Раздел 6. Техника периода становления индустриальной цивилизации
От монгольфьера к самолету
Возникновение воздухоплавания
Появление и первое практическое применение воздухоплавания началось во Франции в конце XVIII в. В 1783 г. братья Жозеф и Этьен Монгольфье изобрели летательный шар, наполненный нагретым воздухом. В том же году Жак Шарль и братья Роберы сконструировали воздушный шар, наполненный водородом. Именно водородные аэростаты сделались в XIX в. основным видом летательных аппаратов. Предпосылками этого изобретения были достижения в области химической технологии. Это, во-первых, освоение производства водорода («горючего воздуха») путем воздействия серной кислоты на железные опилки, а во-вторых, применение каучука для пропитки тафты, из которой изготовлялась оболочка воздушных шаров.
Полеты на воздушных шарах обеих систем состоялись в том же 1783 г.: 2 ноября Пилатр де Розье и маркиз д'Арланд в Париже поднялись на «монгольфьере», а 1 декабря в Тюильри был произведен первый полет на водородном шаре Шарля и братьев Робер. Русский посланник в Париже И.С. Барятинский восторженно отозвался об этих экспериментах. Он подробно извещал о них Екатерину II и предсказал воздухоплаванию блестящее будущее.
В 1785 г. естествоиспытатель Ж.П. Бланшар и американский врач Джефрис перелетели на водородном шаре через Ла-Манш. В том же году полет на шаре неудачной конструкции Пилатра де Розье и Ромена закончился первой катастрофой в истории воздухоплавания: шар загорелся и аэронавты погибли.
В эти годы получила практическое осуществление идея парашюта, выдвигавшаяся не раз начиная с XV в. В 1785 г. Бланшар изобрел парашют. Первый прыжок с парашютом совершил в 1797 г. Жак Гарнерен.
Русская печать проявляла большой интерес к воздухоплавательным опытам. Однако Екатерина II отнеслась к новому техническому достижению скептически.
Она велела, например, передать Бланшару, который хотел в 1786 г. провести полеты в Петербурге: «Здесь отнюдь не занимаются сею или другой подобной аэроманиею». При Павле I позиция правительства в этом вопросе не изменилась.
Летом 1803 г. первый полет в Петербурге совершил Жак Гарнерен, трижды поднимавшийся на воздушном шаре, наполненном водородом. Следует отметить, что на заре воздухоплавания подобные эксперименты нередко превращались в спортивно-развлекательный аттракцион, в котором полеты перемежались демонстрацией «фантасмагорий» и фокусов.
К числу аэронавтов-иллюзионистов принадлежал и приехавший в Петербург на гастроли фламандец Э.Г. Робертсон. Впервые в истории воздухоплавания Петербургская академия наук решила использовать шар Робертсона для научных целей. Полет академика Я.Д. Захарова с Робертсоном состоялся 30 июня 1804 г. Русским ученым был проведен ряд интереснейших наблюдений и опытов. В том же году, несколько позже, во Франции на воздушном шаре поднимались с научной целью ученые Л.Ж. Гей-Люссак и Ж.Б. Био. В Англии воздушные шары стали использовать для метеорологических наблюдений, — этого требовало прежде всего британское парусное мореходство.
Видным английским аэронавтом был Чарлз Грин, начавший свои полеты в 1823 г.
Он более 500 раз поднимался в воздух и внес ряд улучшений в конструкцию воздушных шаров ( гайдроп — канат, используемый при спуске шара, наполнение шаров светильным газом и т. д.).
С самого начала воздухоплавания в полетах участвовали и женщины. Первой из них была француженка Тибль (1784 г.), второй — англичанка Сэйдж (1789 г.).
В гастролях Ж. Гарнерена участвовала и его жена. Весной 1804 г. они совершили полет вдвоем с одной из зрительниц.
Воздушные полеты в качестве спортивного аттракциона стали весьма популярными развлечениями того времени.
Об этом свидетельствует объявление о «большом воздушном путешествии» на шаре, которое должно было состояться в Москве в 1847 г.
Аэростаты не могли стать средством регулярного сообщения. Воздухоплаватели того времени не имели возможности передвигаться в нужном им направлении, довольствуясь только попутным воздушным течением. Для движения вверх они сбрасывали из корзины определенное количество балласта, для движения вниз — открывали клапаны и выпускали из шара часть газа.
Внимание изобретателей второй половины XVIII в. все больше привлекала идея создания управляемого аэростата, впоследствии получившего во Франции название дирижабля — от глагола diriger — «управлять», «направлять».
В 1783-1784 гг. видный французский конструктор и исследователь Ш.Б. Менье, первым предложивший удлиненную форму для аэростатов, выдвинул идею аэростата с гребными винтами (пропеллерами), приводимыми в движение вручную. Были и другие, столь же наивные предложения передвигать аэростаты веслами или крыльями, используя мускульную силу самих аэронавтов. Проекты применения паровой машины в качестве двигателя аэростата оказались также несостоятельными.
В 1852 г. француз Анри Жиффар произвел опытный полет на аэростате с паровым двигателем мощностью около 4 л. с. Ho результаты эксперимента были мало обнадеживающими: двигатель оказался слишком слабым.
В России проектами управляемых аэростатов занимались многие изобретатели. В 1841 г. А. Снегирев представил технически несостоятельный проект аэростата, отклоненный специалистами. Проект Н. Архангельского (1851 г.) предусматривал постройку большого цилиндрического аэростата с гондолой, снабженной паровой машиной (как позже у Жиффара), которая должна была приводить в движение 6 пропеллеров.
В 50-х годах XIX в. идею «воздушного локомотива» с паровым двигателем выдвинул и Р. Черносвитов. В его проекте содержался ряд новых интересных предложений (например, соединение аэростатов в «воздушные поезда»), Однако эти изобретатели по недостаточному знанию аэромеханики 1 которая в то время была еще слабо изучена, не могли предложить ничего реального.
1 Аэромеханика — область механики, изучающая законы взаимодействия газов (прежде всего образующих атмосферу) с погруженными в них твердыми телами.
Следует отметить идею создания аэростата с реактивным двигателем. В 1833 г. немецкий исследователь Ласчинский пытался сделать расчет подобного двигателя, действующего на сжатом воздухе. В 1849 г. русский военный инженер И.И. Третеский выдвинул несколько проектов реактивных аэростатов. В зависимости от характера двигателя (парового, порохового или работающего на сжатом воздухе) Третеский называл свой аэростат «паролетом», «газолетом» или «воздухолетом».
В 40-60-х годах вопросами воздухоплавания занимался морской офицер Н.М. Соковнин. Его «воздушный корабль» в последнем варианте должен был приводиться в движение реактивным двигателем.
Некоторые изобретатели надеялись решить проблему двигателя, прикрепив снаружи к корпусу или гондоле аэростата несколько ракет. В 1856 г. видный русский ученый и конструктор К.И. Константинов подверг научной критике имевшиеся тогда проекты управляемых аэростатов и указал на необходимость создания для них двигателя нового типа.
Проекты летательных аппаратов тяжелее воздуха
Соображения, выдвинутые К.И. Константиновым, в еще большей степени относились к попыткам создать управляемые летательные аппараты тяжелее воздуха. Видный английский изобретатель Дж. Кейли, стремясь обойтись без парового двигателя, сделал в конце XVIII в. ряд опытов по созданию безмоторных летательных аппаратов — предшественников позднейших планеров. Кейли предложил новую конструкцию летательного аппарата с неподвижной поддерживающей поверхностью и удлиненной хвостовой частью.
В 1842 г. английские предприниматели У. Хенсон и Дж. Стрингфеллоу разработали проект «воздушной паровой повозки», удивительный по сочетанию смелых технических предвидений с наивностью, и получили на него патент. Развивая идеи Кейли, они предугадали ряд деталей позднейших самолетов-монопланов. Размах неподвижных крыльев летательного аппарата должен был составить 45 м. Предполагалось, что паровая машина будет приводить в движение два толкающих винта. Аппарат имел хвостовое оперение и трехколесное шасси для посадки и подъема. Вес всей конструкции должен был составить около 1,5 т.
На основе полученного патента Хенсон и Стрингфеллоу подали заявку на создание первой в истории Компании воздушного транспорта.
Разумеется, мечта о том, что огромный и тяжелый летательный аппарат, приводимый в движение паровой машиной мощностью всего в 30 л. с., будет совершать регулярные полеты из Англии в Индию на зависть владельцам быстроходных клиперов, была совершенно фантастической. Ho английский парламент все же выдал Хенсону и Стрингфеллоу соответствующую привилегию. Реклама была развернута широчайшим образом. Об их «воздушном локомотиве» было хорошо известно и в России. Однако дело не пошло дальше постройки нескольких моделей, которые не смогли даже оторваться от земли.
Попытки создания самолетов с паровыми двигателями безуспешно продолжались в разных странах и в последующие десятилетия. В частности, в 60-х годах русский инженер Н.А. Телешов разработал проект большого летательного аппарата с паровой машиной. В 1867 г. изобретатель изменил свой проект: в качестве двигателя он предложил «теплородный духолет» — особый вид реактивного двигателя.
Значительное развитие получают в рассматриваемый период и идеи создания геликоптера 2 Мы находим их еще у Леонардо да Винчи. В 1784 г. соответствующие модели были построены французами Лонуа и Бьенвеню, позднее этим вопросом много занимался Дж. Кейли. Ho наибольшее внимание изобретателей и ученых привлекла деятельность членов Общества сторонников летательных аппаратов тяжелее воздуха, организованного во Франции в 1863 г.
2 Гэликоптером, или вертолетом, называется аппарат тяжелее воздуха без крыльев, осуществляющий полет посредством одного или нескольких несущих винтов (роторов).
В эту группу энтузиастов входили аэронавты, ученые, писатели и журналисты, в частности Жюль Верн. Члены общества доказывали преимущества аппаратов тяжелее воздуха перед управляемыми аэростатами, а воздушные корабли будущего представляли себе построенными по принципу геликоптеров. «Винт — свитой винт — должен вознести нас в небеса в ближайшем будущем!» — восторженно писал Турнашон-Надар в 1863 г. 3
3 Психологический облик этого страстного поборника новой техники Жюль Верн раскрыл в 1865 г. в романе «С Земли на Луну». Надар фигурирует там под именем Мишеля Ардана.
В художественной форме технические идеи членов Общества выразил Жюль Верн в известном романе «Робур Завоеватель» (1886 г.). Столь красочно описанный романистом «Альбатрос» — не что иное, как усовершенствованный геликоптер в том виде, как его представлял себе автор. 4
4 В частности, воздушный корабль в романе Жюля Верна приводится в движение не паровой машиной, а силой электричества.
В то время опыты по устройству геликоптеров (в том числе и построенный П. д'Амскуром в 1863 г. геликоптер с паровым двигателем) не дали положительных результатов. Эпоха практически применимых управляемых летательных аппаратов, как легче, так и тяжелее воздуха, наступила лишь на рубеже XIX-XX вв., причем решающую роль в этом сыграло создание самолетов с двигателем внутреннего сгорания.
Вопросы и задания:
1. Сравните описание воздушного шара данного текста и в романе Жюля Верна.
2. Существует мнение, что аэростаты имели преимущества перед воздушными шарами. Согласитесь или опровергните это мнение.
3. Подготовьте тезисы к теме «Геликоптеры от Леонардо да Винчи до Жюля Верна».
4. На основе данного текста определите, в какой мере Жюль Верн при описании снаряда для полета на Луну использовал современные ему достижения техники, в чем предвосхитил будущие открытия и изобретения.
5. Жюль Верн в романе «Вокруг света за 80 дней» (1872 г.) описал кругосветное путешествие. Возможно ли было такое путешествие в указанный срок? Ответ аргументируйте.
