Летание

Уже с давних пор человек мечтал о возможности летать в воздухе наподобие птиц, и было произведено множество попыток устройства разных приспособлений для Л., причем многие из них были основаны на весьма странных убеждениях. Так напр., в 1680 г. иезуит Дана высказал предположение и пытался его осуществить, что если из медного шара с очень тонкими стенками выкачать воздух, то такой шар должен подняться в воздухе. Под влиянием атмосф. давл. его шар, конечно, прежде всего сплющился бы. В 1686 г. слесарь Бенье построил снаряд, состоящий из жердей, перекинутых через плечи воздухоплавателя и снабженных на своих передних и задних концах крыльями из легкой материи. Жерди эти приводились в движение руками и ногами таким образом, что зараз опускалось правое переднее и левое заднее крыло, и наоборот. С этим снарядом Венье опускался без особого вреда для себя с некоторой высоты. Первый положительный успех в воздухоплавании выпал на долю французов, братьев Монгольфье, которые, исходя, однако, из ошибочной идеи, что от горения особой смеси из шерсти и соломы образуется "электрический дым", способный поднять наполненное им легкое тело, достигли поднятия изготовленного из бумаги шара с отверстием внизу, наполняя шар горячими газами, которые были легче воздуха, пока температура их была еще достаточно высока. Соссюр произвел поднятие шара нагреванием заключенного в нем воздуха помощью введения в отверстие шара накаленной железной полосы. Первый публичный опыт Монгольфье произвели в 1783 г. с шаром из холста, оклеенным бумагой. Шар имел 39 фт. в поперечнике, в 10 мин. взлетел с грузом около 200 кило на значительную высоту и упал в 4200 фт. расстояния от места поднятия. Шарль решился наполнить шар водородом и этим значительно подвинул вперед дело воздухоплавания (см. Аэронавтика). Шары, наполняемые теплым воздухом, получили название монгольфьеров, а водородом — шарльеров. Первый шарльер поднялся с Марсова поля в Париже 27 августа 1783 г. Через три четверти часа после поднятия шар опустился в 20 в. от Парижа. Все эти опыты были производимы с шарами, не имевшими никаких живых пассажиров. 19 сентября того же года братья Монгольфье пустили в Версале шар, в корзине которого помещались: овца, петух и гусь. На значительной высоте, хотя шар прорвался, но спустился настолько плавно, что животные нисколько не пострадали. Наконец, 21 октября 1783 г. впервые поднялись и благополучно спустились на монгольфьере люди: Пилатр-де-Розье и маркиз д'Арланд. Шарль придумал: клапан для выпускания газа при спуске, лодку с сетью; балласт из мешков, наполненных песком, который выбрасывают, когда во время полета желают, чтобы шар поднялся; пропитывание оболочки шара каучуком и промывание водорода для освобождения его от паров серной кислоты, разъедающих оболочку шара. И до настоящего времени самым распространенным способом управления шаром является выкидывание балласта для поднятия и открывание клапана для опускания. Поднимаясь и опускаясь, выискивают такое воздушное течение, которое несло бы шар в желаемом направлении или, по крайней мере, не слишком отклоняло бы полет от желаемого направления. Но не всегда можно найти течение, направление которого достаточно мало отличалось бы от желаемого. Поэтому явился вопрос об управлении шаром помощью каких-либо снарядов, применяли с этой целью паруса, парусные рули, винты наподобие пароходных и т. д. Из более удачных укажем на аэростаты Жиффара (см. Аэростаты, таблица, фиг. 5; Аэронавтика), Дюпюи-де-Лома (см. Аэростаты, фиг. 6; Аэронавтика) и Тиссандье. Наконец, укажем на весьма тщательные опыты Ренара и Кребса с аэростатом (см. также Воздушный шар). Затем возникла мысль об устройстве аэростатов, которые были бы тяжелее воздуха (см. Аэронавтика, aviation). Достигнутые скорости, однако, были весьма недостаточны. В этой области в последнее время, в особенности работами Отто Лилиенталя и Ланглея, был выяснен факт, заключающийся в том, что несколько выгнутая, почти плоская пластинка, двигающаяся под небольшим углом к своей плоскости, испытывает обусловливаемое сопротивлением воздуха значительное давление, ее поддерживающее. Если передний конец пластинки немного поднят, а задний опущен, то давление это действует на пластинку снизу вверх, поддерживая ее в воздухе или даже поднимая, и сила такого поднимающего давления пропорциональна квадрату скорости горизонтального движения пластинки. Между тем сопротивление, оказываемое воздухом горизонтальному движению пластинки, мало наклоненной к горизонту, весьма невелико. Таким образом явилась надежда получить легко управляемый летательный снаряд, устраивая главную часть его в виде рамы, обтянутой легкой материей и несколько наклоненной к горизонту. Этого рода снаряды называются аэропланами. Инженер Максим, в Англии, построил огромный аэроплан с поверхностью в 500 квадратных метров.

Фиг. 2. Прежний аэроплан Максима.

На прикрепленной помощью весьма легкого и прочного каркаса к аэроплану платформе Максим установил удивительный по своей легкости паровой двигатель из стальных трубок, приводящий в движение два больших винта. Весь снаряд поставлен на рельсы. Когда двигатель приводит в быстрое вращение винты, то снаряд получает весьма быстрое движение по рельсам и вследствие этого, как сказано выше, развивается большое давление снизу вверх на аэроплан, служащее подъемной силой. Однажды снаряд, вместе с двигателем весивший 8000 фунт., с двумя пассажирами на платформе приподнялся, но, поднявшись на воздух, повернулся на бок и упал. Пассажиры отделались легкими ушибами, но дорого стоивший снаряд был изломан при падении. Максим исправил свой снаряд, укрепил сверх колес его вторые рельсы, которые препятствовали бы поднятию снаряда даже и при больших скоростях вращения винтов, и производил опыты, исследуя помощью динамометров подъемную силу, наилучшее расположение груза на платформе и так далее.

Фиг. 1. Аэроплан Максима.

Главное препятствие, которое предстоит преодолеть Максиму, заключается в том, что когда он решится подняться на своем снаряде, то ему невозможно будет спуститься, остановив или замедлив значительно движение винтов, потому что подъемная сила аэроплана существует только при большой горизонтальной скорости; уничтожая эту скорость, воздухоплаватель рискует подвергнуть снаряд и себя сильному и гибельному падению; спускаться же по отлогой линии можно только на очень ровной местности и все-таки с большим риском получить гибельный толчок. Проф. Вельнер проектировал в 1894 г. машину, состоящую из крытой платформы сигарообразной формы и колес, вращающихся около осей, параллельных направлению движения. Колеса Вельнера похожи на пароходные; лопатки в них устроены парусные и при вращении колес перевертываются таким образом, что испытывают сильное сопротивление воздуха при опускании и небольшое сопротивление при поднимании. Опыты, произведенные Вельнером над моделью его машины, вполне подтвердили его предсказания, и в настоящее время он ищет капитал для устройства снаряда в большом виде. Берлинский инженер Отто Лилиенталь произвел в особенности глубокие и подробные исследования над летанием аэропланов. Способ Лилиенталя ближе всего подходит к способу парения птиц: птицы парят как аэропланы, не двигая крыльями, и Лилиенталь летает на аэроплане, не имеющем подвижных частей; только птицы приобретают необходимую начальную скорость несколькими взмахами крыльев перед началом парения, а Лилиенталь бросается с своим снарядом на волю ветра с разбега, которым и приобретаешь начальную скорость. Аэроплан Лилиенталя имеет только 14 кв. м поверхности и состоит из 2-х частей, между которыми на трапеции помещается воздухоплаватель.

Фиг. 3

Спускаясь с довольно высокого холма или с башни, стоящей на этом холме, Лилиенталь не только пролетал в близком расстоянии от земли более 200 метров по горизонтальному направлению, но иногда и поднимался вверх. Оказалось, что такие полеты на аэроплане Лилиенталя требуют некоторого упражнения, как езда на велосипеде. Лилиенталю неоднократно случалось спасаться от падения простым отклонением своего тела или вытягиванием ног, и, наоборот, неверное движение может быть гибельным. Работы и опыты Максима, Вельнера, Ланглея и в особенности Лилиенталя дают надежду, что задача об управляемых летательных машинах будет решена. Л. птиц и насекомых с большим успехом изучается французским академиком Мареем помощью весьма остроумных приборов и получением ряда весьма быстро следующих один за другим фотографических снимков с летящей птицы или насекомого. Профессор Н. Е. Жуковский при помощи математического анализа исследовал парение птиц и доказал, что подниматься вверх одним парением, не производя ударов крыльями, птица может только при существовании ветра. Ср. "Zeitschrift für Luftschipfahrt", издаваемый в Берлине с 1881 г.; "Aéronaute", "Aérophile"; Liliental," Der Vogelflug als Grundlage des Fliegekunst"; Жуковский: "О парении птиц" ("Труды Отдел. Физ. Наук Имп. Общ. Люб. Естествознания"). Статьи Поморцева, в "Инж. Журнале".

Н. Д.