Карл Гильзин - Эта удивительная подушка
Теплый воздух легче холодного, и вес мыльного пузыря может оказаться меньше веса вытесненного им воздуха. Появится архимедова подъемная сила, пузырь начнет путешествие к потолку.
Но дальше мыльный пузырь — летающая воздушная подушка — поведет себя не так, как подушка плавающая. Воздух в нем остынет, архимедова сила исчезнет, пузырь начнет спускаться. Если бы можно было не дать остыть воздуху в пузыре, он стал бы летательным аппаратом — парил бы в воздухе. Эта идея привела к появлению воздушных шаров-аэростатов, воздухоплавательных аппаратов легче воздуха.
О первом полете на «воздушном шаре» в России удалось узнать сравнительно недавно, когда была расшифрована старинная рукопись с помощью специалиста-криминалиста. Рукопись утверждает, что в 1731 году в Рязани некий костромской крестьянин Крякутной изготовил большой мешок, надул его дымом и, сев в привязанную к мешку петлю, полетел, поднялся выше березы, ударился о колокольню и остался жив только потому, что уцепился за веревку от колокола. Далее пишется, что первого аэронавта решили было для острастки сжечь за еретическое соперничество с птицами, и он едва спасся бегством.
Только через пятьдесят два года после этого, в 1783 году, во Франции поднялся в небо бумажный воздушный шар, наполненный горячим воздухом. Его сделали братья Жозеф и Этьен Монгольфье, давшие свое имя всем последующим шарам на горячем воздухе — их стали называть монгольфьерами. Братья заполняли свои шары дымом от горящего влажного сена, считая это крайне важным, хотя, конечно, доставляли себе ненужные хлопоты. Важно лишь, чтобы воздух в шаре был нагрет. Братья неверно объясняли и саму причину полета шара, они считали, что все дело в какой-то… электризации.
На первом монгольфьере полетели не люди: его пассажирами были помещенные в клетку ягненок, утка и петух. Вели они себя в полете, видно, не слишком корректно, во всяком случае, у петуха оказалось сломанным крыло, что сразу привело к гипотезе о том, что в небе людям делать нечего, ибо там кости не выдерживают…
В следующем полете монгольфьера, примерно через полгода после первого, в небо поднялся человек. А еще через тринадцать лет он уже не только поднялся в небо на монгольфьере, но и возвратился на землю… без него — это был первый в истории прыжок с парашютом, его совершил француз Жак Гарнерен.
История монгольфьеров, как и других аэростатов, очень интересна, она изобилует и героическими, и грустными, и веселыми страницами. О ней рассказано во многих книгах[Рекомендуем книгу В. Инфантьева «Мамонты шагают в будущее», «Детская литература», 1971.]. Первые полеты людей на воздушных шарах так же потрясли современников, как и полеты в космос в наше время. Это было невиданно, дерзко — люди штурмуют небо!
Монгольфьеры не сдаются!
Потрясение, вызванное первыми полетами монгольфьеров, вскоре, однако, прошло, и интерес к ним довольно быстро угас. Это не удивительно: монгольфьер — далеко не самый совершенный летательный аппарат. Нельзя отказать в остроумии члену Клуба веселых и находчивых, высказавшемуся о нем так: «Отсутствием пропеллера монгольфьер напоминает двухпудовую гирю, но отличается от последней тем, что, будучи тяжелее ее, способен подняться в воздух».
Как и другие свободные аэростаты, то есть не имеющие двигателя и приборов управления, монгольфьер оказывается полностью во власти стихий — он несется туда, куда его влечет ветер. Вынужденная «свобода»! Высоту полета менять можно, но не слишком удобно: хочешь подняться повыше — выбрасывай балласт, нужно снизиться — выпускай горячий воздух из шара. Воздух остывает, и чтобы не опускаться, его нужно постоянно подогревать. Не раз шары из-за этого горели.
В 1784 году, менее чем через год после первого монгольфьера, их полеты в России были запрещены указом Екатерины II из-за боязни пожаров. Все же в 1802 году одна московская газета сообщала читателям, что «известный своими фокусами-покусами славный Пинетти де Мерси, профессор и демонстратор физики и математики», летал на шаре над Москвой.
Серьезен и другой недостаток монгольфьера — малая подъемная сила, не позволяющая взять на борт значительный груз. Первые монгольфьеры изготовлялись из бумаги и легко воспламеняющихся тканей. Больше, чем примерно на сто градусов, воздух в них нагреть нельзя.
Поэтому запуск монгольфьеров был вскоре полностью прекращен. Их место заняли более совершенные воздушные шары.
Но почти через два века после этого, уже на наших глазах, интерес к монгольфьерам возродился вновь. Так случалось не раз в истории науки и техники — возврат к прошлому, к технике дедов и прадедов, но уже на новой технической основе порой давал замечательные результаты.
По достоинству была оценена прежде всего поразительная простота монгольфьера. Куда уж проще: сделан из дешевой бумаги, наполнен воздухом — его сколько угодно, да и подогреть не хитро, хоть на костре или примитивной жаровне.
Многие ребята в кружках авиамоделистов, пионерских отрядах и лагерных дружинах сами строят монгольфьеры, запускают их, организуют с ними всякие игры. И получают большое удовольствие.
Еще в 1938 году монгольфьер, созданный и запущенный юными авиамоделистами, улетел за полтораста километров.
Но только успехи химии, создавшей тонкопленочные синтетические материалы, привели к настоящему новому «золотому веку» монгольфьеров. За последние двадцать — двадцать пять лет появилось множество их, изготовленных из тонких и прочных пленок и снабженных горелкой, работающей на жидком или газообразном топливе, вместо примитивной и громоздкой жаровни Усовершенствования сделали полет монгольфьера практически почти безопасным и очень приятным. Пассажир помещается под шаром на легком металлическом сиденье. Точное регулирование нагрева воздуха позволяет управлять высотой полета, снижаться или набирать высоту — для этого температура воздуха должна измениться всего на два градуса. В любой момент можно совершить посадку; приземление происходит не жестче, чем прыжок с третьей ступеньки лестницы.
Простота и дешевизна монгольфьеров привлекают внимание ученых и инженеров. В частности, с борта монгольфьеров часто сбрасывают для испытаний парашютные и другие устройства — дешевле этих испытаний не придумаешь.
Летом 1973 года в США был проведен первый официальный чемпионат мира по монгольфьерному спорту. В чемпионате участвовали сто двадцать три шара из семнадцати стран, было двести тысяч зрителей. Интересно, что один из участников соревнований рассказал потом, что с высоты 1350 метров он отчетливо слышал голос семилетнего мальчугана с земли: «Мистер, возьмите меня с собой!»
Пороховая бочка и солнечный газ
Всего через несколько дней после первого полета человека на монгольфьере, зимним утром 1 декабря 1783 года, из сада Тюильри в Париже впервые стартовал воздушный шар нового типа. В отличие от монгольфьера шар, созданный известным французским ученым-физиком Шарлем, участвовавшим и в первом полете, был наполнен не воздухом, а газом — водородом. Это был переход летающей воздушной подушки от горячего к горючему воздуху — именно так называли тогда водород. Наполненные газом шары называют иногда шарльерами, хотя это название и не привилось.
Водород был открыт незадолго до того, в 1766 году, знаменитым английским физиком Кавендишем. Его еще не умели получать в больших количествах, а изготовленный из шелка шар Шарля имел диаметр около девяти метров. Задача была не из легких, если учесть, что водород образует с воздухом сильно взрывчатый гремучий газ.
Чтобы подчеркнуть опасность, часто говорят: сидеть на пороховой бочке. Находящийся в корзине под водородным шаром аэронавт без преувеличения висит под пороховой бочкой. Сколько раз в истории воздухоплавания полет на водородном шаре заканчивался катастрофой, вызванной пожаром или взрывом.
Достаточно оболочке шара чуть-чуть пропускать воздух, как со временем внутри шара образовывается гремучий газ, не менее опасный, чем порох.
Тем не менее в свое время монгольфьеры были быстро вытеснены шарами, заполненными водородом или обычным светильным газом, тем самым, что сгорает в кухонных плитах (и в шарах, увы, тоже), ибо оба эти газа легче воздуха и, значит, больше архимедова подъемная сила. Водород — самый легкий из газов, он в пятнадцать раз легче воздуха. Правда в монгольфьере воздух подогревается, водород же обычно остается холодным, но все же груз на водородном шаре может быть в три-четыре раза больше.
Важно и то, что длительность, дальность, высота полета шара тоже гораздо больше, он не нуждается в топливе.
До недавнего времени водородные и другие газовые аэростаты были едва ли не монополистами в воздухоплавании, несмотря на их недостатки. Только в последние годы многих покорила простота монгольфьера — из ста шестидесяти воздушных шаров у любителей-аэронавтов США сто сорок семь были монгольфьеры. Однако главный конкурент водородного шара — не монгольфьер.
