Воздухоплавание

Аэростаты. В XVIII и. возможности активного полета были ограничены общим уровнем развития науки и техники, однако появилась возможность для свободного полета на аппаратах легче воздуха, поскольку научились делать легкую я дешевую бумагу, каркасные конструкции, стали использовать прочные и не тяжелые джутовые канаты.

В 1783 г. братья Монгольфье после ряда проб и ошибок запустили в г. Видалон-лез-Анноней первый аэростат на горячем воздухе. Они хорошо знали производство бумажных обоев, поэтому своп аэростаты, или, как их тогда называли, монгольфьеры, делали из полотна, оклеенного бумагой. Нижняя часть оболочки была открытой, и через нее внутрь баллона входил горячий воздух, причем сами Монгольфье неправильно объясняли природу подъемной силы свойством дыма, заряженного электричеством, отталкиваться от Земли. Братья сделали весьма удобную и надежную систему крепления с экваториальным силовым поясом и стропами. Эти и другие их технические решения применяются до сих пор.

Когда в Париж, в Академию наук, пришел документ о полете аэростата, то для проверки этого сообщения группе ученых и техников под руководством физика Жака Шарля было поручено повторить опыт братьев Монгольфье. Профессор Шарль не имел подробного описания конструкции аэростат, поэтому он создал шелковый шар, пропитанный привезенным из Америки раствором каучука. В шар подавался не горячий воздух, а водород, причем Шарлю пришлось разработать специальную технологию получения водорода из смеси железных опилок и серной кислоты, продуман систему клапанов, крепление оболочки и ряд других технических вопросов.

Все было сделано меньше, чем за два месяца, и в августе 1783 г. над Парижем взлетел первый аэростат, наполненный водородом. Этот аэростат назвали шарльером.

Для проверки влияния высоты на живые существа в сентябре 1783 г. на шарльере объемом 1200 м³ были запущены баран, петух и утка. Успех этого полета рассеял опасения, и уже 21 ноября 1783 г. физик Пилатр де Розье и спортсмен д'Арланд совершили первый 25-минутный полет на расстояние 10 км. В 1785 г. Блан-Шар и Джеффри совершили перелет через Ла-Манш. Такие быстрые успехи воздухоплавания были следствием, как уже отмечалось, развития науки и техники того времени. Появление новых материалов, новых: технологических способов и приемов, расширение интереса к окружающему миру и накопление знаний о нем – все это явилось основной материальной базой достижений разных ученых и изобретателен.

Вскоре после первых полетов аэростатов обоих типов наиболее дальновидным людям стало ясно, что аэростаты можно использовать в военном деле. В 1784 г. были созданы первые французские воздухоплавательные части и авиационная школа в Шале-Медоне. В это же время русский посол в Париже Барятинский в письме Екатерине II предложил применять воздушные шары для наблюдения и бомбардировки. Действительно, как и предполагал Барятинский, воздушные наблюдения помогли французской армии одержать ряд побед над армиями своих противников.

Для активных боевых действий аэростаты были использованы только в 1849 г. против осажденной Венеции, когда австрийцы сбрасывали зажигательные бомбы на город и деревянные суда.

С начала XIX в. аэростаты начали свою многолетнюю научную службу, которая продолжается до настоящего времени. В России, например, академик Я. Д. Захаров уже в 1804 г. впервые взял пробы воздуха на высоте 2000 м.

Аэростаты и в наше время находят применение как шары зонды, которые поднимают метеорологические приборы, как летающие лаборатории и для многих других целей.

Дирижабли. Еще в конце XVIII в. инженер Ж. Менье решил сделать аэростат, игрушку ветров, управляемым. Он видел, что идеи использования парусов здесь совершенно непригодны, и предложил гребные винты, но не указал, какой двигатель должен вращать эти винты. Мускульной силы людей, несмотря па все по-1ытки, конечно, не хватило, а механического двигателя тогда еще было.

Уже к середине XIX в. английский инженер Д. Кейли и русский изобретатель Архангельский хотели использовать для движения управляемых аэростатов-дирижаблей единственный в то время двигатель – паровую машину. Однако удельная масса паровых машин того времени была так велика (до 70 кг/кВт), что создание дирижабля было невозможным и только, когда удельная масса двигателя была снижена до 20…25 кг/кВт, французскому паровозному машинисту А. Жиффару удалось в 1852 г. в полный штиль на обтекаемом удлиненном аэростате с механическим двигателем пролететь в заданном направлении.

В 1884 г. дирижабль с электрическим двигателем, построенный во Франции по проекту известного русского инженера А. Н. Лодыгина, совершил первый в истории человечества круговой полет продолжительностью 29 мин.

Однако электрические; двигательные установки были очень тяжелыми, и только после появления двигателей внутреннего сгорания стали возможны серьезные разработки дирижаблей. В России О. С. Костович в 1880 г. разрабатывает проект дирижабля и двигателя к нему. Дирижабль предполагалось сделать с жестким каркасом и мягкой оболочкой, двигатель должен был работать на керосине и развивать мощность до 60 кВт.

В самом конце прошлого века во многих странах начали строить и испытывать дирижабли, стали готовить их к гражданскому и военному применению, причем конструкторы разных стран пошли различными путями.

Во Франции Сантос-Дюмон, Жуйо, в России Шабский, Н. И. Утешев и другие строили полужесткие дирижабли, в Германии Цеппелин создавал жесткие конструкции. Все эти дирижабли имели скорость около 50 км/ч, грузоподъемность до 1000 кг и дальность – сотни километров.

Проследим историю развития дирижаблей до наших дней. Уже в первую мировую войну дирижабли с успехом были использованы всеми воюющими сторонами для разведки, патрульной службы и даже бомбардировки. После войны, когда потребность в дальних перелетах стала возрастать, было сделано несколько попыток наладить регулярные пассажирские рейсы, особенно между Европой и Америкой. Однако катастрофы были настолько чисты, что от этого пришлось отказаться. Одной из причин катастроф были взрывы водорода, которым наполняли тогда оболочку дирижаблей. Другими причинами, по-видимому, были недостаточная прочность и высоковольтный разряд между причалом и кораблем. Это происходило вследствие того, что во время полета дирижабля на его оболочке из-за трения о воздух накапливались электрические заряды.

Сейчас, когда непрерывно возрастает потребность дешево, быстро и независимо от состояния дорог перевозить очень большие и тяжелые грузы, когда желание и возможности людей все время увеличиваются, вопрос о применении дирижаблей встал вновь. Вместе с тем в настоящее время может быть решена проблема получения достаточных количеств гелия и найдены способы его удержания в легких синтетических оболочках; не вызывает принципиальных трудностей и «опрос о создании ядерного двигателя. Вероятно, дирижабли на повои научно-технической основе будут созданы и найдут свое место среди других разнообразных летательных аппаратов.