Воздух движется слева направо. Тела различной формы по-разному тормозят воздушный поток. Встречая препятствие, воздух сжимается и начинает давить на него, а сзади образуются «завихрения». Если воздух спокоен, а движется тело справа налево, то эффект получается тот же самый. Тела, которые хорошо обтекаются с боков и позади которых бывает меньше завихрений (форма капли), испытывают наименьшее торможение.

Вильбур и Орвилль Райт никогда не видели планера, они смогли лишь достать несколько фотографий машин Лилиенталя, Пильчера, Шанюта и Стрингфелло, зато они подробно ознакомились по описаниям с устройством летательных машин, построенных различными изобретателями.

Центр давления — это то, что старались найти изобретатели в плоских и изогнутых поверхностях, которые они изучали. Это та точка, которая является центром действия силы воздуха на поверхность. Первое, что хотели сделать Райты, — это найти наилучший способ сделать так, чтобы центр давления соответствовал центру тяжести.

Некоторые исследователи, стараясь найти ответ на этот вопрос, пытались приделать к летательной машине род «маятника», который служил бы для того, чтобы держать центр тяжести всегда ниже поддерживающих поверхностей. «Маятник» должен был действовать, как корзина воздушного шара.

Но всякий, кто наблюдал за полетом воздушного шара, знает, как широко временами раскачивается корзина — на цельте метры в разные стороны.

«В этом-то и заключается трудность применения системы маятника, — решили братья Райт. — Даже если он будет поддерживать поперечную устойчивость в машине, он будет постоянно раскачиваться, а это уже делает его вредным, так как само качание маятника нарушает всякую устойчивость».

Братья должны были обдумать вопрос, как добиться двух родов равновесия: поперечной устойчивости и продольной устойчивости. Поперечная устойчивость достигается тогда, когда крылья машины удерживаются на одном уровне, не наклоняясь ни в одну, ни в другую сторону; продольная устойчивость достигается, когда пос аэроплана находится на одном уровне, а не опускается или поднимается, что заставляет машину бросаться вниз и вверх.

Система, которая сперва казалась братьям Райт более удовлетворяющей, чем достижение равновесия с помощью маятника, состояла в следующем: крыло делалось не плоским, а слегка изгибалось но длине. Аэроплан, выстроенный по этой системе, со своими приподнятыми крыльями был бы похож на очень широкое и плоское «У».

«В теории, — писали позднее Райты, — эта система должна бы держать машину все время в равновесии (поперечная устойчивость), но на практике у нее оказалось два серьезных недостатка: построенная так машина легко раскачивается, и такое ее устройство может держать машину в равновесии только в спокойном воздухе.

В слегка измененной форме та же система была применена некоторыми изобретателями для того, чтобы достигнуть продольной устойчивости. Главное крыло ими ставилось под положительным углом, а горизонтальный хвост — под отрицательным, так что они образовали собой второе широкое «У». Теоретически центр тяжести этого второго «У» должен был находиться далеко в передней части машины.

Но и при таком устройстве у планера при движении в воздухе также было стремление к постоянному колебанию. Те же силы, которые были причиной сохранения равновесия в спокойном воздухе, нарушали равновесие машины при ветре.

Мы пришли к решению, что летательная машина, построенная по этому принципу, может быть интересна с научной точки зрения, но на практике не имеет никакой ценности, поэтому мы отбросили и этот принцип, как отбрасывали многие другие».

Они решили при постройке своего планера избежать всех недостатков, которые их предшественники допустили в своих аппаратах.

Приблизительно в это время они начали переписку с Октавом Шанютом. Шанют закончил свои опыты, и у него накопился большой запас знаний и вычислений. Кроме того, Виль и Орв пришли к заключению, что один из планеров, выстроенных Шанютом, пожалуй, больше всего подходил к их собственным вычислениям и проектам.

За 1899 и начало 1900 года Райты пришли ко многим важным решениям:

Первое, что изобретенный Шанютом тип биплана[2] со слегка изогнутыми поддерживающими поверхностями был именно тем аппаратом, который им надо было испробовать прежде всего; второе, что должен быть найден новый метод управления полетом и сохранения равновесия машины, совсем иной, чем тот, который употребляли Лилиенталь и Шанют; и третье, что хвост машины, который применяли другие изобретатели, совсем не нужен планеру.

Кроме того, они пришли еще к двум особым решениям, которые непременно вызвали бы насмешки тех, кто узнал бы о них. Во-первых, они решили построить машину, которая не будет сама держаться в правильном положении, во-вторых, они решили сделать крылья такими, чтобы пилот мог во время полета изменять их форму.

— Итак, то, что мы хотим построить, — говорил один из братьев в конце вечера, проведенного над вычислениями, чертежами, таблицами и цифрами, — это машина, которая сама не поднимается и не держится в правильном положении, а лишь сохраняет то положение, которое мы ей дали, машина, которую наименее легко было бы вывести из данного ей положения, направления и быстроты движения.

На первый взгляд эта мысль казалась смешной, но братья пришли к ней после долгих обсуждений, многих часов изучения, после долгих горячих споров.

Часто бывало, что братья имели совершенно противоположные мнения по какому-либо вопросу, особенно в начале работы.

— Чтобы машина была устойчива, — говорил Виль, — надо сделать крылья суживающимися к концам, как у птиц.

— Суживающимися к концам? — горячо восклицал Орв. — Если мы хотим, чтобы машина была устойчива, самое худшее — это делать крылья заостренными к концам!

Час, два, три они спорили, изучали, обсуждали, пока…

— Я думаю, что ты прав, — говорил Виль. — Заостренные крылья — не то, что нам нужно.

— Как не то, что нужно? — горячился Орв. — Как раз то, что надо. Не ты ли сам на это указывал?

Тут они замечали веселый огонек в глазах отца и сестры и оба разражались громким хохотом, потому что каждому из них удавалось переубедить другого, а вопрос оставался все так же запутан.

Но еще минуты или часы горячих обсуждений — и вопрос становился ясным.

— Чтобы сделать нашу машину возможно устойчивее, — объясняли позднее братья, — мы намеревались свести до минимума действие на нее порывов ветра. Мы думали достигнуть продольной устойчивости, придавая аэроплану специальную форму, а поперечной устойчивости, — изогнув концы крыльев, — как раз противоположное тому, что делали другие изобретатели.

«Затем, при помощи особого аппарата, управляемого летчиком, мы намеревались регулировать устойчивость планера, заставляя машину принимать прямое положение, когда она из него выведена.

«Форма поверхностей крыльев была выбрана нами прямоугольная, длина крыльев — втрое больше их ширины. Крылья должны были быть слегка закруглены. Концы крыльев — выгнуты, но значительно меньше, чем рекомендовал в своих записках Лилиенталь.

После тщательного изучения машин других изобретателей, после изучения сделанных ими наблюдений и вычислений уже легче было сконструировать именно такую машину, какую хотели иметь братья Райт, — машину, послушную воле летчика и устойчивую против влияния воздушных течений.

«Пара плоскостей (меньших, чем плоскости крыльев), расположенная впереди крыльев, управляемая летчиком, должна не только сделать планер более устойчивым, но и быть «рулем высоты», то есть заставлять планер по воле летчика опускать или поднимать нос — лететь вниз или вверх».

Позднее за это изобретение французы назвали аэропланы Райтов «утками», — за их длинные шеи.