Тогда де Лом сам принялся за проект дирижабля. Он не придумал ничего лучшего, как вращать вал гребного винта с помощью команды солдат. Проект, конечно, нелепый, но положение было трудным, поэтому за него ухватились, как за соломинку. Правда, строительство затянулось на два года, продолжалось и после войны, но дирижабль все же был сделан и даже испытан. Внешне он походил на дирижабль Жиффара, только был больших размеров и имел огромный винт - более 8 метров. Целая команда солдат, работая, что называется, в поте лица, с трудом вращала этот винт со скоростью не более 40 оборотов в минуту. Но тяга была настолько мала, что дирижабль при полном безветрии за минуту продвигался всего на два метра. Сам де Лом понимал, что нужна не мускульная сила, а мощный двигатель.
В 1883 году братья Гастон и Альфред Тиссандье поставили на свой дирижабль электродвигатель. Но электромоторы в то время тоже были далеки от совершенства, громоздки и требовали много энергии. Дирижабль братьев Тиссандье передвигался со скоростью 4 метра в секунду, или около 15 километров в час. Он мог уже лететь против слабого ветра. Но запасов энергии хватало ненадолго.
Идея применения электромотора пришлась по душе и военным инженерам Ш. Ренару и А. Кребсу, построившим дирижабль для французской армии. Он имел вид длинной, утолщенной спереди сигары, с подвешенной к нему на стропах такой же длинной лодочкой. В ней располагались воздухоплаватели, а в передней ее части - электродвигатель. Он вращал с большой скоростью сравнительно малый винт впереди гондолы и поэтому не толкал, как у Жиффара, а тянул вперед весь дирижабль. Подобные винты так и называются тянущими.
Дирижабль Ренара и Кребса летел со скоростью около 20 километров в час. Больше того, впервые за всю историю воздухоплавания Ренару и Кребсу удалось пролететь минут двадцать вперед против ветра, развернуться на 180 градусов и возвратиться на место взлета.
Теперь название "дирижабль", то есть "управляемый", стало оправданным. Это был большой скачок вперед. Но Ренар и Кребс отлично понимали, что на электромоторе далеко не улетишь. Энергии аккумуляторов хватало всего на час работы, то есть максимум на 20 километров пути. Да и скорость была все же мала. Чуть усиливался встречный ветер - и дирижабль не летел, а стоял на месте, либо даже пятился назад.
Кончался XIX век, век пара и электричества, век воздухоплавания. Техника развивалась быстро. Вот-вот должен был наступить перелом.
И он наступил.
Именно в конце девятнадцатого века появился двигатель внутреннего сгорания, без которого немыслимо было ни дальнейшее развитие дирижаблестроения, ни появление самолетов.
Воздушные мамонты
Первым поставил бензиновый двигатель на свой дирижабль немецкий изобретатель Герман Вёльферт. Это случилось в 1897 году. Так как лодочки-гондолы, подвешенные к оболочке на длинных стропах, при работе двигателя раскачивались, Вёльферт решил подвесить лодочку поближе к оболочке на специально приспособленных к ней бамбуковых шестах.
Такая рискованная близость бензинового двигателя к наполненной взрывоопасным водородом оболочке многим бросилась в глаза. Но Вёльферт уверял, что в его конструкции все продумано, и решил вместе с механиком испытать свой дирижабль в полете. Как всегда, посмотреть на это событие собралось много народу. Дирижабль взлетел и довольно быстро набрал почти километровую высоту. Все приготовились смотреть, как Вёльферт начнет выполнять обещанные круги и восьмерки, но вместо этого в лодочке вдруг что-то блеснуло, а затем раздался взрыв. Пылающий дирижабль грохнулся на землю. Вёльферт и его помощник погибли.
Урок из этого трагического случая первым извлек австрийский изобретатель Давид Шварц.
Раз прорезиненные оболочки аэростатов с водородом легко воспламеняются от любой случайной искры, почему бы не сделать оболочку дирижабля из алюминия? Правда, алюминий, хотя и легкий металл, но все же тяжелее прорезиненной шелковой оболочки. Но зато он совершенно не будет пропускать газ, дирижабль всегда будет иметь идеальную форму. И к тому же, металл не боится огня, прекратятся пожары - этот бич воздухоплавателей.
Еще раньше идею металлических дирижаблей высказал гениальный русский ученый, основоположник космонавтики Константин Эдуардович Циолковский. В 1887 году в работе "Теория и опыт аэростата" он научно и технически обосновал конструкцию дирижабля с металлической оболочкой. При этом Циолковский ввел целый ряд технических новшеств, предложив не гладкую, а гофрированную поверхность металлической оболочки, что придавало конструкции особую прочность.
Но царское правительство не отпустило средств даже на постройку опытной модели. Так интереснейший проект остался лишь в чертежах.
А Шварц в 1897 году приступил к работе. Он не мудрствовал лукаво над формой оболочки. Это был огромный алюминиевый цилиндр, наглухо закрытый с двух сторон удлиненными алюминиевыми конусами.
Но Шварц не успел закончить работу: он умер. Недостроенный дирижабль купило немецкое военное ведомство. Молодой энергичный механик Ренар Плац довольно быстро закончил постройку дирижабля и даже усовершенствовал его, поставив сразу три воздушных винта. Один - тянущий, другой - толкающий, а третий расположил между ними совсем необычно - в горизонтальном положении. Это была очень остроумная техническая выдумка, помогавшая аэронавту маневрировать вверх и вниз. Надо быстрее или выше подняться - включил горизонтальный винт, и он тянет дирижабль вверх. Нужно опуститься ниже или затормозить подъем - переключил вращение в обратную сторону, и винт тянет вниз.
Но, к сожалению. Плац оказался плохим пилотом. В испытательном полете сначала все шло хорошо. Дирижабль развил скорость около 25 километров в час, отлично слушался руля и легко двигался туда, куда его направлял Плац. Но вот неожиданно соскочил привод от мотора к валу воздушных винтов. Вместо того, чтобы спокойно выключить мотор, устранить неисправность и снова продолжать маневрирование, Плац растерялся. Он поскорее дернул за аварийный кран выпуска водорода. Когда это делают на аэростатах, то шар при спуске сплющивается наподобие парашюта и тормозит падение. А дирижабль круто пошел вниз... При ударе о землю раздался оглушительный грохот. От алюминиевого дирижабля остались только рваные, мятые листы металла, а сам Плац чудом уцелел.
Этот полет доказал, что идея металлического дирижабля вполне осуществима. Ну, а что первый блин комом, так в каком деле этого не бывает...
Дирижабль Шварца явился как бы прототипом будущих дирижаблей жесткой конструкции. Дирижабли начали различать по конструктивным признакам. Появились мягкие - с мягкой надувной оболочкой, жесткие - имеющие постоянную жесткую форму оболочки, и полужесткие - смешанной конструкции: с балкой-килем вдоль всей длины надувной оболочки.
В Германии и Франции дирижаблестроение развивалось быстрее, чем в других странах лишь потому, что они постоянно вели военные действия или активно готовились к ним. И военные ведомства старались применить дирижабли для целей войны.
В Германии дирижаблями занялся граф Фердинанд Цеппелин. Уже в 1896 году он приступил к постройке огромного дирижабля, который был закончен только в 1900 году. Каркас дирижабля состоял из легких алюминиевых труб и был обтянут алюминиевыми листами. У него было еще одно новшество: две алюминиевые кабины-гондолы - одна впереди, другая сзади - были приделаны непосредственно к оболочке без подвесных устройств. В них располагались моторные отделения, оснащенные бензиновыми двигателями по 16 лошадиных сил, и отделение для экипажа. Цеппелин также использовал идею адмирала H.М. Соковнина и разместил в оболочке семнадцать изолированных друг от друга газовых баллонов-секций. Это было сделано для большей безопасности. Если по каким-либо причинам один или даже несколько баллонов теряли газ, дирижабль все равно за счет остальных мог сохранять свою летучесть, хотя, конечно, и терял часть подъемной силы.
Граф Цеппелин построил на Боденском озере для хранения своего дирижабля огромный плавучий сарай-эллинг с раздвижными воротами.
2 июля 1900 года на берегу озера собралось множество людей. Открылись ворота эллинга, и команда солдат вывела оттуда дирижабль невероятных размеров. Его длина составляла 128 метров, а диаметр - 11,7 метра. Объем оболочки дирижабля равнялся 11 тысячам кубических метров. Такой великан еще никогда не поднимался в воздух. Кто называл его "летающим мамонтом", кто утверждал, что лучше подходит "воздушный кит". Но, пожалуй, точнее всех определил сам граф Цеппелин. Он назвал его воздушным крейсером, подчеркивая без обиняков, что гигантский дирижабль построен для военных целей.
Глядя на такую громадину, мало кто верил, что эта махина может подняться в воздух. Но вот заработали моторы, экипаж во главе с Цеппелином занял места в гондолах. Стартовая команда отпустила удерживающие веревки, и дирижабль плавно отделился от плавучего причала и поплыл в небо. Скорость полета достигала 8 метров в секунду. Однако через четверть часа на борту произошла какая-то поломка, дирижабль вынужден был опуститься к эллингу для ремонта. Потом на нем были довольно успешно сделаны еще два полета. Но конструктору стало ясно, что двигатели для такой огромной махины явно слабы. За дирижаблем окончательно утвердилось название по фамилии его конструктора цеппелин и, очевидно, не зря. Это детище обошлось графу в полтора миллиона марок - почти все его состояние. И тем не менее. Цеппелин приступил к постройке нового дирижабля.
Сантос-Дюмон авиатор-спортсмен
Мы не случайно упомянули о дороговизне дирижаблестроения. Если для первого монгольфьера понадобилась кипа бумаги и два-три рулона материи, то графу Цеппелину потребовалось уже все его большое состояние, чтобы построить гигантский дирижабль.
Вот почему, говоря об истории авиации, нельзя забывать об экономической стороне дела. Постройка дирижаблей становилась не по средствам одному человеку, нужна была помощь государства или, на худой конец, богатых покровителей. Редко кто из них давал деньги бескорыстно. Одни хотели прославиться, другие - прослыть щедрыми благодетелями, а большинство разбогатеть еще больше на новом деле, которое со временем обещало немалые выгоды и прибыль. Граф Цеппелин, например, заведомо строил свои дирижабли для нужд войны, потому что военный дух в кайзеровской Германии царил с давних времен. И граф не ошибся в своих расчетах. Его сразу поддержало военное ведомство, не раз выделяя огромные суммы на постройку цеппелинов.
Французское правительство, неустанно следившее за военным развитием Германии, в свою очередь поощряло постройку управляемых аэростатов для армейских гарнизонов.
Все это, конечно, способствовало развитию дирижаблестроения. Но во всей этой лихорадочной военной гонке совершенно особняком стоит колоритная фигура авиатора-спортсмена Альберто Сантос-Дюмона.
Сантос-Дюмон, сын богатого владельца кофейных плантаций в Бразилии, получив огромное наследство, в деньгах не нуждался. Он постоянно жил в Париже и, как все богатые люди, любил развлечения. Но если одни проматывали свои состояния в игорных домах и на фешенебельных курортах, то к чести Сантос-Дюмона надо сказать, что он до самозабвения увлекался спортом. Особенно его привлекали, как мы теперь сказали бы, технические виды спорта. Он был отличным велосипедистом, потом прославился как один из сильнейших гонщиков на автомобилях и мотоциклах. Что касается моря, то плавал он, как рыба, и неоднократно принимал участие в соревнованиях яхтсменов. Не удивительно, что, как только в моду вошло воздухоплавание, Сантос-Дюмон увлекся воздушным спортом.
Для начала он сделал несколько полетов на аэростатах, и путешествия в небо ему очень понравились. Но маленького, подвижного и переполненного энергией Сантос-Дюмона не устраивало, что аэростаты подчинялись воле ветра, а не воле пилота.
Вот почему, прослышав о первых дирижаблях, Сантос-Дюмон сам принялся за постройку "летающей колбасы". В 1898 году первый дирижабль заядлого спортсмена был готов. Он и впрямь напоминал огромную колбасу. Его длинная, как кишка, оболочка, наполненная водородом, была непрочна и извивалась на ветру, как туловище сороконожки. Под оболочкой на длинных стропах висела узкая тесная корзина, в которой располагались слабенький, менее двух лошадиных сил, бензиновый двигатель с пропеллером и место для пилота.
Сантос-Дюмон привычно управлял мотором.
Однако первый испытательный полет едва не кончился трагически. Двадцатипятиметровая оболочка оказалась недостаточно упругой и под тяжестью корзины с двигателем и пилотом сложилась пополам. Дирижабль начал падать. К счастью, Сантос-Дюмон не растерялся. Он заметил внизу, на поляне, ребят, которые запускали воздушные змеи, и, выбросив из корзины длинную веревку-гайдроп, крикнул:
- Ловите!
Ребята догадались, что надо делать, побросали свои змеи и, дружно ухватившись за длинную веревку, гурьбой побежали против ветра. Веревка натянулась, и дирижабль со сложенной пополам оболочкой напоминал теперь огромный змей. Он прекратил падение и перешел в более плавный спуск. Ребята что есть силы тянули его за веревку против ветра, крепко упираясь пятками в землю. Так они спасли жизнь отважному воздухоплавателю.
А в это время два богатых французских промышленника Дейч де ла Мерт и Эрнест Аршдакон, покровительствующих воздухоплаванию, объявили конкурс. Они обещали награду в 100 тысяч франков тому, кто первый за полчаса облетит вокруг знаменитой Эйфелевой башни в Париже и снова вернется к месту старта, на поляну в Сен-Клу, которая была в пяти с половиною километрах от башни.
Вот когда в Сантос-Дюмоне заговорил спортивный дух! Он решил во что бы то ни стало опередить других конкурентов. Однако задача оказалась не из легких. Второй дирижабль тоже потерпел аварию: испортился насос, нагнетавший воздух в баллонет для поддерживания упругой формы оболочки. Дирижабль снова переломился пополам и упал на деревья ботанического сада. Сантос-Дюмон, как и первый раз, уцелел и опять принялся за дело. Третий и четвертый его дирижабли тоже оказались неудачными. Тогда неунывающий конструктор решил максимально облегчить дирижабль, отказался от традиционной корзины для пилота и вместо нее приспособил маленькое легкое седло, наподобие велосипедного. Сидя на нем верхом, он направил свой дирижабль к Эйфелевой башне, обогнул ее и повернул обратно к месту старта.
Многие зрители полагали, что первый приз у Сантос-Дюмона уже в кармане.
Но не тут-то было! Мотор вдруг зачихал, остановился, и дирижабль в самом центре Парижа рухнул на крышу пятиэтажного дома.
Сантос-Дюмон и на этот раз отделался лишь незначительными царапинами.
Казалось, после стольких неудач можно прийти в отчаяние и на все махнуть рукой. Однако спустя два месяца он снова приступил к испытаниям нового, шестого по счету, дирижабля. И вот 19 октября 1901 года Сантос-Дюмону наконец повезло. На своей "летающей колбасе" он поднимается с поляны в Сен-Клу, долетает до Эйфелевой башни, огибает ее и возвращается к месту старта. Правда, при этом случился небольшой конфуз: он опоздал на тридцать секунд. Но восторг публики был настолько велик, что приз в 100 тысяч франков ему все-таки присудили. Половину денег Сантос-Дюмон отдал на благотворительные цели, а вторую половину - своему механику. К маленькому бразильцу пришла большая слава, и, казалось, теперь можно почивать на лаврах. Но он, не теряя времени, снова принялся за новый, более усовершенствованный дирижабль.
Всего Сантос-Дюмон построил 14 дирижаблей и совершил на них множество полетов по всей Франции. Он еще несколько раз терпел аварии. А однажды, демонстрируя свой дирижабль в Монако, на побережье Средиземного моря, свалился прямо в морские волны. Но, как уже говорилось, он был хорошим пловцом и опять спасся. Возвратившись в Париж, Сантос-Дюмон в 1903 году летал на своем последнем дирижабле с такой ловкостью и виртуозностью, что даже пользовался им вместо автомобиля:
отправлялся на прогулки в парк, на скачки на ипподром, на военные парады. Эти полеты сделали большое дело для популяризации дирижаблей не только во Франции, но и во всем мире. А главное, они на практике доказали, что дирижабли могут летать в любом направлении, что они действительно оправдывают свое название - "управляемые".
И неизвестно, сколько еще пользы принес бы дирижаблестроению неутомимый авиатор-спортсмен, если бы в это время мир не облетела сенсационная весть о полете первого аэроплана. Сантос-Дюмон сразу же переключился на новое дело. И небезуспешно.
Тяжелая штука - земное притяжение!
В этом легко убеждаешься еще в детстве. Вначале - когда учишься ходить, а слабые ножки подкашиваются, и ты падаешь на пол. Но этот период своей жизни мы обычно не помним, а только наблюдаем его позже на других малышах. Потом, когда, научившись ходить, начинаем изучать квартиру и нас почему-то особенно привлекает стол. Тут уж и я помню, как не однажды падал со стула и стола. Больно было. Ну, а когда подрастаем и начинаем изучать уже не только двор, но и окрестности, нас со страшной силой тянет на заборы, деревья, на сарай или дом. Из своего "комнатного" опыта мы знаем, что при этом надо быть очень осторожным - он успел научить нас, что все тела на земле, и мы сами, имеют тяжесть и летать, как пушинки, не могут, а падают на землю.
В детстве я любил бегать, расправив руки и махая ими, как птица крыльями. Увы, ладони даже не чувствовали сопротивления воздуха. Но вот однажды дедушка, у которого я жил, привез для починки сарая большие листы фанеры. Я взял в руки фанерный лист, поставил его под углом к ветру и побежал. Эге - совсем другое дело! Я почувствовал, как лист фанеры вырывается из рук вверх, как возникает довольно чувствительная подъемная сила. Значит, все дело в размерах? Ладони очень маленькие, и мы не чувствуем сопротивления воздуха, потому что оно очень незначительно. Фанерный же лист раз в двести больше ладони, и тут уже вовсю дает себя знать подъемная сила, возникающая при движении против ветра. Ну а если взять не один лист, а сразу соединить их штук десять или двадцать? Вот, наверно, была бы подъемная сила, что и самому можно было бы взлететь!
Как все мальчишки, я любил запускать змеи. Если сделаешь большой змей хорошо, то чувствуется, как при ветре его тянет вверх. Но стоит нитке оборваться, и змей начинает беспорядочно падать на землю.
Куда же девается его подъемная сила?
Очевидно, дело не только в размерах змея, но и в том, под каким углом он находится к ветру, как сделана его уздечка. Чем больше этот угол, тем больше подъемная сила. Но только до определенной величины, градусов 15...20. А дальше так увеличивается сопротивление воздуха, что змей не в состоянии будет подниматься на высоту и упадет.
Одним словом, тонкое это дело - подъемная сила. Но главное - она есть!
Люди постепенно, практическим путем приходили к выводу, что земное притяжение можно преодолеть подъемной силой, возникающей при движении больших плоскостей в воздухе, что можно устроить такой летательный аппарат, который хотя и будет тяжелее воздуха, но, благодаря подъемной силе, сможет подниматься в воздух и удерживать не только себя, но и человека.
Одним словом, к концу девятнадцатого века уже вовсю велись поиски полета на аппарате тяжелее воздуха.
Что это за аппарат? Вначале ему даже названия не было. Называли его и "аэродинам" от сочетания греческих слов - "аэро" - воздух и "динамис" сила, и "механическая птица". Но постепенно, к концу века, привилось слово "аэроплан", составленное опять-таки из греческих: знакомого нам "аэро" и "плану м" - плоскость - воздушная плоскость. Это название вначале было всеобщим, и осталось общепринятым до наших дней. Но постепенно во многих странах появились свои, более соответствующие родному строю языка слова, как в русском языке - "самолет", на Украине - "лiтак", в Польше - "платовец", в Германии - "флюгцойг". Названия разные, а суть одна - летательный аппарат тяжелее воздуха.
Раздел науки и техники, занимающийся полетами на таких аппаратах, получил название авиация, от латинского слова "авис" - птица.
Путь к летающим аппаратам тяжелее воздуха был труден, и начался он, как мы уже знаем, давно.
Воздушные змеи подсказывают...
Воздушные змеи подсказывают...
Что может подсказать воздушный змей, сделанный из тетрадного листа, запущенный на катушке ниток и мотающий высоко над поселком матерчатым хвостом?
Равнодушному мальчишке - ничего. Любознательному - многое. Это самый древний и самый простой летательный аппарат тяжелее воздуха.
Можно полагать, что он, появившись в разных древних странах, первоначально был просто детской игрушкой. Например, в Японии и других странах Азии до сих пор ребята любят устраивать массовые соревнования змеев. Мне приходилось бывать в Польше, и там я был свидетелем "дня лятавца", то есть дня воздушных змеев.
У нас тоже ребята очень любят запускать змеи, а до войны даже проводились чемпионаты Советского Союза по змейковому спорту.
Приглядывались и ученые к этой детской игрушке. Знаменитый физик, математик и астроном, член Российской Академии наук, современник гениального русского ученого Михаила Ломоносова Леонард Эйлер писал:
"Бумажный змей, детская игрушка, пренебрегаемая взрослыми, будет когда-нибудь предметом глубоких исследований". И он не ошибся. Еще в 1749 году шотландский астроном А. Вильсон поднял на змее термометр для измерения температуры воздуха на высоте. Знаменитый американский ученый Б. Франклин с помощью воздушных змеев проводил исследования атмосферного электричества и доказал, что молния при грозе - не что иное, как электрический разряд огромной силы. Михаил Ломоносов тоже строил воздушные змеи для исследования электричества в атмосфере. Его последователь Георг Вильгельм Рихман во время такого опыта 26 июля 1753 года был убит разрядом атмосферного электричества. Ломоносов, однако, и после этого отважился продолжать свои опыты. Змеи в то время были плоские, не очень устойчивые, хотя делали их для научных целей значительных размеров, площадью в несколько квадратных метров.
Во Франции естествоиспытатель Майо в 1886 году запустил змей с полезной нагрузкой в 70 килограммов! Такой змей свободно мог поднять человека! Но на это никто тогда не отважился: уж очень эти змеи были неустойчивы.
В последнем десятилетии девятнадцатого века англичанин Баден-Поуэл, а за ним и австралиец Харгрэв додумались до змеев новой конструкции коробчатых. Они, в отличие от плоских, совершенно не нуждались в длинном и тяжелом "хвосте" для устойчивости: благодаря вертикальным плоскостям своих "коробок", они приобретали автоматическую устойчивость и к тому же обладали значительно большей подъемной силой.
Особенно активно велись работы со змеями у нас в России. Их конструируют многие исследователи, и в первую очередь талантливый изобретатель С.С. Неждановский. Он строит большие змеи, которые отличаются удивительной устойчивостью и хорошей грузоподъемностью. Ученик знаменитого русского ученого Николая Егоровича Жуковского, профессор С.А. Чаплыгин, вспоминая змеи Неждановского, в начале нашего века писал, что они были совершенно сходны по форме крыльев с нынешними бесхвостыми аэропланами и планерами, но имели больше вертикальных плоскостей.
Прав был академик Эйлер: змей - это не игрушка. Вернее, не только игрушка. С его помощью удалось получить много полезных сведений и о строении атмосферы, и о движении тел в воздухе.
В 1898 году русский воздухоплаватель С.А. Ульянин предложил интересный проект "змейкового поезда", чтобы поднимать в воздух наблюдателей и научную аппаратуру. Он придумал использовать для этих целей не один огромный змей, а целую связку их. Запущенные вместе, на одном тросе, они создавали не только необходимую подъемную силу, но и обеспечивали большую безопасность. Если один или даже два змея по какой-либо причине выходили из строя, то остальные - а их могло быть в "поезде" до семи и более штук - позволяли безопасно, как на парашюте, спустить на землю наблюдателей и научную аппаратуру.
Была даже сформирована специальная "змеевая команда": Ульянин и многие другие наблюдатели не раз поднимались на высоту свыше двухсот метров.
Змейковые поезда применялись также на научных и военных судах, использовались для наблюдений и исследований в океанах и в Арктике. Они поднимали научные приборы на высоту до 4...5 километров. Был даже установлен своеобразный рекорд высоты подъема змеев - 9740 метров!
Благодаря применению змеев, был получен не только ценный научный материал, но и определенный опыт летания аппаратов тяжелее воздуха. И совсем не случайно создатель первого в мире аэроплана Александр Федорович Можайский начал свои эксперименты именно со змеев и привязных планеров.
Вот и выходит, что обыкновенный бумажный змей сыграл в развитии авиации немалую роль. Только он, как и аэростаты, оказался в полной зависимости от погоды. А это еще сильнее заставляло искать новые пути покорения воздуха.
В 1883 году братья Гастон и Альфред Тиссандье поставили на свой дирижабль электродвигатель. Но электромоторы в то время тоже были далеки от совершенства, громоздки и требовали много энергии. Дирижабль братьев Тиссандье передвигался со скоростью 4 метра в секунду, или около 15 километров в час. Он мог уже лететь против слабого ветра. Но запасов энергии хватало ненадолго.
Идея применения электромотора пришлась по душе и военным инженерам Ш. Ренару и А. Кребсу, построившим дирижабль для французской армии. Он имел вид длинной, утолщенной спереди сигары, с подвешенной к нему на стропах такой же длинной лодочкой. В ней располагались воздухоплаватели, а в передней ее части - электродвигатель. Он вращал с большой скоростью сравнительно малый винт впереди гондолы и поэтому не толкал, как у Жиффара, а тянул вперед весь дирижабль. Подобные винты так и называются тянущими.
Дирижабль Ренара и Кребса летел со скоростью около 20 километров в час. Больше того, впервые за всю историю воздухоплавания Ренару и Кребсу удалось пролететь минут двадцать вперед против ветра, развернуться на 180 градусов и возвратиться на место взлета.
Теперь название "дирижабль", то есть "управляемый", стало оправданным. Это был большой скачок вперед. Но Ренар и Кребс отлично понимали, что на электромоторе далеко не улетишь. Энергии аккумуляторов хватало всего на час работы, то есть максимум на 20 километров пути. Да и скорость была все же мала. Чуть усиливался встречный ветер - и дирижабль не летел, а стоял на месте, либо даже пятился назад.
Кончался XIX век, век пара и электричества, век воздухоплавания. Техника развивалась быстро. Вот-вот должен был наступить перелом.
И он наступил.
Именно в конце девятнадцатого века появился двигатель внутреннего сгорания, без которого немыслимо было ни дальнейшее развитие дирижаблестроения, ни появление самолетов.
Воздушные мамонты
Первым поставил бензиновый двигатель на свой дирижабль немецкий изобретатель Герман Вёльферт. Это случилось в 1897 году. Так как лодочки-гондолы, подвешенные к оболочке на длинных стропах, при работе двигателя раскачивались, Вёльферт решил подвесить лодочку поближе к оболочке на специально приспособленных к ней бамбуковых шестах.
Такая рискованная близость бензинового двигателя к наполненной взрывоопасным водородом оболочке многим бросилась в глаза. Но Вёльферт уверял, что в его конструкции все продумано, и решил вместе с механиком испытать свой дирижабль в полете. Как всегда, посмотреть на это событие собралось много народу. Дирижабль взлетел и довольно быстро набрал почти километровую высоту. Все приготовились смотреть, как Вёльферт начнет выполнять обещанные круги и восьмерки, но вместо этого в лодочке вдруг что-то блеснуло, а затем раздался взрыв. Пылающий дирижабль грохнулся на землю. Вёльферт и его помощник погибли.
Урок из этого трагического случая первым извлек австрийский изобретатель Давид Шварц.
Раз прорезиненные оболочки аэростатов с водородом легко воспламеняются от любой случайной искры, почему бы не сделать оболочку дирижабля из алюминия? Правда, алюминий, хотя и легкий металл, но все же тяжелее прорезиненной шелковой оболочки. Но зато он совершенно не будет пропускать газ, дирижабль всегда будет иметь идеальную форму. И к тому же, металл не боится огня, прекратятся пожары - этот бич воздухоплавателей.
Еще раньше идею металлических дирижаблей высказал гениальный русский ученый, основоположник космонавтики Константин Эдуардович Циолковский. В 1887 году в работе "Теория и опыт аэростата" он научно и технически обосновал конструкцию дирижабля с металлической оболочкой. При этом Циолковский ввел целый ряд технических новшеств, предложив не гладкую, а гофрированную поверхность металлической оболочки, что придавало конструкции особую прочность.
Но царское правительство не отпустило средств даже на постройку опытной модели. Так интереснейший проект остался лишь в чертежах.
А Шварц в 1897 году приступил к работе. Он не мудрствовал лукаво над формой оболочки. Это был огромный алюминиевый цилиндр, наглухо закрытый с двух сторон удлиненными алюминиевыми конусами.
Но Шварц не успел закончить работу: он умер. Недостроенный дирижабль купило немецкое военное ведомство. Молодой энергичный механик Ренар Плац довольно быстро закончил постройку дирижабля и даже усовершенствовал его, поставив сразу три воздушных винта. Один - тянущий, другой - толкающий, а третий расположил между ними совсем необычно - в горизонтальном положении. Это была очень остроумная техническая выдумка, помогавшая аэронавту маневрировать вверх и вниз. Надо быстрее или выше подняться - включил горизонтальный винт, и он тянет дирижабль вверх. Нужно опуститься ниже или затормозить подъем - переключил вращение в обратную сторону, и винт тянет вниз.
Но, к сожалению. Плац оказался плохим пилотом. В испытательном полете сначала все шло хорошо. Дирижабль развил скорость около 25 километров в час, отлично слушался руля и легко двигался туда, куда его направлял Плац. Но вот неожиданно соскочил привод от мотора к валу воздушных винтов. Вместо того, чтобы спокойно выключить мотор, устранить неисправность и снова продолжать маневрирование, Плац растерялся. Он поскорее дернул за аварийный кран выпуска водорода. Когда это делают на аэростатах, то шар при спуске сплющивается наподобие парашюта и тормозит падение. А дирижабль круто пошел вниз... При ударе о землю раздался оглушительный грохот. От алюминиевого дирижабля остались только рваные, мятые листы металла, а сам Плац чудом уцелел.
Этот полет доказал, что идея металлического дирижабля вполне осуществима. Ну, а что первый блин комом, так в каком деле этого не бывает...
Дирижабль Шварца явился как бы прототипом будущих дирижаблей жесткой конструкции. Дирижабли начали различать по конструктивным признакам. Появились мягкие - с мягкой надувной оболочкой, жесткие - имеющие постоянную жесткую форму оболочки, и полужесткие - смешанной конструкции: с балкой-килем вдоль всей длины надувной оболочки.
В Германии и Франции дирижаблестроение развивалось быстрее, чем в других странах лишь потому, что они постоянно вели военные действия или активно готовились к ним. И военные ведомства старались применить дирижабли для целей войны.
В Германии дирижаблями занялся граф Фердинанд Цеппелин. Уже в 1896 году он приступил к постройке огромного дирижабля, который был закончен только в 1900 году. Каркас дирижабля состоял из легких алюминиевых труб и был обтянут алюминиевыми листами. У него было еще одно новшество: две алюминиевые кабины-гондолы - одна впереди, другая сзади - были приделаны непосредственно к оболочке без подвесных устройств. В них располагались моторные отделения, оснащенные бензиновыми двигателями по 16 лошадиных сил, и отделение для экипажа. Цеппелин также использовал идею адмирала H.М. Соковнина и разместил в оболочке семнадцать изолированных друг от друга газовых баллонов-секций. Это было сделано для большей безопасности. Если по каким-либо причинам один или даже несколько баллонов теряли газ, дирижабль все равно за счет остальных мог сохранять свою летучесть, хотя, конечно, и терял часть подъемной силы.
Граф Цеппелин построил на Боденском озере для хранения своего дирижабля огромный плавучий сарай-эллинг с раздвижными воротами.
2 июля 1900 года на берегу озера собралось множество людей. Открылись ворота эллинга, и команда солдат вывела оттуда дирижабль невероятных размеров. Его длина составляла 128 метров, а диаметр - 11,7 метра. Объем оболочки дирижабля равнялся 11 тысячам кубических метров. Такой великан еще никогда не поднимался в воздух. Кто называл его "летающим мамонтом", кто утверждал, что лучше подходит "воздушный кит". Но, пожалуй, точнее всех определил сам граф Цеппелин. Он назвал его воздушным крейсером, подчеркивая без обиняков, что гигантский дирижабль построен для военных целей.
Глядя на такую громадину, мало кто верил, что эта махина может подняться в воздух. Но вот заработали моторы, экипаж во главе с Цеппелином занял места в гондолах. Стартовая команда отпустила удерживающие веревки, и дирижабль плавно отделился от плавучего причала и поплыл в небо. Скорость полета достигала 8 метров в секунду. Однако через четверть часа на борту произошла какая-то поломка, дирижабль вынужден был опуститься к эллингу для ремонта. Потом на нем были довольно успешно сделаны еще два полета. Но конструктору стало ясно, что двигатели для такой огромной махины явно слабы. За дирижаблем окончательно утвердилось название по фамилии его конструктора цеппелин и, очевидно, не зря. Это детище обошлось графу в полтора миллиона марок - почти все его состояние. И тем не менее. Цеппелин приступил к постройке нового дирижабля.
Сантос-Дюмон авиатор-спортсмен
Мы не случайно упомянули о дороговизне дирижаблестроения. Если для первого монгольфьера понадобилась кипа бумаги и два-три рулона материи, то графу Цеппелину потребовалось уже все его большое состояние, чтобы построить гигантский дирижабль.
Вот почему, говоря об истории авиации, нельзя забывать об экономической стороне дела. Постройка дирижаблей становилась не по средствам одному человеку, нужна была помощь государства или, на худой конец, богатых покровителей. Редко кто из них давал деньги бескорыстно. Одни хотели прославиться, другие - прослыть щедрыми благодетелями, а большинство разбогатеть еще больше на новом деле, которое со временем обещало немалые выгоды и прибыль. Граф Цеппелин, например, заведомо строил свои дирижабли для нужд войны, потому что военный дух в кайзеровской Германии царил с давних времен. И граф не ошибся в своих расчетах. Его сразу поддержало военное ведомство, не раз выделяя огромные суммы на постройку цеппелинов.
Французское правительство, неустанно следившее за военным развитием Германии, в свою очередь поощряло постройку управляемых аэростатов для армейских гарнизонов.
Все это, конечно, способствовало развитию дирижаблестроения. Но во всей этой лихорадочной военной гонке совершенно особняком стоит колоритная фигура авиатора-спортсмена Альберто Сантос-Дюмона.
Сантос-Дюмон, сын богатого владельца кофейных плантаций в Бразилии, получив огромное наследство, в деньгах не нуждался. Он постоянно жил в Париже и, как все богатые люди, любил развлечения. Но если одни проматывали свои состояния в игорных домах и на фешенебельных курортах, то к чести Сантос-Дюмона надо сказать, что он до самозабвения увлекался спортом. Особенно его привлекали, как мы теперь сказали бы, технические виды спорта. Он был отличным велосипедистом, потом прославился как один из сильнейших гонщиков на автомобилях и мотоциклах. Что касается моря, то плавал он, как рыба, и неоднократно принимал участие в соревнованиях яхтсменов. Не удивительно, что, как только в моду вошло воздухоплавание, Сантос-Дюмон увлекся воздушным спортом.
Для начала он сделал несколько полетов на аэростатах, и путешествия в небо ему очень понравились. Но маленького, подвижного и переполненного энергией Сантос-Дюмона не устраивало, что аэростаты подчинялись воле ветра, а не воле пилота.
Вот почему, прослышав о первых дирижаблях, Сантос-Дюмон сам принялся за постройку "летающей колбасы". В 1898 году первый дирижабль заядлого спортсмена был готов. Он и впрямь напоминал огромную колбасу. Его длинная, как кишка, оболочка, наполненная водородом, была непрочна и извивалась на ветру, как туловище сороконожки. Под оболочкой на длинных стропах висела узкая тесная корзина, в которой располагались слабенький, менее двух лошадиных сил, бензиновый двигатель с пропеллером и место для пилота.
Сантос-Дюмон привычно управлял мотором.
Однако первый испытательный полет едва не кончился трагически. Двадцатипятиметровая оболочка оказалась недостаточно упругой и под тяжестью корзины с двигателем и пилотом сложилась пополам. Дирижабль начал падать. К счастью, Сантос-Дюмон не растерялся. Он заметил внизу, на поляне, ребят, которые запускали воздушные змеи, и, выбросив из корзины длинную веревку-гайдроп, крикнул:
- Ловите!
Ребята догадались, что надо делать, побросали свои змеи и, дружно ухватившись за длинную веревку, гурьбой побежали против ветра. Веревка натянулась, и дирижабль со сложенной пополам оболочкой напоминал теперь огромный змей. Он прекратил падение и перешел в более плавный спуск. Ребята что есть силы тянули его за веревку против ветра, крепко упираясь пятками в землю. Так они спасли жизнь отважному воздухоплавателю.
А в это время два богатых французских промышленника Дейч де ла Мерт и Эрнест Аршдакон, покровительствующих воздухоплаванию, объявили конкурс. Они обещали награду в 100 тысяч франков тому, кто первый за полчаса облетит вокруг знаменитой Эйфелевой башни в Париже и снова вернется к месту старта, на поляну в Сен-Клу, которая была в пяти с половиною километрах от башни.
Вот когда в Сантос-Дюмоне заговорил спортивный дух! Он решил во что бы то ни стало опередить других конкурентов. Однако задача оказалась не из легких. Второй дирижабль тоже потерпел аварию: испортился насос, нагнетавший воздух в баллонет для поддерживания упругой формы оболочки. Дирижабль снова переломился пополам и упал на деревья ботанического сада. Сантос-Дюмон, как и первый раз, уцелел и опять принялся за дело. Третий и четвертый его дирижабли тоже оказались неудачными. Тогда неунывающий конструктор решил максимально облегчить дирижабль, отказался от традиционной корзины для пилота и вместо нее приспособил маленькое легкое седло, наподобие велосипедного. Сидя на нем верхом, он направил свой дирижабль к Эйфелевой башне, обогнул ее и повернул обратно к месту старта.
Многие зрители полагали, что первый приз у Сантос-Дюмона уже в кармане.
Но не тут-то было! Мотор вдруг зачихал, остановился, и дирижабль в самом центре Парижа рухнул на крышу пятиэтажного дома.
Сантос-Дюмон и на этот раз отделался лишь незначительными царапинами.
Казалось, после стольких неудач можно прийти в отчаяние и на все махнуть рукой. Однако спустя два месяца он снова приступил к испытаниям нового, шестого по счету, дирижабля. И вот 19 октября 1901 года Сантос-Дюмону наконец повезло. На своей "летающей колбасе" он поднимается с поляны в Сен-Клу, долетает до Эйфелевой башни, огибает ее и возвращается к месту старта. Правда, при этом случился небольшой конфуз: он опоздал на тридцать секунд. Но восторг публики был настолько велик, что приз в 100 тысяч франков ему все-таки присудили. Половину денег Сантос-Дюмон отдал на благотворительные цели, а вторую половину - своему механику. К маленькому бразильцу пришла большая слава, и, казалось, теперь можно почивать на лаврах. Но он, не теряя времени, снова принялся за новый, более усовершенствованный дирижабль.
Всего Сантос-Дюмон построил 14 дирижаблей и совершил на них множество полетов по всей Франции. Он еще несколько раз терпел аварии. А однажды, демонстрируя свой дирижабль в Монако, на побережье Средиземного моря, свалился прямо в морские волны. Но, как уже говорилось, он был хорошим пловцом и опять спасся. Возвратившись в Париж, Сантос-Дюмон в 1903 году летал на своем последнем дирижабле с такой ловкостью и виртуозностью, что даже пользовался им вместо автомобиля:
отправлялся на прогулки в парк, на скачки на ипподром, на военные парады. Эти полеты сделали большое дело для популяризации дирижаблей не только во Франции, но и во всем мире. А главное, они на практике доказали, что дирижабли могут летать в любом направлении, что они действительно оправдывают свое название - "управляемые".
И неизвестно, сколько еще пользы принес бы дирижаблестроению неутомимый авиатор-спортсмен, если бы в это время мир не облетела сенсационная весть о полете первого аэроплана. Сантос-Дюмон сразу же переключился на новое дело. И небезуспешно.
Тяжелая штука - земное притяжение!
В этом легко убеждаешься еще в детстве. Вначале - когда учишься ходить, а слабые ножки подкашиваются, и ты падаешь на пол. Но этот период своей жизни мы обычно не помним, а только наблюдаем его позже на других малышах. Потом, когда, научившись ходить, начинаем изучать квартиру и нас почему-то особенно привлекает стол. Тут уж и я помню, как не однажды падал со стула и стола. Больно было. Ну, а когда подрастаем и начинаем изучать уже не только двор, но и окрестности, нас со страшной силой тянет на заборы, деревья, на сарай или дом. Из своего "комнатного" опыта мы знаем, что при этом надо быть очень осторожным - он успел научить нас, что все тела на земле, и мы сами, имеют тяжесть и летать, как пушинки, не могут, а падают на землю.
В детстве я любил бегать, расправив руки и махая ими, как птица крыльями. Увы, ладони даже не чувствовали сопротивления воздуха. Но вот однажды дедушка, у которого я жил, привез для починки сарая большие листы фанеры. Я взял в руки фанерный лист, поставил его под углом к ветру и побежал. Эге - совсем другое дело! Я почувствовал, как лист фанеры вырывается из рук вверх, как возникает довольно чувствительная подъемная сила. Значит, все дело в размерах? Ладони очень маленькие, и мы не чувствуем сопротивления воздуха, потому что оно очень незначительно. Фанерный же лист раз в двести больше ладони, и тут уже вовсю дает себя знать подъемная сила, возникающая при движении против ветра. Ну а если взять не один лист, а сразу соединить их штук десять или двадцать? Вот, наверно, была бы подъемная сила, что и самому можно было бы взлететь!
Как все мальчишки, я любил запускать змеи. Если сделаешь большой змей хорошо, то чувствуется, как при ветре его тянет вверх. Но стоит нитке оборваться, и змей начинает беспорядочно падать на землю.
Куда же девается его подъемная сила?
Очевидно, дело не только в размерах змея, но и в том, под каким углом он находится к ветру, как сделана его уздечка. Чем больше этот угол, тем больше подъемная сила. Но только до определенной величины, градусов 15...20. А дальше так увеличивается сопротивление воздуха, что змей не в состоянии будет подниматься на высоту и упадет.
Одним словом, тонкое это дело - подъемная сила. Но главное - она есть!
Люди постепенно, практическим путем приходили к выводу, что земное притяжение можно преодолеть подъемной силой, возникающей при движении больших плоскостей в воздухе, что можно устроить такой летательный аппарат, который хотя и будет тяжелее воздуха, но, благодаря подъемной силе, сможет подниматься в воздух и удерживать не только себя, но и человека.
Одним словом, к концу девятнадцатого века уже вовсю велись поиски полета на аппарате тяжелее воздуха.
Что это за аппарат? Вначале ему даже названия не было. Называли его и "аэродинам" от сочетания греческих слов - "аэро" - воздух и "динамис" сила, и "механическая птица". Но постепенно, к концу века, привилось слово "аэроплан", составленное опять-таки из греческих: знакомого нам "аэро" и "плану м" - плоскость - воздушная плоскость. Это название вначале было всеобщим, и осталось общепринятым до наших дней. Но постепенно во многих странах появились свои, более соответствующие родному строю языка слова, как в русском языке - "самолет", на Украине - "лiтак", в Польше - "платовец", в Германии - "флюгцойг". Названия разные, а суть одна - летательный аппарат тяжелее воздуха.
Раздел науки и техники, занимающийся полетами на таких аппаратах, получил название авиация, от латинского слова "авис" - птица.
Путь к летающим аппаратам тяжелее воздуха был труден, и начался он, как мы уже знаем, давно.
Воздушные змеи подсказывают...
Воздушные змеи подсказывают...
Что может подсказать воздушный змей, сделанный из тетрадного листа, запущенный на катушке ниток и мотающий высоко над поселком матерчатым хвостом?
Равнодушному мальчишке - ничего. Любознательному - многое. Это самый древний и самый простой летательный аппарат тяжелее воздуха.
Можно полагать, что он, появившись в разных древних странах, первоначально был просто детской игрушкой. Например, в Японии и других странах Азии до сих пор ребята любят устраивать массовые соревнования змеев. Мне приходилось бывать в Польше, и там я был свидетелем "дня лятавца", то есть дня воздушных змеев.
У нас тоже ребята очень любят запускать змеи, а до войны даже проводились чемпионаты Советского Союза по змейковому спорту.
Приглядывались и ученые к этой детской игрушке. Знаменитый физик, математик и астроном, член Российской Академии наук, современник гениального русского ученого Михаила Ломоносова Леонард Эйлер писал:
"Бумажный змей, детская игрушка, пренебрегаемая взрослыми, будет когда-нибудь предметом глубоких исследований". И он не ошибся. Еще в 1749 году шотландский астроном А. Вильсон поднял на змее термометр для измерения температуры воздуха на высоте. Знаменитый американский ученый Б. Франклин с помощью воздушных змеев проводил исследования атмосферного электричества и доказал, что молния при грозе - не что иное, как электрический разряд огромной силы. Михаил Ломоносов тоже строил воздушные змеи для исследования электричества в атмосфере. Его последователь Георг Вильгельм Рихман во время такого опыта 26 июля 1753 года был убит разрядом атмосферного электричества. Ломоносов, однако, и после этого отважился продолжать свои опыты. Змеи в то время были плоские, не очень устойчивые, хотя делали их для научных целей значительных размеров, площадью в несколько квадратных метров.
Во Франции естествоиспытатель Майо в 1886 году запустил змей с полезной нагрузкой в 70 килограммов! Такой змей свободно мог поднять человека! Но на это никто тогда не отважился: уж очень эти змеи были неустойчивы.
В последнем десятилетии девятнадцатого века англичанин Баден-Поуэл, а за ним и австралиец Харгрэв додумались до змеев новой конструкции коробчатых. Они, в отличие от плоских, совершенно не нуждались в длинном и тяжелом "хвосте" для устойчивости: благодаря вертикальным плоскостям своих "коробок", они приобретали автоматическую устойчивость и к тому же обладали значительно большей подъемной силой.
Особенно активно велись работы со змеями у нас в России. Их конструируют многие исследователи, и в первую очередь талантливый изобретатель С.С. Неждановский. Он строит большие змеи, которые отличаются удивительной устойчивостью и хорошей грузоподъемностью. Ученик знаменитого русского ученого Николая Егоровича Жуковского, профессор С.А. Чаплыгин, вспоминая змеи Неждановского, в начале нашего века писал, что они были совершенно сходны по форме крыльев с нынешними бесхвостыми аэропланами и планерами, но имели больше вертикальных плоскостей.
Прав был академик Эйлер: змей - это не игрушка. Вернее, не только игрушка. С его помощью удалось получить много полезных сведений и о строении атмосферы, и о движении тел в воздухе.
В 1898 году русский воздухоплаватель С.А. Ульянин предложил интересный проект "змейкового поезда", чтобы поднимать в воздух наблюдателей и научную аппаратуру. Он придумал использовать для этих целей не один огромный змей, а целую связку их. Запущенные вместе, на одном тросе, они создавали не только необходимую подъемную силу, но и обеспечивали большую безопасность. Если один или даже два змея по какой-либо причине выходили из строя, то остальные - а их могло быть в "поезде" до семи и более штук - позволяли безопасно, как на парашюте, спустить на землю наблюдателей и научную аппаратуру.
Была даже сформирована специальная "змеевая команда": Ульянин и многие другие наблюдатели не раз поднимались на высоту свыше двухсот метров.
Змейковые поезда применялись также на научных и военных судах, использовались для наблюдений и исследований в океанах и в Арктике. Они поднимали научные приборы на высоту до 4...5 километров. Был даже установлен своеобразный рекорд высоты подъема змеев - 9740 метров!
Благодаря применению змеев, был получен не только ценный научный материал, но и определенный опыт летания аппаратов тяжелее воздуха. И совсем не случайно создатель первого в мире аэроплана Александр Федорович Можайский начал свои эксперименты именно со змеев и привязных планеров.
Вот и выходит, что обыкновенный бумажный змей сыграл в развитии авиации немалую роль. Только он, как и аэростаты, оказался в полной зависимости от погоды. А это еще сильнее заставляло искать новые пути покорения воздуха.