». После этого совместным приказом Реввоенсовета и ВСНХ, подписанным Ворошиловым и Орджоникидзе, комбриг Бартини переводится из армии на конструкторскую работу и в 1930 году возглавляет Опытное конструкторское бюро в НИИ Гражданского воздушного флота.

В книге В. Б. Шаврова «История конструкций самолётов в СССР до 1938 года» помещён график максимальных скоростей истребителей. Взглянув на него, внимательный человек поймёт, с каким трудом давались тогда конструкторам каждые десяток-другой километров в час. С 1925 до 1930 года — никакого прироста. В 1930 — прирост километров в десять, и опять остановка на два года. В 1932 — ещё километров пятнадцать-двадцать...

И вдруг в конце 1933 года — скачок почти в сто километров! А за ним опять, с нового уровня, пошли прибавления по два-три десятка километров, но уже гораздо быстрее.

Возле скачка на графике — марка самолёта: «Сталь-6».

Это была первая большая довоенная работа Бартини: экспериментальный самолёт типа истребителя, построенный по поручению М. Н. Тухачевского. Задача так и ставилась — вывести скорости истребителей из тупика.

Следующий самолёт Бартини — «ДАР», дальний арктический разведчик. Самолёт-амфибия, без колёс; вместо них на днище имелись эластичные полозья. «ДАР» мог базироваться на воде, на льду, на суще, мог держаться в воздухе более двадцати часов, что особенно важно в полярных условиях. Технические требования на самолёт разработал известный полярный лётчик Б. Г. Чухновский; он же участвовал и в испытаниях «ДАРа».

И наконец — двухмоторный пассажирский самолёт «Сталь-7» рекордной скорости и дальности, вскоре переделанный в дальний бомбардировщик «ДБ-240». С осени 1941 года «ДБ-240» приняли участие в бомбёжках Берлина и других далеких тыловых центров гитлеровской Германии*.

В конце тридцатых годов авиация приблизилась к зоне скоростей, в которой резко — сразу впятеро, вшестеро — вырастало воздушное сопротивление. Самолёт вдруг начинало трясти, как на булыжной мостовой. Если мощный двигатель все же тянул его дальше, к еще большей скорости, он переставал слушаться рулей, затем неизвестные силы рывком валили его набок или бросали в пике, из которого выйти удавалось не всегда. Так позже, в 1943 году, разбился наш первый ракетный истребитель «БИ-1» с лётчиком-испытателем Г. Я. Бахчиванджи.

Это был «звуковой барьер»: узкая полоса скоростей вблизи скорости распространения звука, звуковых волн. Самолёт «нормальной», привычной в то время конфигурации пробить этот барьер не мог.

Десять лет ушло на поиски новых форм, новых профилей обтекания. И, естественно, эксперименты проводились прежде всего с маленькими самолётами. Чем меньше летящее тело, тем меньше и воздушное сопротивление полету: истребители почти всегда летали быстрее бомбардировщиков. Маленьким был «БИ-1», маленькими были немецкие реактивные «мессершмитты» времен войны, первые реактивные «Ла», «Миги», «Яки»... Поликарповский ракетный истребитель (он остался в проекте) так и назывался — «Малютка». 14 октября 1947 года маленький американский экспериментальный самолёт «Белл Х-1» впервые в истории авиации вышел за скорость звука. Это у него получилось после ряда разгонов на высоте и на очень коротком отрезке пути: «прожорливый» двигатель «Х-1» мог работать с полной тягой только две с половиной минуты — потом топливо кончалось.

Скорее это был рекорд, победа науки, а не достижение настоящей практики. Сразу же после полётов «Х-1» наши конструкторы получили задание: срочно решить — пока только в принципе! — можно ли в обозримой перспективе построить тяжёлый самолёт, весом больше ста тонн, способный летать пять-шесть часов со скоростью в две — две с половиной скорости звука?

Сводная группа авиаконструкторов обследовала тогда, как считалось, решительно все мыслимые схемы пилотируемых атмосферных летательных аппаратов и пришла к единогласному выводу: невозможно! В природе не существует нужной для такого полёта схемы...

Однако другие специалисты, не поверив в столь категорическое «невозможно», провели на свой страх и риск очень трудоёмкое исследование — со многими сотнями опытов, продувок в аэродинамических трубах — и нашли, нащупали нужную схему. А вскоре они узнали, что в это же самое время Роберт Людовигович Бартини, один, сидя за письменным столом, нашёл очень похожую схему. От результатов их исследований она отличалась в мелочах, незначительными подробностями.

Написать бы сейчас: «Талант! » — решить, что этим всё сказано. Ну, талант, а дальше что?.. Принять к сведению, проникнуться уважением?

Другое дело, если бы удалось рассказать о каком-то методе, по которому, бывает, один человек находит решение там, где отступаются целые институты...

Дома у Бартини много книг, и это, конечно, не удивляет. Модели и фотографии самолётов: «Сталь-6», «Сталь-7», какой-то большой самолёт, в ночных огнях, взлетает с мокрой бетонки... И здесь же — картины и рисунки на стенах. Насколько совершенные по исполнению, судить не берусь, а сюжеты — неожиданные и словно бы не вполне реальные. Вот карикатура: двое спорят — невероятно жирный и невероятно высохший. На другом рисунке — потухающий костёр в неправдоподобно глухом лесу; сквозь дым еле просматриваются склоненные над костром тени. Вот шествие во главе со странным персонажем: одна сторона лица у него ласковая, другая — гримаса...

Зачем эти отвлечённости человеку, по горло занятому совершенно конкретным делом?

Я попробую, как смогу, рассказать о довольно сложных сторонах деятельности конструктора. Их нельзя исчерпывающе определить словом «талант» и нельзя, по-моему, уложить в какую-либо систему, в метод решения инженерных задач. Это правильнее назвать «некоторыми умениями». В той или иной степени ими владеет любой инженер, как, наверное, и вообще каждый творческий человек. Просто в работах Бартини эти умения очень заметны, наглядны.

Первое: умение из множества влияющих на решение факторов отобрать главные, а остальными — пренебречь. Это сразу же сокращает число возможных решений. Если комиссия по тяжёлому сверхзвуковому самолёту перебрала, как мне говорили, все мыслимые схемы летательных аппаратов, то Бартини, один, физически не мог повторить за ней такой поиск. Значит, он должен был опереться на какую-то более чёткую логику. Как в математике: если, например, имеются десять элементов, десять влияющих на решение факторов, то, по известной формуле, число возможных перестановок из них — больше трёх миллионов. Одному исследователю жизни не хватит, чтобы последовательно рассмотреть столько вариантов решений. Но если пять элементов из десяти суметь отбросить как малозначащие, то оставшиеся пять дадут всего лишь сто двадцать перестановок. Можно приступать к работе.

Второе: умение приложить общие закономерности диалектики — о единстве и борьбе противоположностей — к решению практических задач. Что важнее: качество или количество, скорость или дальность, мощность или надежность, живучесть или простота?..

Что за вопрос? Разумеется, всё важно!

— Разумеется, — согласен Бартини. — Только так вопрос ставить нельзя. Потому что, предположим, вы получили квартиру. Новую, очень хорошую. И центральное отопление там есть, и газ, и ванная, и телефон. Что ещё? Ах, да: горячая вода... И вот вы приходите сегодня домой. Дома у вас жена сидит в кресле, гладит на коленях кошку, листает журнал. И вдруг, предположим, она вскакивает с кресла и кричит: «Едем! Немедленно едем отсюда! »

В чём дело? Оказывается, она прочитала в журнале, что где-то в Бразилии построен дом лучше вашего: ещё и с кондиционированием.

Что вы скажете жене? Вы скажете: «С ума ты сошла! Живи, где живёшь! »

Но, допустим, завтра вы приедёте на завод и узнаете, что где-нибудь в Швеции испытан истребитель лучше вашего, очень хорошего, который вы сейчас только ещё готовите к первому вылету, — что вы тогда сделаете? Можете свой выбросить на свалку. Он больше никому не нужен...

Каждый разговор с Бартини, сколько я помню, начинается с таких вот простых моментов — с примеров и образов, проще которых вроде бы и не придумать. В первое время даже досадно бывало: зачем? — и казалось, что, стоя где-то на очень высокой ступени знаний, жизненного опыта, он не совсем правильно оценивает возможности собеседников.

Кто так подумает — ошибётся. Опять же, сколько я помню: от самых элементарных понятий, с которыми не поспоришь, он постепенно, но обязательно приводит разговор к понятиям, все менее и менее очевидным. Немного ниже мы к этому еще вернемся, а пока — вот как Бартини в одной из специальных работ подытоживает первые два умения: «... При решении поставленной задачи необходимо... определить факторы, которые играют решающую роль в рассматриваемом вопросе, отделив все второстепенные элементы. После этого надо сформулировать наиболее контрастное противоречие, «или—или», противоположность, исключающую решение задачи. Решение задачи надо искать в логической композиции тождества противоположностей — «и—и».

То есть, не «или — или» — не крайние решения, одинаково неприемлемые (разве что для рекорда: или только скорости, или только дальности, или только высоты... ) — а «и—и»: самолётов должно быть и достаточно, и они должны быть намного лучше, чем у любого соперника. Самолёт «Сталь-6» и скорость имел такую, что этому не сразу поверили в Глававиапроме (напомню, что строился этот самолёт в НИИ Гражданского воздушного флота), и был по силам серийному производству. «Сталь-7» был и скоростным, и дальности небывалой. В проекте послевоенного тяжёлого сверхзвукового самолёта Бартини также сумел объединить и дальность, достаточную для полётов хотя бы и на другой континент, и скорость, равную двум скоростям звука, и технологическую простоту, доступность.

Между прочим, поиск решения «и — и» по идее вовсе не сложен. Похожие задачи решают студенты первого курса — на занятиях по математике: берут производную функцию, приравнивают её нулю и находят икс, а затем и игрек.

Но все дело в том, что в жизни такие решения часто скрываются там, куда никто ещё не догадался заглянуть. Где, по всеобщему убеждению, ничего и быть не должно. Когда-то считалось, что на истребителях должны стоять моторы обязательно жидкостного, а не воздушного охлаждения: жидкостные были компактнее, у́ же, имели меньшее воздушное сопротивление — а Поликарпов и вслед за ним Лавочкин сумели применить такой мотор воздушного охлаждения (АШ-82 Швецова), который мощностью, тягой перекрывал увеличенное сопротивление; к тому же он был чрезвычайно живуч и широким своим «лбом» защищал лётчика при атаках спереди. Это дало нам семейство истребителей «Ла», одно из лучших в годы войны... Когда-то не просто считалось, а прямо предписывалось, чтобы военный самолёт был как можно более скоростным и высотным — держался подальше от зенитного огня, — а Ильюшин именно тогда, победив в спорах с господствующим мнением, построил свой знаменитый штурмовик «Ил-2»: сравнительно тихоходный и рассчитанный на боевое применение с высот 10-50 метров.

Бартини в своих самолётах также объединял противоположные, порой взаимоисключающие свойства с помощью неожиданных конструкторских ходов. На «Стали-6» сделал шасси не на трёх колёсах, а на двух: переднем, основном, и заднем и применил новую систему охлаждения мотора. Много позже такую систему охлаждения применила на своих самолётах фирма «Хейнкель». На «Стали-7» фюзеляж был не круглого и не овального сечения, а треугольного, а крылья «изломанные», похожие на перевёрнутые крылья чайки. При разработке арктического разведчика Бартини показал, что в некоторых случаях воздушное сопротивление может не мешать, а помогать полёту, — превратится в дополнительную тягу (хотя в принципе это вовсе не новость: ходят же парусные корабли против ветра). Такое отрицательное сопротивление имела мотогондола на одном из вариантов «ДАРа». Сейчас это парадоксальное явление, названное тогда «эффектом Бартини», используется на самолётах вертикального взлета и посадки и в двухконтурных турбореактивных двигателях.

А для дальнего сверхзвукового самолёта Бартини предложил треугольное крыло, составленное не из прямых сторон — как обычный, очевидный треугольник — а с одной кривой: с передней кромкой, искривленной по найденному строгому закону. Такими сейчас сделаны крылья «ТУ-144», англо-французского «Конкорда» и других сверхзвуковых самолётов.

Разумеется, в коротком рассказе я бесконечно упрощаю все эти решения, а о многих других работах Бартини вообще не упоминаю. Но суть дела, мне кажется, уже понятна: неожиданность решений.

И вот здесь — третье умение конструктора: видеть неочевидное.

Но что такое очевидность? Это наши непосредственные ощущения, это долгий опыт человечества... Что же — совсем отказаться от опыта и ощущений?

Нет. Но опыт наш пока ещё, слава богу, не завершён. В природе есть ещё кое-что, для нас пока далеко не очевидное.

— Представьте себе, — говорит Бартини, — что вы сидите в кино. На плоском экране перед вами плоские тени изображают чью-то жизнь. И если фильм хороший, вы забываете, что это всего лишь плоские тени на плоском экране: вам начинает казаться, что это — целый мир и настоящая жизнь.

А теперь представьте себе, что мир этот и в самом деле ожил. Что тени людей вдруг увидели себя и всё своё плоское окружение — но, оставаясь на экране, они увидели всё это, как муха видит картину, по которой ползёт: сперва, допустим, нос, потом щёку, потом ухо... И для них это — в порядке вещей. Другого мира они не знают, не понимают, не понимают даже, что он может существовать.

Но вы-то, сидящий в зале, знаете, что мир — другой! Что он не плоский, что в нём не два измерения — ширина и высота, а три: плюс глубина. А для «экранных людей», которые вас не видят, не обращают на вас внимания, глубина — абсурд. Так что очевидность — далеко ещё не доказательство.

Хорошо, пусть этот пример малость отдаёт волшебством. Возьмем другой: движение столбика ртути в термометре. Столбик во времени удлиняется, сокращается, опять удлиняется... Построим график: ось абсцисс — время, ось ординат — высота столбика. Получим волнистую кривую, где каждому моменту времени соответствует какая-то одна высота.

А если сейчас взять и совершенно произвольно, не имея на это решительно никакого права, но всё же поменять местами обозначения координат? Может получиться дичь: как будто в один и тот же момент времени столбик имел разную высоту...

Абсурд! Очевидный абсурд! Это всё равно, что предположить, будто какой-нибудь электрон может одновременно сидеть вот в этом куске мрамора на столе и на кольце Сатурна!.. Так не бывает!

Но возьмём еще один пример: систему координат «X — Y», — и в их поле нанесём ряд последовательных положений одной точки — в виде прямой, параллельной оси «X». Будет ли здесь для наблюдателя разница между движением и покоем?

Будет. Но не для всякого наблюдателя. Если он смотрит с оси «X», — движение есть, если с оси «Y» — движения очевидно нет: прямая проецируется на ось «Y» в виде неподвижной точки. В одно и то же время точка и движется, и стоит на месте. И это уже как будто не совсем абсурд. Это, скорее, парадокс.

Есть Мир, необозримо разнообразный и необозримо протяжённый во времени и пространстве, и есть Я, исчезающе малая частица этого Мира — изумленное существо, которое старается понять, что есть Мир и что есть сознание, включающее в себя всю Вселенную и само навсегда в неё включенное. Начало вещей уходит в беспредельную даль исчезнувших времён; их будущее — вечное чередование в загадочном калейдоскопе судьбы. Их прошлое уже исчезло, оно ушло. Куда? Никто этого не знает. Их будущее ещё не наступило, его сейчас также нет. А настоящее? Это — вечно исчезающий рубеж между бесконечным, уже не существующим прошлым и бесконечным, ещё не существующим будущим.

В конце сороковых годов Р. Бартини написал работу, названную при первой публикации «Некоторые соотношения между физическими константами»*. Не будем сейчас подробно её разбирать, но суть изложим, поскольку метод решения, подход к этой сугубо теоретической задаче был в точности такой же, как и при решении задач технических.

Бартини предложил простую формулу для аналитического определения так называемых мировых констант: скорости света в пустоте, ускорения силы тяжести, массы и заряда электрона, отношения масс частиц и т. д. — десятков физических постоянных, которые до сих пор определялись только экспериментальным путём, приближённо, потому, что неизвестна была их природа. Положение сложилось явно не нормальное: стройное, прекрасное здание теоретической физики опиралось на слабоватый фундамент.

Можно и, наверно, нужно спорить о теоретических обоснованиях этой формулы, но пока что расчеты хорошо совпадают с результатами экспериментов. В 1962 году академик Н. Н. Боголюбов написал о работе Бартини в «Журнал экспериментальной и теоретической физики»: «Ввиду того, что такой довольно любопытный результат может представить интерес независимо от вопросов обоснования его, считаю целесообразным опубликовать его... »

* * *

Долог и для иного наблюдателя, очевидно, парадоксален путь от мальчика-аристократа из города Фиуме до крупного советского авиаконструктора. Даже отдельные этапы этого пути в своё время многим представлялись парадоксальными. По «незыблемым», веками утвержденным понятиям, барон Роберт Орос ди Бартини, единственный сын, наследник большого состояния, должен был стать или военным, или чиновником, или священнослужителем. А он ушёл в естественные науки. Правда, для этого были кое-какие предпосылки: в доме его отца читали сочинения Дарвина, Геккеля, любили серьёзную музыку, интересовались химией, физикой, историей — настоящей, а не только священной. Родители и домашний учитель Бальтазаре когда-то объяснили Роберту, что человечество, по Дарвину, ещё очень молодо, поэтому золотой век не был, а ещё будет. Но они считали, что золотой век придёт когда-нибудь сам собой, а Роберт вырос — и понял, что сами собой такие времена не наступают. Отец, старший барон ди Бартини, человек просвещенный, жил идеалами Вольтера, Монтескье, Руссо, но при всём том спокойно оставался аристократом и королевским сановником. И никто, кроме сына, не видел в этом нестерпимого противоречия. А Роберт увидел — с других позиций, с другой «оси координат».

Когда началась первая мировая война, газеты закричали о победе: что после скорой и решительной победы наступит замечательная жизнь — всё пойдет по-старому...

— Не может быть! — подумал тогда семнадцатилетний курсант летной школы Роберт ди Бартини. — По-старому? Не может быть, чтобы такая катастрофа ничему нас не научила!

На фронте Роберт попал в плен. В плену до него дошла подпольная литература. Из прочитанного он сделал такие выводы и был при этом настолько неосторожен в разговорах, что офицеры при возвращении на родину хотели выбросить его в море. По счастью, он узнал об этом замысле и в одном из заграничных портов успел сойти с парохода репатриантов.

Считалось совершенно очевидным, что изрядно хлебнувший горя бывший фронтовик поселится в богатом родительском доме. Отец ему написал: «Я знаю, что ты стал коммунистом, и всё равно не хочу, не имею права влиять на твои убеждения. Это — дело твоей совести. Но я прошу: живи у меня. Ведь я теперь один, и я люблю тебя, Роберт... »

Молодой Бартини к отцу не вернулся — не считал для себя возможным жить лучше, чем живут рабочие. Он снимал углы, жил в ночлежках, работал мостильщиком, шофёром, разметчиком на заводе «Изотта-Фраскини». Выполнял партийные поручения; как знакомый с военным делом входил в боевую группу компартии, охранял советскую делегацию на Генуэзской конференции от террористов Бориса Савинкова... И учился: инженерному делу и лётному. Инструктором его был известный впоследствии лётчик Донати, мировой рекордсмен.

Не так давно отмечалось семидесятипятилетие Бартини, подводился итог большому этапу работы. О прошлом, говорит Роберт Людовигович, сведения у нас довольно точные: что было; что из этого было хорошо, а что плохо; где мы ошиблись, а где преуспели...

— Но, достоверно зная то, что было, мы над прошлым уже не властны. О будущем у нас есть всего лишь предположения, но именно в будущем мы можем что-то предотвратить, а что-то вызвать к жизни. Можем сделать так, чтобы жизнь стала лучше.

Я спросил его, — потом, после юбилейных торжеств, — неужели он и правда считает, что прошлое можно сдать в архив, отделить его от настоящего и будущего?

— В одной из знаменитых европейских столиц, — ответил тогда Бартини, — стоит вывезенный из Египта древний обелиск — шестидесятиметровая «Игла Клеопатры». Учёные однажды подсчитали, что если всё время существования жизни на Земле изобразить в масштабе в виде этой иглы, а сверху положить мелкую монетку, пенни, то в том же масштабе пенни изобразит время существования человека. А если сверху положить ещё и почтовую марку, то это будет так называемый исторический период жизни человека. Что же тогда остаётся на долю какой-нибудь конкисты?

Это, понятно, говорит не о ничтожности конкисты, а только о её месте в череде событий. Как и о нашем месте в череде поколений. Но пока мы живы, от нас зависит, станет ли обелиск выше, наступит ли когда-нибудь золотой век.

*Первый налет на Берлин совершили с острова Эзель в Балтийском море бомбардировщики «ДБ-Зф» конструкции С. В. Ильюшина — в ночь на 8 августа 1941 года. Но к осени немцы продвинулись так далеко на восток, что, по планам фашистского командования, одно это должно было «обезопасить Берлин и Силезский промышленный район от налетов русской авиации» (Ф. Гальдер, «Военный дневник», т. 2, Военное издательство МО СССР, 1969 г., стр. 60).

Бомбардировщики «ДБ-240» — впоследствии названные «ЕР-2» по имени ученика Бартини В. Г. Ермолаева — летали на Берлин от самой Москвы.

*«Доклады АН СССР», 1905 год, т. 163, № 4.