Жесткие дирижабли. Создание. Секреты. Боевое применение
Шрифт:
Дирижабль Мёнье, 1784 г.
Изменяя объём газа в аэростате путём использования баллонета, можно было регулировать высоту полета дирижабля и поэтому он предложил две оболочки – внешнюю основную и внутреннюю, в которую закачивался воздух. В дирижабле были предусмотрены горизонтальные стабилизаторы и подвеска гондолы на трёх стропах имелась также полужёсткая ферма в нижней части внешней оболочки дирижабля. Описание дирижабля Мёнье скупы, а сведения противоречивы. Удалось узнать длину 84 метра и объем 1700 м3, но это меньше, чем у Анри Жиффара на 47 процентов, при вдвое большей длине, и на 70 процентов больше, чем у первого аппарата Тиссандье длинной всего 27 метров. Так что ни о каких 80 человеках буквально речи быть не может, а возможно в ходу в то время была вместе с лошадиной и человеческая 15 сила? Тогда мощность двигателя аппарата Мёнье вполне возможно могла составлять 80 х 100 = 8000 Ватт или 10,8 лошадиные силы на три винта, что вполне сопоставимо с тремя лошадиными силами и одним винтом изобретателя Анри Жиффара. Но как так получилось, что более передовой дирижабль Мёнье поднимался в воздух в 1784 году, а получается меньший и с более слабой машиной аппарат Жиффара в 1852 году? Тут нам на помощь приходит сравнение биографий Наполеона 1-го и 3-го и возможно, просто у изобретения Мёнье неправильная датировка, тем более он использовался 15
15
Мощность человека равна от 90 до 150 Вт. Так светит яркая лампочка. Но это в 5-8 раз меньше лошадиной силы.
Портрет Луи Филипа II и Большой каскад в Сен-Клу в 1845 году.
Полет продолжался 45 минут, и высота достигла 4500 метров, а на такой высоте возникает кислородное голодание 16 и дирижабль ужасно расширился из-за отсутствия воздушного клапана, и готов был взорваться. Самому герцогу пришлось надрезать оболочку, чтобы выпустить часть газа и заставить аппарат опуститься. Следовательно, дирижабль Мёнье использовался для переброски представителя проигравшей стороны, вот его и отодвинули в прошлое со своим изобретением как неудобного. Но не сам Жан Батист – генерал, отвечающий за береговую оборону и математик, сформулировавший теорему о кривизне поверхностей и занимающийся расчетами по геликоиду 17 создал свой дирижабль, в этом ему помог ученый Жак Шарль (1746 – 1823) изобретениями которого мы пользуемся и сейчас. Назовем некоторые из них:
16
То есть кислород на высоте просто хуже усваивается организмом. На пляже у теплого моря кровь в состоянии вобрать 96-98% кислорода. А на высоте 2 км – только 92%, на высоте 4 км (пик Боткина, г. Туманная) – 85%, на 5,5 км (Эльбрус) – 80%, на высоте Эвереста (8848 метров) – 60%. Однако венозная кровь везде одинакова по содержанию кислорода. … «С дыханием вообще интересно. На высоте оно переходит из-под контроля вне сознательной деятельности частично под контроль сознания. То, что нужно дышать, ощущаешь так же, как больной зуб, и помнишь об этом постоянно, даже во сне, потому что пауз между вдохом и выдохом быть не должно».
17
Геликоид – винтовая поверхность, описываемая параметрическими соотношениями, то есть образованная движением прямой, вращающейся вокруг перпендикулярной к ней оси и одновременно поступательно движущейся в направлении этой оси, причём скорости этих движений пропорциональны. Геликоид является минимальной поверхностью линейчатой поверхностью.
Ареометр – это устройство, применяемое для измерения показателей плотности жидкости, основанное на работе физического закона Архимеда. В большинстве случаев прибор представляет собой обычную стеклянную колбу с нанесенной шкалой, которая герметично закрыта и заполнена внутри металлической дробью для калибровки массы. Трубка более толстая внизу и сужается к верху, благодаря чему напоминает стеклянную бутылку с удлиненным горлышком.
Гониометр (др.-греч. – угол и – измеряю) – класс измерительных приборов для высокоточного измерения углов. Объекты измерения и способы измерения могут быть самыми различными, от конечностей человека до световых потоков (гониофотометр).
Гелиостат (от Helios, греческое слово солнца, и стат, как и в стационарном) представляет собой устройство, которое включает в себя зеркало, как правило, плоское зеркало, которое поворачивает таким образом, чтобы сохранить, отражая солнечный свет к заранее определенной цели, компенсируя солнце очевидного движения в небе. Данное устройство активно использовалось в гелиотерапии – лечение солнечным светом, но облучался не весь человек как сейчас, а взятая у него кровь, на которую какое-то время воздействовало небесное светило, и потом она возвращалась обратно владельцу очищенная и наделенная новыми свойствами. Не исключено, что в обсерваториях на кровь воздействовало излучение звезд, через телескопы, только в обратном направлении, из-за чего станции по изучению звезд были так популярны.
Подтвердил Жак Шарль и электрические опыты Бенджамина Франклина, состоящие в том, чтобы подтвердить электрическую основу молнии. В 1853 году, Бенджамин и его сын запустили воздушный змей в грозу, но в отличие от своих беззаботных коллег 18 , пренебрегающих правилами электробезопасности, использовали диэлектрические перчатки и обувь, провели ток с пенькового шнура в лейденскую 19 банку. Знаменитый американец провел еще множество замечательных экспериментов преимущественно на публике, тем самым популяризируя науку. Изобрел молниеотвод, а также те термины которыми мы пользуемся о наших знаниях про электричество: батарея, конденсатор, проводник, заряд, разряд, обмотка, обозначения противоположных зарядов плюсом и минусом.
18
В этом же году в России во время аналогичных экспериментов погиб Рихман, приблизившийся к наэлектризованному стержню “громовой машины”.
19
Лейденская банка– это первый в своем роде электрический конденсатор, который появился на свет благодаря стараниям немецких и голландских ученых. В 1745 году подобную банку смастерил Эвальд Георг фон Клейст. Через год подобное устройство, но с некоторыми отличиями, создали в Лейденском университете. … Петер Мушенброк, профессор математики из Лейдена, обнаружил, что в стеклянной банке с остатками ртути и вставленным через пробку длинным гвоздем «пойманное» электричество может сохраняться довольно долго. Банку иногда укутывали металлической фольгой – гвоздь и фольга служили обкладками конденсатора, стекло их разделяло и хранило заряды.
Современная иллюстрация первого полета профессора Жака Шарля с Николя-Луи Робером, 1 декабря 1783 года. Вид с площади Согласия на дворец Тюильри (разрушен в 1871 году) и Бенджамин Франклин, берущий электричество с неба, художественное воплощение эксперимента Франклина с воздушным змеем, нарисованного Бенджамином Уэстом около 1816 года.
Но вернемся к Жак Шарлю, ведь именно он с братьями Робер в своей мастерской на площади Победы (Place des Victoires) придумал методику создания легкого, воздухонепроницаемого баллона из шелка, обработанного лаком и резиной, предварительно растворенной в скипидаре. И таким образом создали первый водородный шар объемом 35 м3 способный поднять груз весом в 9 килограммов или 20 фунтов. Но где взять в 1783 году водород? На выручку пришли материалы, находящиеся под рукой, а именно 250 килограммов серной кислоты и 500 килограммов железного лома. Водород подавался по свинцовым трубам прямо в сферу, но там охлаждался и наполнить даже такой небольшой объем представляло большую сложность. Дорогу осилит идущий. В конце концов шар наполнили, и он совершил свой знаменитый первый полет 27 августа 1783 года с Марсового поля на север в течении 45 минут, на дальность 21 километра, и упал у деревни Гонесс, где местные жители растащили воздушное судно по
20
Береговое право – (лат. jus litoris, seu litorale, seu naufragii, франц. droit de naufrage, нем. Strandrecht) – это право, по которому жители морского побережья, побережья озёр, рек или его владельцы могли присваивать себе все произрастающее на принадлежащем ему берегу, а также остатки потерпевших крушение судов, их грузы и, вообще, все, что волны выбросили на берег, например, агат и янтарь на берегу Балтийского моря, жемчуг – в Персии, золото на африканском прибрежье.
Следующий полет состоялся через три месяца, когда Жак Шарль и братья Робер построили новый дирижабль объемом 380 кубических метров наполненный водородом, оболочка которого была с клапаном для спуска газа, и накрыта сеткой, к которой крепилась корзина. Для контроля высоты использовался балласт из мешочков с песком, так как первый шар без коррекции пролетел всего 45 минут. Полет произошел 1 декабря 1783 года в 13.45. Дирижабль поднялся на высоту 550 метров из сада дворца Тюильри 21 , пролетел 2 часа и 5 минут до Неслес-ла-Валле, находящегося от точки старта на расстоянии 36 километров. Аппарат преследовали сопровождающие на лошадях. Затем Жак Шарль попросил спутника выйти и поднялся в небо один на высоту 3000 метров или в шесть раз выше, чем протекал полет. Преодолел облака и увидел Солнце, но тут он стал страдать от ноющей боли в ушах и вырвав клапан стал спускаться, удачно приземлился, но более полетов не совершал, видимо был на столько ошеломлен увиденным! Из экономической составляющей полета, стоит отметить 400000 зрителей, именно такие данные приводит энциклопедия сдавшие по одной кроне, чтобы увидеть взлет крупным планом. Среди наблюдателей находился Бенджамин Франклин и Жозеф Монгольфье 22 .
21
Тюильри (фр. Tuileries, устаревшая русская передача Тюльери) – дворец французских королей в центре Парижа, составлявший единый дворцово-парковый комплекс с Лувром. Начиная с Людовика XVI – основная резиденция всех последующих французских монархов. Дворец уничтожен в 1871 году, от него остались Лувр и Триумфальная арка, служившая воротами.
22
Жозеф-Мишель Монгольфье (фр. Joseph-Michel Montgolfier), старший из двух братьев Монгольфье, родился 26 августа 1740 года в небольшом французском городке Анноне. Именно ему вместе с младшим братом Жак-Этьеном предстояло проложить человечеству дорогу в небо. Отец семейства Монгольфье владел небольшой бумажной фабрикой и поэтому смог дать своим детям хорошее образование. Жозеф с детства отличался любознательностью и тягой к знаниям.
Для создания дирижабля Менье видим команду людей: генерала-математика, талантливого ученого и двух мастеров на все руки. Новый полет состоялся 19 сентября 1784 года из Парижа в Бёври братьями Робер и господином Коллином. Аппарат под названием «Каролина» пролетел 185 километров, за 6 часов 40 минут и благополучно приземлился. Инициатором полета выступил Филипп III Александр Эммануэль Франсуа де Гистель, который был представитель старинного рода пикардской 23 и фламандской 24 знати, а в Бёври он был лордом, то есть землевладельцем.
23
Историческая область и регион на северо-востоке Франции. Эти живописные ландшафты с гармоничной чередой зеленых равнин, меловых холмов и густых лесов люди освоили еще в доисторические времена. Здесь начиналась летопись Французского королевства и проходили крупнейшие сражения. Особая гордость Пикардии – ее готические шедевры Средневековья.
24
Народ германской языковой группы, коренное население Бельгии, наряду с романоязычными валлонами. Общая численность – 7 млн 230 тыс. чел. Населяют северную часть Бельгии – Фландрию, южную часть Нидерландов и северо-восточную часть Франции. Язык – нидерландский. В быту фламандцы общаются в зависимости от ситуации и степени владения носителя языка литературной нормой на диалектах нидерландского, представленных во Фландрии, на литературном языке или на промежуточных между литературным языком и диалектом вариантах.
Мы имеем дирижабль полужесткой конструкции, который пролетел 185 километров, и вероятно за время полета необходимо было как минимум раз пять сбрасывать балласт для сохранения высоты полета и все эти 6 часов 40 минут питать паровую машину, так как никаких 80 человек на изображении дирижабля Менье нет. Возможно, первые одну-две корректировки и удастся сделать мешками с песком, хотя для 1700 кубового аппарата сколько песка необходимо? Мы знаем, что у аппарата внутри находился баллонет, в который была возможность накачивать воздух, для поддержки формы аппарата. Но чем накачивали руками? Вероятно, нет, и на воздушном судне находился насос, питаемый от паровой машины, что было бы вполне логично. Но если был насос на накачку воздухом баллонета, то нельзя ли действовать в другом, а именно откачивать воздух из какого-либо ограниченного объема наоборот вытесняя из него воздух и создавая вакуум 25 или разряжение? Примеры вакуумных дирижаблей нам предоставляет иезуит Франческо Терци де Лана, который в 1670 году, к вопросу о датировках мы еще вернемся, опубликовал книгу "Prodromo, ouero faggio di alcune inuentioni nuoue premeffo all’arte maestra" («Предварение, сиречь Описание некоторых новых изобретений, предзнаменующее Великое Искусство»), в 6-й главе которой он описал судно с мачтой и парусом на ней. Конечно, на первый взгляд судно очень примитивно, но если взглянуть на ситуацию несколько шире и допустить, что в момент его конструирования на нашей планете давление было значительно выше, а об этом говорят исследования, проведенные относительно пузырьков воздуха в янтаре 26 , а также преобладание каменного строительства, которое мы можем наблюдать в виде многочисленных развалин и шедевров дошедших до нас, их невозможно повторить.
25
Вакуум – пространство, свободное от вещества. В технике и прикладной физике под вакуумом понимают среду, состоящую из газа при давлении значительно ниже атмосферного.
26
Исследователи решили измерить давление в пузырьках воздуха, которые образовались в янтаре – окаменевшей смоле деревьев. И оно оказалось равным 8 атмосферам, а содержание кислорода в воздухе 28%! … А это как раз даёт давление атмосферы примерно в 9-10 раз выше, чем сейчас. При этом имеется явная ошибка в датировке событий.
Франческо Лана и его аппарат.
Иезуит Лана предлагал полет аппарата на четырех предварительно вакуумируемых сферах диаметром 7,5 метра, с толщиной стенки 0,1 миллиметра, или 40 метров и 1,5 миллиметра. Не будем судить о технологической возможности техники того времени, мне кажется, мы многого не знаем, но можно взять, например массу скорлупы куриного яйца весом 5-граммов и с удивлением узнать, что она выдерживает до 5-килограммов веса курицы-несушки, а следовательно, разница в 1000 раз!