Возвращение дирижабля. Часть 1. Зарождение воздухоплавания

Мысли о полете присущи всем эпохам и цивилизациям. С древних времен люди, глядя в небо, мечтали о быстром и простом перемещении в прекрасные дали, где всегда тепло, где нет угнетения, царей, князей и обязательств, а есть свобода и пища, где жизнь легче и веселее...

Наверняка идея улететь возникала точно не в головах царей, князей и бояр, которым в общем-то и тут было хорошо. Они желание «улететь от них», крайне не одобряли, полагая, что таким образом «неровён час - все холопы разлетятся!» Но человек мечтал летать, и первое, что приходило в голову – приделать крылья, как у птиц – вспомним изображения ангелов или древнегреческого Пегаса.

В этом направлении ничего путного не получилось, и немудрено: самые большие летающие птицы - кондор и альбатрос - имеют вес до 13 кг, а крылья с размахом до 4 метров. Представляете, среднему человеку понадобились бы для подъема крылья размахом метров десять-пятнадцать, что было выполнить невозможно.

Ещё существовала абсолютно сказочная идея "ковра - самолета", но тут уж полный отрыв от жизни по причине отсутствия подъемной силы как таковой - это было ясно даже древним изобретателям.

Летать людям хотелось, а как это осуществить - было непонятно. И тут наиболее наблюдательные заметили, что теплый воздух поднимается вверх. Следовательно, если поместить этот дым в мешок, то она полетит вверх! "Эврика!"- воскликнули они. Например, наш великий соотечественник Михаил Ломоносов, занимаясь метеорологическими наблюдениями, задолго до знаменитого опыта братьев Монгольфье заметил это свойство теплого воздуха подниматься вверх.

Академик П.Д. Дузь, изучая архивы, нашел и описал несколько случаев изготовления крыльев для полетов в воздухе простыми русскими людьми и их попыток полететь. Большинство из них относится к XVII-XVIII векам, но есть и более ранние. Несомненно, что русские люди во времена до Ивана Грозного пытались летать на самодельных крыльях, причем полеты, по-видимому, преследовали увеселительные цели. В рукописи Даниила Заточника, относящейся к XIII столетию и хранившейся ранее в Чудовом монастыре, есть сведения о полетах людей. Перечисляя народные увеселения у славян, Даниил Заточник пишет: "Ин вспад на фар бегает чрез подрумие, отчаявся живота, а иный летает с церкви или с высоки платы паволочиты крилы, а ин наг мечется во огнь, показающе крепос(ть) срдець своих..."

Вследствие неточных и крайне скудных описаний, трудно понять и оценить, что это в точности было. Понятно лишь, что идея летать подобно птицам. занимала умы пытливых людей. Но судьбы этих народных изобретателей, особенно в эпоху Ивана Грозного, оказывались, как правило, незавидными.

Эпоха Петра I была периодом быстрого расцвета русской промышленности. Учреждение Академии наук, развитие ремесел и искусств, общий подъем культуры - все это принесло свои плоды и для развития идеи воздухоплавания, в конечной победе которой был убежден и Петр I, заявивший : « Не мы, так наши правнуки будут летать по воздуху, ако птицы".

Исследователи шли двумя путями к созданию летательных машин. Одним направлением было использование статического принципа полета, основанного на законе Архимеда. Следование по этому пути привело к зарождению основ аэростатики. Венцом этого направления впоследствии стали дирижабли.

Другим направлением было использование динамического принципа полета - изобретатели пытались воспроизвести полет птиц. Это направление оказалось тупиковым. После долгих опытов исследователи пришли к мысли использовать для летания подъемную силу, возникающую при движении воздушного змея, изобретенного в Китае более 2 тысячелетий назад. Именно этот путь и привел позднее к появлению самолета.

К началу XVIII столетия до рождения авиации было ещё далеко, сначала появилось воздухоплавание.

Воздухоплавание — вертикальное и горизонтальное перемещение в атмосфере Земли на летательных аппаратах легче воздуха (в отличие от авиации, использующей летательные аппараты тяжелее воздуха). До начала 1920-х годов термин «воздухоплавание» использовался для обозначения передвижения по воздуху вообще.

Первые полеты удалось совершить именно на воздушных шарах, аппаратах легче воздуха. Идея полета на воздушных шарах, основанного на законе Архимеда, проста: Шар занимает некий объем, т.о вытесняет воздух. Если вес вытесненного воздуха, соответствующего этому объему, окажется меньше веса шара, наполненного лёгким газом - то шар будет подниматься до тех пор, пока эти веса не уравняются.

Кубометр воздуха на уровне моря летом весит примерно 1,2 кг, при повышении высоты - облегчается. Вообще, чем меньше высота - тем плотнее воздух, тем больше весит один и тот же объем воздуха (при той же температуре). Таким образом, шар поднимается на соответствующую высоту, подъем прекращается, и тут он отдается во власть горизонтальных потоков, иными словами его несет по ветру.

 Ветра на высотах могут дуть в направлениях, отличных от приземной части, и скорость побольше будет: при попадании в зону струйных течений - невидимых воздушных рек - она может достичь и 100 и 200 км/час , а на больших высотах, ближе к тропопаузе, и 400 км/час.

Получается, поменять направление движения шара можно только войдя в другой горизонтальный поток, поднявшись выше или опустившись ниже.Если шар наполнен горячим воздухом - воздух остывает, занимает меньший объем - шар уменьшается, и начинает опускаться. Если воздух в шаре постоянно подогревать, удерживая заданную температуру - шар продолжает полет на той же высоте.

Для быстрого управления подъемом или спуском используется балласт, сбрасываемый при желании воздухоплавателя подняться выше или клапан в шаре для выпуска части воздуха, если надо опуститься.
При снижении непосредственно перед приземлением сбрасывается балласт, чтобы ослабить удар о землю.

Вот и вся немудреная логика полета, но зато красоты открываются необыкновенные, недоступные "простым смертным".

 С любовью, ваша @sofya в соавторстве с мужем  Борисом  Байковым, в недавнем прошлом военным летчиком, а ныне художником - дизайнером

Коллаж автора

Литература:

Дузь П. Д. - История воздухоплавания и авиации в России. Период до 1914 г. Изд. 1995

Все об авиации. От воздушных шаров до современных Л.А. 2010. 

Сытин Л Наглядный словарь. Авиация. DORLING КINDERSLEY. 1992