Читая «КиЯ», как всегда от «корки до корки», я все больше удивляюсь статьям, посвященным вопросам создания быстроходных парусных судов (рекордных или транспортных). Почему в новых проектах реализуются только одно-два отдельных решения, лишь несколько повышающих эффективность парусника, да и предложения - вовсе не такие уж сверхъестественные. А при этом авторы считают, что использование их революционных идей было невозможно без появления компьютеров, электрогидравлических систем и тому подобного.
В 1907 г. в семье профессора физики Бориса Петровича Вейнберга родился третий сын - Всеволод, мой отец. Во время мировой войны деда направили для приемки взрывателей к артснарядам, которые поставляла России Америка. Так вся семья попала в США.
Дед был большим «фантазером». Много изобретал, и не просто изобретал, а искал пути облегчения жизни всего человечества. Даже писал фантастику. Как большинство интеллигентов той поры, считал, что его задача - показать, куда надо идти, а реализовывать это будут другие - люди практики, инженеры, рабочие... Конечно, он никогда не дистанцировался от людей труда, сам готов был принимать прямое участие в работе, но, наверное, это у него получалось плохо. Вероятно поэтому, интуитивно чувствуя «недостаток» своего отца, все дети (несмотря на явное наличие «ученых» генов в их организмах) с раннего детства становились именно инженерами, столярами, механиками, а их изобретения всегда отличались не только полезностью, но и осуществимостью в условиях того времени.
Так вот, в Америке Борис Петрович, работая на заводах, вплотную столкнулся с целой плеядой талантливых американских инженеров.
Не знаю как сейчас, но тогда американцы были очень общительны, и рабочие контакты нередко переходили в семейные. И технический уровень развития США был, конечно, существенно выше, чем в России. Можно представить, как это было интересно для восьми-и тринадцатилетних пацанов. Они не отходили от шофера служебного автомобиля - огромного «роллс-ройса» с автоматической коробкой передач и безопасными шинами, накачанными не воздухом, а водой. Лучшим подарком для них была «экскурсия» на местную барахолку, где иногда удавалось приобрести маленькие, но вполне работоспособные ножовку, металлический рубанок с винтовой регулировкой, ручную дрель или даже сломанный велосипед, который втроем можно было поставить на ход, поискав там же все нужные запчасти (шины накачали водой, чтобы меньше думать о ремонте старых камер).
А какой был праздник, когда их пригласили в семью Райтов. Подробности этого визита стали семейным анекдотом. Профессор Б. П. Вейнберг с женой были представлены главе семейства Райтов и его жене - солидным пожилым людям. Что Райты изобрели и построили летающий самолет, Вейнберги, конечно, знали, но сколько изобретателям лет и как их зовут, наверное, нет. И вот, старшие занялись светской беседой, что вполне понятно для первого знакомства. Старший брат, Алеша, прекрасно рисовал. Он сразу же решил увековечить маститого старца - «отца авиации» - на бумаге (портрет с его автографом сохранился). А младший, Вова (так Севу звали дома), с интересом забрался под стоявшую в углу пианолу - механическое пианино. Ничего не понимая в «потрохах» этого невиданного аппарата, он стал забираться в него все глубже и глубже (в буквальном смысле). И тут рядом с ним на полу оказался какой-то дяденька, который начал подробно показывать, как работает эта «штука». Все время визита эти двое просидели под пианолой.
Об авиации речь между старшими так и не зашла, что очень огорчило Бориса Петровича. И только на обратном пути знакомый, который устроил эту встречу, разъяснил случившееся. Оказалось, что старец - отец братьев Райт - ничего не понимает в воздухоплавании, а изобретатель первого летающего самолета - его сын Орвил Райт - тоже был на встрече, но просидел под механическим пианино, объясняя его устройство моему будущему отцу.
Наверное, такое знакомство с техническим прогрессом во многом определило интересы мальчишки, который всю свою жизнь посвятил изобретению и внедрению новых решений в самых различных сферах науки и техники. К сожалению, я не знаю содержания всех изобретений и работ отца. Даже в перечнях его трудов большинство из них имеют либо непонятное название, либо только цифровой код, свидетельствующий, что они не подлежат опубликованию. То, что мне известно, всегда было доведено до конца - воплощалось отцом в опытном образце, действующем макете, подкреплено инженерными расчетами и разработанной (чаще тоже им) технологией.
В 1918 г. Вейнберги вернулись в Томск. Ничего удивительного нет, что трех инициативных подростков тянуло к воде, тем более что у одного из друзей - В. Гутовского (в будущем известного полярного летчика) - имелся маленький «обласок» - легкая лодочка местной постройки. На ней друзья и катались по реке Томь (естественно, на веслах, о моторах тогда можно было только мечтать, поскольку даже велосипед был неосуществимой мечтой).
В 1922 г. Б. П. Вейнберга перевели в Петроград. Тяга детей к прогулкам по воде только усилилась. Нева и Финский залив - это уже серьезно! Иногда мимо их лодочки, взятой напрокат, пролетал парус. Так родилась идея построить яхту.
В 1923 г. мой отец Всеволод Борисович поступает в Технологический институт. Прямое знакомство с институтскими инженерными дисциплинами вызывает взрыв новых идей. Появляется несколько изобретений, позволяющих на практике осуществить ряд предложений, таких как использование солнечной энергии в народном хозяйстве, «прыгающий моторный экипаж» (мотоцикл), рекордный велосипед и... новаторский проект яхты.
Сейчас, когда я - инженер-судостроитель - вспоминаю этот проект, то пытаюсь воссоздать ход мыслей отца, затеявшего это интересное дело.
По каким законам двигается парусное судно?
Яхта - это соединение двух крыльевых систем: аэродинамической системы - парусов, создающих силу тяги, но и вызывающих такие отрицательные явления, как боковой дрейф и крен яхты, уменьшающий эффективную площадь парусности, и гидродинамической системы корпус-руль-киль, создающей силы, которые противостоят боковому дрейфу, и вызывающей сопротивление воды движению яхты вперед.
Самое простое - скопировать какой-нибудь хороший швертбот или яхту, а затем подумать, как можно что-то улучшить. Но для настоящего инженера это было бы слишком просто. Все в проекте должно быть оптимизировано, но реализуемо на практике.
Начинаются расчеты. И первая приятная неожиданность: теоретически скорость яхты при оптимальных условиях может не только достичь обычных 10-12 уз, но и превысить 30 уз. А если это так, то все выглядит уже по-другому.
Нет, рекорды отца никогда не интересовали. Ему, наверное, просто захотелось прокатиться с такой скоростью!
Углы атаки паруса должны быть существенно уменьшены. Круглая мачта и тянущаяся парусина (другой тогда не было) не могут обеспечить нужное аэродинамическое качество. Значит, надо делать объемное крыло («жесткое»), но не симметричное: в зависимости от галса оно должно менять направление стрелки вогнутости. Следует сделать переднюю часть крыла жесткой, а заднюю - оставить мягкой. Но парус придется убирать. Решение: носовая часть паруса шьется «мешком», а внутрь вшиваются задающие профиль нервюры, свободно вращающиеся на круглой мачте и при уборке складывающие гармошкой ткань паруса.
Чем меньше водоизмещение и чем уже лодка, тем меньше сопротивление движению, но уменьшаются и силы, противостоящие крену. Остойчивость яхты во многом обеспечивается балластным килем, устанавливаемым на крыле-плавнике симметричного профиля и обычно, по условиям прочности, ограниченной высоты. Но если балласт заглубить, закрепив его на двух профилированных штангах, образующих с поперечными краспицами, установленными внизу мачты, треугольник? Этим можно обеспечить необходимый восстанавливающий момент при меньшем весе балласта, а значит, и меньшем водоизмещении. К тому же, на высоких скоростях можно эффективно использовать и гидродинамические силы: балласту (в плане) надо придать форму самолета, имеющего горизонтальное крыло достаточно большого удлинения, которое создает при движении дополнительную «топящую» силу.
На скоростях свыше 14-15 м/с при острых курсах к ветру, когда скорость набегающего воздуха может превышать 20 м/с, воздушная составляющая сопротивления корпуса может достигать 20% общего сопротивления, поэтому следует придать надводной части корпуса оптимальную обтекаемую веретенообразную форму.
Еще один резерв скорости: для максимальной эффективности парусов необходимо, чтобы их площадь не уменьшалась при крене яхты. Отсюда вывод: мачта должна быть всегда вертикальна. Обычно для этого яхту откренивают, по возможности смещая вес на наветренный борт (гоняя команду). Но будет гораздо эффективнее смещать на наветренный борт балластный киль, выполнив его качающимся относительно мачты.
Я не считаю себя докой в конструкции парусных судов. Не был таким и мой отец, но ведь каждый энтузиаст может позволить себе какие-то свои субъективные решения. Чтобы компенсировать изменения действия ветра при различных курсовых углах, изменяющие продольную центровку, балластный киль должен качаться и вдоль корпуса. Это важно и для того, чтобы, сместив балластину в крайнее кормовое положение, до минимума уменьшить осадку, что позволит хоть как-то обойти всю акваторию Финского залива, подходя к необорудованному берегу.
Второе спорное решение. Чтобы сопротивление корпуса всегда оставалось минимальным, яхта должна двигаться на ровном киле; следовательно, корпус не должен быть жестко связан с мачтой, чтобы иметь возможность свободно качаться относительно горизонтальной (продольной) оси степса.
Вот так родилась общая концепция яхты.
Дальше все было проще - началась детальная разработка конструкции корпуса. Узлы рождались один за другим. Помню, что отец очень аккуратно чертил рабочие эскизы на обратной стороне каких-то больших геофизических или метеорологических карт, которые постоянно составлялись в геофизической обсерватории под руководством Б. П. Вейнберга и отражали ежегодные изменения в природе. Через год-два они были уже не нужны и просто выбрасывались. Конечно, рабочие габариты деталей были точно согласованы с габаритами места постройки: комнатой отца и коридором коммунальной квартиры, в которой жила семья.
Параллельно, постепенно как-то накапливались материалы для постройки. Отец считал самым большим достижением то, что удалось где-то приобрести красное дерево; его распустили на 10-миллиметровые доски для клинкерной обшивки. На помойках было собрано 80 кг старых свинцовых труб (тогда во всех домах были свинцовые водопроводные трубы) для балластного «самолетика». Выполняя рабочие чертежи, отец одновременно изготовил его литьевую модель, что было предметом особой гордости.
Как это свойственно многим молодым людям, для отца не существовало понятия «невозможно». Он всегда считал (и учил меня), что если это надо, то это нужно и можно сделать. Важно только сначала хорошенько подумать (может быть, чему-то подучиться) и главное - всегда начинать с самого простого решения.
После блокады сохранились теоретический и конструктивный чертежи корпуса, чертеж мачты со всем насыщением, теоретический чертеж балластного «самолетика» и общего расположения в «ходовой рубке», где рулевой, как в буере, полулежал (перед ним был сдвоенный штурвал, а по бортам - по две или три лебедки, предназначенные для изменения положения балласта относительно мачты и уборки парусов). Как говорил отец, лебедки были «хитрые», но чертежи он отдал кому-то, кто обещал их ему изготовить, и они затерялись. Конечно, никакой электроники и механизации в проекте не было и в помине.
Когда отец впервые показал мне проект своего детища, я задал только один вопрос: «Папа, почему же ты ее не довел до воды?» Отец промолчал. Сейчас я понимаю его молчание. Как все молодые, он тогда, в 30-х гг., был уверен, что философская истина - «время бесконечно» - будет существовать всегда. Лишь в последние часы своей жизни он сказал: «Время имеет свой предел, об этом хорошо было бы знать раньше». А тогда он продолжал просто жить, и достаточно сложно.
Не знаю, какая была стипендия у студентов (если она вообще была), но даже профессор (мой дед) постоянно вел какие-то подробные записи о том, сколько в этом месяце он заплатил дворнику за дрова, сколько стоила починка обуви и покупка галош, сколько он отдал своим сестрам («благородным девицам», вообще, по-моему, не имевшим средств к существованию), сколько ушло на покупку продуктов и отдачу долгов. В другом столбце - сколько ему заплатили жалования и сколько он заработал на всяких «халтурах». Итоги в столбцах часто не сходились - обнаруживался дефицит.
Интересен был тогда и процесс обучения студентов. В стране ощущалась страшная нехватка инженерных кадров, поэтому студент считался каким-никаким, но инженером. Любая курсовая работа, любые практические занятия были напрямую связаны с конкретными задачами, если не народного хозяйства в целом, так с созданием экспериментальной базы родного института. Я видел курсовики отца. В них речь шла о каких-то кирпичных постройках, подкрановых балках, хитрых резервуарах, печах. Многие чертежи были в ватмане, но попадались и кальки, и светокопии. Значит, эти работы сразу шли в дело. Можно понять, какой это был мощный стимул для будущих инженеров - увидеть свое творение живым. Тогда никто не мог представить, что кто-то после вуза получит право еще год-два отводить от себя ответственность, укрываясь за званием «молодой специалист». Если на первом-втором курсах еще можно было найти свободное время, то потом нет. Студенты сутками пропадали в институтских лабораториях. Правда, и тогда они умудрялись растягивать их и, как и мы, шли «на халтуры», но это были не вагоны с картошкой или бочки с солеными огурцами, а расчеты и эскизы фундаментов для монтажа нового станка или научной установки для какой-нибудь академической или заводской лаборатории.
Вот, наверное, поэтому и чертежи яхты, и добытые для ее постройки материалы начали спокойно пылиться, мешая жить окружающим.
А дальше - больше. Институт окончен. Место работы: Самарканд. Семья, дочка. Только в 1935 г. возвращение в Ленинград. Отец аккуратно разбирает завалы «прошедшей молодости» и натыкается на эскизы своего любимого творения. Просто убрать их в папку и поставить в шкафу он не смог. А вдруг его яхта кому-то нужна. Он оформляет тушью на кальке чертежи общего расположения и эскизы, поясняющие основной принцип действия конструкции. Пишет сопроводительную записку и затем направляет все материалы председателю судостроительного НТО профессору Ю. А. Шиманскому. Ответ был, мягко сказать, неутешительный: «Это бред. Такого не может быть, потому что не может быть никогда». Уверен, что так Юлиан Александрович не мог написать, наверняка он сам и не видел этот проект...
Вопрос закрыт. Папка с «авторитетным» отзывом отправляется на шкаф. Серьезных дел много, детские увлечения подождут.
Война. В 1942 г. от голода умер Б. П. Вейнберг. До последнего часа он делал расчеты прочности льда Ладожского озера и консультировал тех, кто прокладывал «Дорогу жизни» для ленинградцев.
Война кончилась. В квартире все в саже. Ящики, дверцы, полки семейных краснодеревых комодов и буфетов сожжены. Под толстенным слоем черной пыли лежат груды папок и книг.
Мне уже восемь лет. По репарациям из Германии идут эшелоны с чем попало. Станки - это понятно, но идут и ящики, в которых может лежать все что угодно, и бывает неизвестно, что это такое и к чему можно приспособить. Помню, отец на первое сентября подарил мне маленький моторчик и сказал, что будем делать троллейбус. Редко вечерами мне удавалось усадить его за стол, и на тех же геофизических картах мы «рисовали» троллейбус. Чтобы я не потерял интерес, отец попутно рассказывал и показывал, как перемотать какой-то трансформатор, сделав восемь выводов, как сделать пост управления для питания проводов троллейбуса разными величинами напряжения. С тех пор все это я уже умел делать сам.
А авиационная свалка в Гавани! Останки сотен сбитых над Ленинградом немецких и наших самолетов. Это «пещеры Соломона»! Сколько там было красивых роликов с маленькими подшипниками, разноцветных штуцеров, трубочек, талрепчиков. Все - домой!
И вдруг, в 47-м, в игрушечном магазине я встречаю первый набор «Сделай сам». Заготовка для корпуса плавающей модели яхты, рейка для мачты, фанерка для палубы, кусочек ткани для парусов. Чертежи всех деталей и как это все сделать и собрать в картинках. На день рождения коробка появляется у меня под подушкой. И за работу. Все - сам. Корпус - ерунда; почти все готово в наборе. Отлить балластный киль - тоже не проблема. Свинца в городе сколько хочешь. (Повсюду меняют свинцовые трубы на новые стальные). Мачта получилась корявой: ножом выстругать круглую длинную палочку сложнее, чем два десятка гвоздиков забить. Теперь детали такелажа. Все тоже понятно нарисовано. Консервных банок из-под американской тушенки сколько хочешь. Только паять сложно: бабушка ругается, что я занимаю примус. Ну, за керосином уж сбегаю - это всегда на мне. И паяльник чересчур большой и тяжелый для такой мелочи, он долго греется. Дырочки в деталях приходилось долго сверлить сверлышком-лопаточкой, сделанным из гвоздика.
В общем, все получилось. Даже автомат перекладки руля при изменении галса работал здорово!
Весной едем с отцом навестить двоюродных бабушек, которые живут в Доме ветеранов сцены. Невка уже очистилась ото льда. Солнце и легкий ветерок. Лезу к воде и вдруг понимаю, что если сейчас опущу яхту на воду, больше уже не увижу ее. Большой Петровский мост разобран, да и островок под ним весь в воде. Думаю - что делать? Иду к бабушкам, выклянчиваю у них целую катушку ниток. Теперь в путь.
Опускаю судно на воду, гвоздь с катушкой держу в руке. И вдруг - хлопок. Парус сработал. Все ожило. Яхта полетела от берега! Катушка сначала крутилась очень быстро, но потом яхта стала двигаться все медленнее и медленнее: нитка вся в воде, ее вместе с лодкой течение тянет под мост. Нет бы на этом кончить эксперимент, да и вытащить ее на берег за нитку. Нет, мне нужно было посмотреть, а почему, чем дело кончится? Короче: яхта застряла в сухих камышах на островке. Тяну за нитку, но боюсь оборвать ее. Пришлось звать отца. С приключениями, но кое-как спасли первую мою яхту.
Прошло несколько дней. Отец по вечерам рылся в своих архивах, перебирая содержимое каких-то папок. Время от времени звал меня, чтобы показать то прыгающий мотоцикл, то велосипед с лежачим положением гонщика. И вдруг вышел с загадочным видом, держа в руках пеструю папочку. Отдает мне и говорит: «Посмотри». На обложке одно только слово его мелким чертежным почерком: «Яхта».
Раскрываю. Снова чертежи на геофизических картах, кальки, текст на пишущей машинке.
За обедом отец спрашивает: «Сможешь?»
«Смогу. Только купи мне лобзик, а то одиннадцать твоих шпангоутов я не сделаю, и мачта у меня такая не получится».
Осень, зима, весна. Все получилось. Правда, рапида извел литра два (нитроцеллюлозный замечательный водостойкий клей в 100-граммовых бутылочках; быстро сохнет, корочка от рук отдирается зубами). Правда, от механики по согласованию с автором проекта я отказался. Решили, что для эксперимента это слишком сложно, а без радиоуправления и невозможно; будем подбирать углы установки парусов на берегу.
Лето. Пушкинские горы. Я, как всегда, после болезни (экссудативный плеврит). Отец, как всегда, в командировке. Яхта со мной. Жду отца. Озеро там было маленькое, это хорошо, но оно расположено в глубокой котловине, а кругом столетние березы - ветра у воды нет вовсе.
Приехал отец на неделю (может, меньше). Пошли на озеро, спустили яхту на воду, привязали нитку. Ветра не было. Тихо-тихо отплыла яхточка от берега. Все работало, только нам не интересно -уж очень медленно шла модель!
Отец уехал. Уехали и мы.
А потом все круто изменилось. Отец получил Сталинскую премию «за вклад в оборонный комплекс страны». С премии подарил мне компрессионный авиамодельный моторчик, и... понесло меня в авиацию. Яхту я отдал маленькому сыну одного из механиков в отцовской лаборатории. Ему очень нравилось, как там все качается.
В 1954 г. поступил в ЛКИ. Бывая в лабораторном корпусе, часто стоял у дверей судомодельной мастерской, которой руководил Георгий Евгеньевич Александровский. На дверях было написано: «Посторонним вход воспрещен». Но двери-то иногда открывались. И я в конце концов перестал быть посторонним. Там было такое!.. И студенты - все умные, деловые. Чего стоила личность всегда куда-то спешащего Вадима Цвиркунова! Среди всех этих крейсеров, подлодок и яхт я разглядел настоящую мотолодку на подводных крыльях. Вот тогда и променял свои паруса на скорость под мотором!1
А папочку с надписью «Яхта» отнес Георгию Евгеньевичу. Он заинтересовался, стал читать, разглядывать чертежи, потом подозвал чемпиона СССР по парусному судомоделизму (кто это был - не помню), а тот сказал: «Такого не может быть, потому что не может быть никогда, и при том она не входит ни в один спортивный класс». Александровский ему не поверил, попросил оставить папку - может быть, он даст кому-нибудь ее построить и все проверить. Больше я нашу папку не видел - отец в 1981 г. умер, поэтому и рисовать яхту пришлось по памяти.
А три года назад у меня появился первый настоящий парусник - он и показан на снимке.
Виктор Вейнберг
Примечания
1. Заметим, что Виктор Всеволодович — мастер спорта, один из активнейших авторов «КиЯ»; неслучайно в указателе опубликованных в журнале статей его фамилия упоминается 24 раза. А чертежи и фото первой построенной им мотолодки на крыльях, с 10-сильной «Москвой», показывающей скорость до 60 км/ч, были опубликованы еще в 1964 г. (вып. 3).