Текст книги "История полётов"

Константин Циолковский

Константин Циолковский никогда не поднимался в воздух. Шестнадцатилетним юношей он приезжает в Москву, полный надежд, веры в науку и собственные силы. Живя впроголодь, один, без посторонней помощи он изучает основы естествознания. В его голове рождаются великие замыслы.

В двадцать три года он становится школьным учителем и работает им почти сорок лет. Но мысли его далеко. Живя в сонном провинциальном городе, неразлучный с болезнями и горем, он пишет книги о космических исследованиях и путешествиях, всеобщем алфавите и языке, будущем Земли и Человечества. Он работает над проектом космической ракеты, с помощью которой люди смогли бы в будущем расселиться на разных планетах. Ведь со временем им может стать тесно на Земле.

Воздухоплаванием Циолковский увлекся еще в детстве, лет в четырнадцать. Позже он изобрел металлический дирижабль. Этот проект стал одним из главных дел его жизни. По замыслу металлическая оболочка должна была придать дирижаблю необходимую прочность. А чтобы она могла изменять свои форму и объем при подъеме и спуске, предполагалось сделать ее из тонких гофрированных листов, так что сбоку корпус должен был походить на гармошку.

В своей домашней мастерской в Калуге Константин Эдуардович сам изготовлял модели для испытаний.

С помощью металлических дирижаблей разных размеров Циолковский надеялся решить все проблемы земного транспорта. По его расчетам, наиболее крупные из этих воздушных кораблей должны были перевозить одновременно сотни пассажиров.

Циолковскому не удалось осуществить главных замыслов своей жизни. Быть может, потому, что они были слишком велики и разнообразны, да и понимали его тогда немногие. Но идеи и труды этого необыкновенного человека прочно вошли в современную науку о полете.

Возрождение воздухоплавания

В дирижаблях старой конструкции оболочка заполнялась легким, но взрывоопасным водородом. Из-за этого случались пожары и тяжелые аварии, которые, конечно, очень тревожили и проектировщиков, и пассажиров.

Тем временем подрос и окреп могучий соперник дирижабля – самолет. Он летал быстрее, казался намного безопаснее и постепенно стал основным видом воздушного транспорта. А дирижабли были надолго забыты.

Но сейчас в разных странах мира инженеры и ученые снова задумали строить дирижабли. Ведь для полета дирижабля требуется небольшое количество топлива, он почти не загрязняет атмосферу, не то что самолет или вертолет. А для заполнения оболочки теперь используется другой газ – невзрывоопасный гелий.

Там, где нужна долгая и неспешная работа в воздухе, современный дирижабль может оказаться незаменимым.

Но воздухоплавание – это не только серьезное занятие, но и увлекательный спорт.

Однажды летом мне с моим, тогда еще маленьким, сыном Андрюшей удалось побывать на празднике, где спортсмены разных стран летали на воздушных шарах.

Это было в Литве, возле небольшого городка Тракая. Он лежит на зеленых извилистых берегах чудесного озера. Городок знаменит своим средневековым замком из яркого оранжевого кирпича. Замок такой аккуратный, что со стороны кажется игрушкой – стоит на островке, как будто у озера на ладони.

Рядом с городком, на широком лугу, собралась огромная толпа. Светило солнце, играла музыка, смеялись люди. Было много детей.

Вначале спортсмены расстелили оболочки своих шаров на траве во всю длину. Потом специальными вентиляторами стали задувать в них воздух, пока что обычный, негорячий.

Когда оболочки расправились, надулись, включили мощные газовые горелки. Тут уж дело пошло быстрее – шары наполнились горячим воздухом и стали рваться вверх.

Кстати, в надутом виде это не такие уж и шары – ведь оболочка сшита из отдельных продолговатых долек. Так что гораздо больше они похожи по форме на очищенный апельсин или мандарин.

Когда все семь экипажей были готовы, дали общую команду, и шары-мандарины стали подниматься в небо. В каждой корзине находилось по три человека.

Я был поражен тем, как быстро и плавно они поднимались. И удивительно было еще то, что все это происходило совершенно бесшумно – лишь изредка спортсмены включали горелки снова, чтобы немного подогреть воздух и подняться повыше. Мы ведь привыкли, что движение всегда сопровождается шумом моторов.

Трудно описать сказочную красоту этого зрелища: семь огромных разноцветных шаров плывут в тишине над зеленым лугом, темным лесом, сверкающим озером, городом, замком.

Воздухоплаватели махали нам руками, мы – им, и я жалел только об одном: что не лечу в голубом небе вместе с этими смелыми людьми.

Федор Конюхов

Федор Конюхов – удивительный человек. Священник, писатель, художник, знаменитый русский путешественник, наш современник.

Достижения его поразительны. Например, он в одиночку в лодке на веслах за 160 дней переплыл Тихий океан, поднялся на высочайшие горные вершины Земли. Наконец, летом 2016 года, в возрасте 64 лет, он совершил, тоже в одиночку, кругосветное путешествие на воздушном шаре!

Вот об этом я хочу рассказать подробнее.

Как известно, воздушный шар не имеет двигателя и летит туда, куда несут его воздушные потоки. Мы их называем просто: ветры. Управлять воздушным шаром можно только по высоте. Это значит, что, если пилот хочет лететь в нужном для него направлении, он должен подниматься вверх или опускаться вниз, стремясь попасть в нужный поток воздуха. Это очень сложно, особенно если пилот собирается лететь далеко и долго.

Так управлял своим воздушным шаром и Конюхов. Сам этот шар назывался «Мортон» и был очень сложным сооружением. Во-первых, он был огромным, высотой почти 56 метров, это примерно с семнадцатиэтажный дом, и был похож в профиль вовсе не на шар, а больше на ромб или на какой-то вытянутый вверх диковинный плод.

Во-вторых, он представлял собой розьер, то есть аэростат, в котором есть и баллон с несущим газом, и горелки для нагревания воздуха. Но в отличие от аэростата Пилатра де Розье, полет на котором закончился гибелью первого в мире воздухоплавателя, здесь вместо водорода был использован невзрывоопасный газ гелий. В верхней части аэростата помещался баллон с гелием, вокруг него находилась оболочка, а в пространство между баллоном и оболочкой поступал воздух, нагретый специальными горелками, как у спортивных шаров, о которых я рассказывал раньше. Поэтому аэростат и имел такую вытянутую форму.

Кабина аэростата не была герметичной, поэтому он не должен был подниматься слишком высоко, туда, где условия непригодны для жизни человека.

В полете было много необыкновенного. Но два события были особенно удивительными. Однажды на пути аэростата возник огромный грозовой фронт высотой 12 километров. Молнии сверкали со всех сторон. Конюхов стал поднимать аэростат все выше и выше, чтобы перелететь через грозовые тучи, но скоро понял, что никакой надежды на это нет. Гибель была неизбежна… И вдруг каким-то чудом впереди, прямо перед аэростатом, образовался небольшой просвет между тучами, в который его и вынесло.

Но самым удивительным было то, что аэростат, стартовавший в западной Австралии, преодолев по воздуху 35 тысяч километров, вернулся как раз в ту точку, с которой взлетел! Ведь управлять полетом аэростата необыкновенно сложно. Можно только все время ловить нужный ветер.

И, конечно, это стало возможным только в наше время, когда появились спутниковые системы навигации.

Весь полет продолжался 11 суток. Скорость полета иногда доходила до двухсот километров в час, высота до десяти километров, температура за бортом до минус пятидесяти пяти градусов. Кругом – полная тишина, только слышно гудение горелок. На середине пути сломалась печка, в кабине было очень холодно. Все путешествие – почти без сна.

Полное и бесконечное одиночество.

Уже приземлившись, Конюхов сказал: «Это рекорд не для меня, а для нашей страны».

Большой английский дирижабль

Несмотря на возрождение в конце XX века интереса к воздухоплаванию, дальнейшая судьба дирижаблей оказалась совсем не простой. До сих пор про них говорят, что они – игрушка ветров и что их нельзя рассматривать всерьез как надежный транспорт.

В августе 2016 года в воздух поднялся новый современный пассажирский дирижабль Аэрлэндэр-10. Это был его второй испытательный полет. Почти десять лет понадобилось на его проектирование и изготовление. Он имеет огромные размеры, 96 метров в длину, и является сегодня самым большим воздушным судном в мире. Сделан он в Англии. С грузом в 10 тонн он может подниматься на высоту 5 километров, летать без дозаправки две недели и перевозить 48 пассажиров со скоростью 150 километров в час.

У этого дирижабля есть одна очень интересная особенность: он имеет некоторые черты самолета. Дело в том, что его корпус состоит из трех корпусов, расположенных горизонтально в ряд, так что в целом оказывается приплюснутой формы и становится немного похожим на толстое крыло. Из-за этого часть подъемной силы создается несущим газом гелием, как у обычного дирижабля, а часть – так же, как у крыла самолета. Поэтому его называют иногда «дирижабль-самолет».

К сожалению, испытательный полет оказался неудачным. При посадке дирижабль наклонился вперед и очень медленно и плавно уткнулся носом в землю – как раз той своей частью, где находится кабина пилота. К счастью, при аварии никто не пострадал.

Так что с дирижаблями, даже самыми современными, по-прежнему много хлопот.

Как птица на крыльях

 
Как огромная птица упругие крылья свои распластав,
ищет взглядом внизу затерявшийся аэродром.
Среди гор, городов, океанов, метелей, деревьев и трав
нелегко отыскать свой далекий оставленный дом.
 
 
И когда, наконец, из тумана и мглы и глубоких долин
выплывают родные огни, те, что с детства нельзя не узнать,
его сердце трепещет. Он снова теперь не один.
Можно снова, как прежде, и жить, и дышать, и летать.
 

Дедал и Икар

Больше двух тысяч лет назад в древней Греции родилась легенда о Дедале и его сыне Икаре. Дедал жил в Афинах, он был знаменитым художником, скульптором и архитектором. Однажды он совершил страшное преступление: убил собственного ученика из зависти к его таланту. Спасаясь от наказания, Дедал бежал на остров Крит, где был принят на службу царем Миносом. Для него Дедал построил знаменитый дворец, который назывался Лабиринт. Попав в него, никто уже не мог выйти наружу: такими запутанными сделал его ходы великий архитектор.

Современные археологи раскопали на Крите остатки огромного дворца с очень сложной планировкой комнат и коридоров. Может быть, этот дворец и был тем самым Лабиринтом? Ведь многие древние легенды основаны на действительных событиях.

Однажды Дедал помог греческому герою афинянину Тезею убить хозяина Лабиринта – страшного Минотавра, чудовище с телом человека и головой быка. За это царь Минос заточил Дедала вместе с его сыном Икаром в высокую башню. Ни по земле, ни по воде нельзя было из нее бежать. И тогда Дедал решил спастись из плена по воздуху.

Тайком набрал он птичьих перьев, скрепил их льняными нитками и воском и сделал четыре крыла: два для себя и два для своего сына Икара. Потом он привязал крылья у себя за спиной, а руки продел в петли, укрепленные на крыльях. То же самое он велел сделать и сыну.

Перед полетом Дедал сказал Икару: «Будь осторожен, не спускайся слишком низко, чтобы брызги волн не намочили перья, и они не отяжелели. Но не поднимайся и слишком высоко, чтобы солнце не растопило воск». Потом они оба взмахнули крыльями подобно птицам, поднялись в воздух и полетели прочь от Крита.

Радость полета была так велика, что Икар забыл о словах отца. Он поднимался все выше и выше, солнце палило все жарче. Наконец горячие лучи растопили воск, скреплявший перья. Икар упал в море с огромной высоты и разбился.

Волны вынесли тело Икара на берег острова. Великий герой Геракл нашел его там и похоронил.

Так заканчивается эта легенда.

Но история полета на крыльях только-только начинается.

Воздушные змеи и драконы

Драконы – это сказочные существа, имеющие тело змеи, лапы и голову какого-нибудь зверя и почти всегда – крылья. Во многих странах мира, особенно в Китае и Японии, дети и взрослые издавна любят забавные летающие игрушки – воздушных змеев и драконов.

Простого воздушного змея легко сделать самому. Прежде всего надо смастерить легкий прямоугольный каркас из тонких деревянных планок. Для прочности его нужно скрепить двумя планками крест-накрест по диагоналям прямоугольника. Потом наклеить на этот каркас ткань или плотную бумагу. Получится что-то похожее на почтовый конверт.

К углам «конверта» прикрепляют прочные нитки и связывают их концы в узел, а к этому узелку привязывают конец нитки, намотанной на катушку.

Теперь остается дождаться ветра, подставить ему плоскость змея и потихоньку отпускать его, сматывая нитку с катушки. Здесь очень важно «поймать» ветер.

Часто к таким игрушечным змеям приделывают разные украшения, например длинные развевающиеся хвосты.

Иногда змеев делают в виде пустотелых драконов с оскаленной зубастой пастью. Ветер надувает тело дракона, которое во время полета не перестает извиваться.

В средние века таких драконов использовали не только в качестве веселых игрушек, но и для устрашения неприятеля на поле боя. Говорят, что в одном из военных сражений был использован дракон огромных размеров, изрыгавший из пасти дым и пламя.

Но воздушные змеи – это не только детские игрушки. Много лет с их помощью поднимали в небо разные приборы для изучения атмосферы. Конечно, такие змеи и удерживающие их тросы должны быть очень прочными. Ведь высота, на которую удается поднять приборы с их помощью, почти десять километров.

Леонардо

В истории Европы есть период, который называется эпохой Возрождения. Он охватывает примерно XII – XVI века нашей эры и отмечен бурным развитием науки, литературы, искусства.

Много замечательных людей породила эта эпоха. Одним из самых выдающихся среди них был Леонардо да Винчи – великий художник, ученый, инженер, музыкант.

Он родился в 1452 году в маленьком городке Винчи, недалеко от Флоренции. Отец его был нотариусом, мать – простой крестьянкой. С юных лет Леонардо посвятил себя живописи и очень скоро стал одним из лучших художников своего времени. Но постепенно научные исследования стали все больше увлекать его и отдалять от художественного творчества.

Главной чертой характера Леонардо была неутолимая любознательность. Он хотел познать все: причину полета птиц и стрекоз, законы перспективы и светотени в живописи, строение Вселенной. В своих исследованиях он всегда опирался на собственные наблюдения и опыт.

В научных трудах Леонардо так часто возвращался к описанию различных способов полета, конструированию необходимых для летания приспособлений, что кажется, будто ему самому страстно хотелось научиться летать.

На страницах его рукописей можно найти многочисленные рисунки летящих птиц и летучих мышей, чертежи различных «крыльчатых машин». Все эти машины имели машущие крылья.

Великий Леонардо верил, что человек может научиться летать на таких крыльях, как птица, силой только своих мускулов. Что поделаешь – эта мечта не осуществлена до сих пор.

Леонардо оставил после себя больше семи тысяч страниц рукописей, но изданы они были всего около ста лет назад. Тогда-то и выяснилось, что многое из того, что открыл Леонардо, было заново «открыто» другими учеными намного позже. На сотни лет он опередил свое время. Один писатель сказал, что Леонардо походил на человека, проснувшегося рано утром, когда было еще темно и все другие спали.

В одной из своих тетрадей Леонардо сделал удивительную по тем временам запись: «Солнце неподвижно». А ведь в ту пору люди были твердо убеждены, что не Земля вращается вокруг Солнца, а Солнце вокруг Земли. И немудрено: мы именно так это и видим каждый день.

Леонардо обладал не только многочисленными талантами, но и добрым, спокойным характером. Он был высок ростом, строен, красив, необыкновенно силен физически, обаятелен, приветлив.

Его личность и жизнь – подтверждение тому, что истинный гений универсален и гармоничен.

Махолет

Полет на крыльях подобно птице всегда казался людям самым простым и естественным способом летания. И правда, кажется, что стоит только сделать крылья достаточно большими, легкими и прочными, крепко привязать их к рукам и начать изо всей силы ими махать, подражая птице, как сразу и полетишь. Ведь даже некоторые рыбы умеют летать таким способом. Спасаясь от преследования, они выпрыгивают на поверхность, расправляют небольшие крылышки, в которые превратились за много лет эволюции их грудные плавники, и летят над водой несколько десятков метров.

Законы природы не запрещают человеку летать на машущих крыльях, как птица. Мешает лишь то, что сила его мускулов мала по отношению к весу тела, гораздо меньше, чем у птицы. Поэтому человек может научиться только парить на неподвижных крыльях, используя поднимающиеся от земли потоки теплого воздуха. И, конечно, чтобы полететь на крыльях, прежде всего надо понять, как создается крылом в полете подъемная сила.

Аппарат для полета на машущих крыльях называется махолетом, или орнитоптером. Слово «орнитоптер» происходит от двух греческих слов: «крыло» и «птица».

До последнего времени предпринимаются попытки сделать махолет. Одну их них в 20-х годах XX века сделал художник Владимир Татлин. В своем искусстве он шел по пути утверждения и прославления красоты разумного устройства машины и техники вообще.

Аппарат был сделан в мастерской Татлина в Москве. Художник назвал его созвучно своей фамилии «Летатлин». Испытательных полетов не было. Они только планировались и обсуждались. Говорят, что по этому поводу Татлин однажды сказал своему приятелю: «Давай ты полетишь первый вместо меня. Ведь я – гений, и будет очень жалко, если я разобьюсь».

Татлин ошибся в главном. Оказалось, что нельзя построить сложную машину, опираясь только на интуицию и свое представление о прекрасном. Необходимы специальные знания, строгий и точный математический расчет.

Но, странное дело, часто происходит вот что: форма летательного аппарата, сконструированного на основе научных и инженерных знаний, отличается особой гармонией, и он так же прекрасен, как и птица.

Не машущий, а парящий

Непросто было отказаться от завораживающей идеи летания на машущих крыльях! Впервые это удалось англичанину Джорджу Кэйли. Он решил делать крылья не машущими, а неподвижными, как у парящей птицы.

Кэйли не занимался рекламой своих научных достижений. Отчасти поэтому его работы, напечатанные в 1810 году, остались малоизвестными.

Но настоящая беда была в другом. В ту пору, да и много лет спустя, не было достаточно мощного и легкого двигателя для вращения пропеллера. Паровая машина тех времен мощностью в одну лошадиную силу весила примерно столько, сколько живая лошадь.

Почти одновременно с Кэйли работали еще два англичанина – Уильям Хэнсон и Джон Стрингфэлло. Их вклад в историю летания велик: во-первых, они придумали почти современный внешний облик аэроплана и, во-вторых, заложили основы опытного исследования его свойств с помощью моделей.

Стрингфэлло был прекрасным механиком. У него были, как иногда говорят, золотые руки. Он сделал модель самолета с паровым двигателем и крыльями трехметрового размаха. Она подвешивалась на наклонной проволоке, разгонялась на ней при работающем двигателе, а затем отцеплялась и продолжала движение в свободном полете. Так она пролетала почти сорок метров.

Внешне эти модели были на удивление похожи на аэропланы начала XX века, содержали те же составные части. Но у них было два недостатка: во-первых, им по-прежнему не хватало мощности двигателя – она была в 50–60 раз меньше необходимой, и, во-вторых, эти модели не обладали устойчивостью. Поэтому малейшие возмущающие воздействия на них окружающего воздуха, малейшие порывы ветра приводили к тому, что модели сбивались с курса или начинали беспорядочно кувыркаться.

Но как же все-таки быть, если отсутствует достаточно мощный двигатель? Французский моряк Ле-Бри придумал блестящий выход из положения. Он решил прицепить свой летательный аппарат канатом к легкой двухколесной повозке, запряженной лошадью, и тем самым получить необходимую тягу прямо с земли. «Птица» Ле-Бри, буксируемая конным экипажем, должна была взлететь подобно игрушечному змею.

Так оно и случилось. Аппарат Ле-Бри действительно был похож на большую птицу: корпус ее имел вид челнока, обтянутые шелком крылья были почти 15 метров в размахе. А весил аппарат не так уж много – всего около 42 килограммов.

Испытания проходили в 1857 году в небольшой деревушке во Франции. Корпус «птицы» привязали крепким канатом к сиденью экипажа. Ле-Бри поместился в «челноке», возница – на сиденьи, и лошадь быстро побежала по проселочной дороге против довольно сильного встречного ветра.

Не надо забывать, что Ле-Бри был моряком и умел отлично управляться с парусами!

В своем «челноке» он установил несколько рычагов, чтобы с их помощью можно было менять наклон крыльев по отношению к набегающему на них встречному потоку воздуха, ставить их круче к ветру. Ведь тогда, как и у парусов, действующая на них сила будет больше!

Ле-Бри прекрасно управлял крыльями-парусами, «птица» стала быстро набирать высоту. Но от этого канат, привязанный к сиденью, потянул экипаж вверх, как бы облегчил его, и лошади стало легче его тянуть. Она побежала быстрее, отчего подъемная сила крыльев еще больше увеличилась, и аппарат еще круче взмыл вверх. Сиденье оторвалось и вместе с ухватившимся за него и громко кричащим от страха возницей взлетело вверх. Теперь уже, наоборот, сама «птица» стала буксировать летящего человека!

Говорят, что вся эта гирлянда поднялась на высоту чуть не 100 метров. Хорошо еще, что удалось благополучно спуститься!

Только через десять лет Ле-Бри повторил попытку подняться в воздух, но уже без прежнего успеха.

И все же это время – середина XIX века – время крутого поворота в истории летания, потому что стало окончательно ясно: летать надо на неподвижных крыльях, используя механическую тягу!