История полётов
Валерий Грумондз
АкадемКласс
В книге в занимательной и доступной форме описаны наиболее интересные этапы истории полетов, пути развития воздухоплавательной, авиационной и космической техники, физические принципы полета летательных аппаратов различных типов, трудности, которые приходится преодолевать человеку при создании новой техники.
Книга призвана расширить общий кругозор школьников, пробудить в них интерес к изучению нового, к решению научных и технических задач.
В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.
Валерий Грумондз
История полётов
© Грумондз В.Т., 2017
© Смирнов И.Л., иллюстрации, 2017
© ФГУП Издательство «Наука», серия «Академкласс» (разработка, оформление), 2017
© Редакционно-издательское оформление. ФГУП Издательство «Н ау к а», 2 017
Предисловие
Человек всегда мечтал подняться в небо. Трудно сказать, что влечет его к полету. Может быть, жажда свободы? Путь ввысь как будто прост и легок, и все же – недоступен для человека.
Каждый, кто хотя бы раз летал во сне, знает, как это прекрасно. В этих снах мы ощущаем странную легкость. Это – как выход за пределы возможного, как бегство из плена.
Мечтой о полете пронизаны лучшие сказки нашего детства – «Летучий корабль» и многие другие. Но наяву… Наяву полететь не так-то просто. Тысячи лет людям это не удавалось.
Сегодня известны три способа полета. Все они основаны на использовании различных устройств, потому что сам по себе человек летать пока не умеет.
Первый способ полета – с помощью воздушных шаров или дирижаблей. Такие аппараты называются аэростатическими. Второй – с помощью крыльев и винтов. В этом случае аппарат поддерживают в воздухе аэродинамические силы. Третий способ основан на принципе реактивного движения. Так летает ракета. Ей вообще не нужна никакая поддержка со стороны воздуха или другой среды.
Обо всем этом написано в книжке. Она состоит из трех частей. В каждой рассказано о каком-нибудь одном из этих способов, о тех трудных и опасных путях, которые прошли люди, прежде чем им овладеть, и о тех победах, которых они добились сегодня.
Итак, в путь!
Легче воздуха
Несколько видов движенья
разрешены дирижаблю:
взлет и посадка, сниженье,
невозмутимый полет.
В небе высоком над нами
он пролетает державно,
тихо болтает ногами,
греет на солнце живот.
Почему взлетает воздушный шар
Более двух тысяч лет назад великий греческий ученый Архимед открыл замечательный закон природы: вода поддерживает всякий предмет, погруженный в нее, да так, что он иногда даже всплывает на поверхность. Это легко проверить, если взять резиновый мяч и опустить его в ведро с водой. Мяч всплывает.
Архимед догадался, от чего зависит выталкивающая сила. Легенда говорит, что открытие произошло, когда он однажды погружался в ванну и наблюдал за выливавшейся через край водой. Восторг ученого был так велик, что он выбежал на улицу с криком «Эврика!», то есть «Нашел!».
Много времени прошло, прежде чем люди поняли, что открытому Архимедом закону подчиняются предметы, находящиеся не только в воде, но и в воздухе. Их тоже можно назвать плавающими, но только в воздухе. Отсюда и пошло слово «воздухоплавание». Конечно, не все тела и предметы взлетают в воздух сами собой – точно так же, как и не все тела всплывают в воде подобно мячику. Для этого они сами должны быть легкими. Про них так и говорят: «легче воды» или «легче воздуха».
Первые успехи
В 1740 году в маленьком французском городке Аннонэ родился Жозеф Монгольфье. Ему и его младшему брату Этьену суждено было стать изобретателями воздухоплавания. Еще мальчишками братья без конца что-нибудь мастерили, помогали отцу работать на небольшой фабрике. Повзрослев, они отправились учиться в Париж.
Денег было мало, и они путешествовали пешком. Жозеф изучал физику и химию, Этьен – архитектуру. Вернувшись в родной город, братья продолжали работать на своей фабрике. Но их общей мечтой стали воздушные полеты. Несколько лет братья готовились к ним, изобретали летательный аппарат.
И вот 5 июля 1783 года, всего около двухсот пятидесяти лет назад, состоялся первый в истории полет воздушного шара.
На главной площади своего родного городка братья развели жаркий костер. Горячим дымом они наполнили большой мешок. Он был сшит из холста и оклеен бумагой – чтобы горячий воздух не выходил сквозь него наружу.
Когда оболочка наполнилась целиком, собравшиеся зрители увидели перед собой громадный шар высотой почти с четырехэтажный дом. Он был немного похож на бочонок с открытым узким дном. Через это отверстие и входил внутрь горячий дым.
Как же все были изумлены, когда шар поплыл в воздухе, поднимаясь все выше и выше! Говорят, что поднялся он тогда на высоту в два километра, а приземлился за несколько километров от места взлета.
Баран, утка и петух
Примерно в то же самое время тридцатисемилетний парижский профессор химии Жак Александр Шарль задался вопросом: а что, если для наполнения шара вместо горячего дыма использовать какой-нибудь легкий газ, например, водород? Ведь он в 14 раз легче воздуха! Вот и будет легкий шар всплывать в воздухе, как резиновый мячик в воде!
Оставалось только сделать прочную непроницаемую для газа оболочку и добыть нужное количество водорода. Здесь-то Шарлю и пригодилось знание химии – науки, которая делала тогда лишь первые шаги. Он взял большую прочную деревянную бочку, насыпал в нее железных опилок, налил воды и серной кислоты. От этого внутри бочки начал выделяться водород. А чтобы газ легко мог перейти в баллон, была сделана специальная соединительная трубка.
27 августа 1783 года в Париже, на Марсовом поле, состоялся испытательный полет. Десятки тысяч парижан пришли посмотреть небывалое зрелище. Шар поднялся, быстро унесся прочь, подхваченный ветром, и приземлился в окрестностях Парижа.
Тем временем в Париж приезжают и братья Монгольфье. Четверо суток они вместе с помощником шьют свой «бочонок». Наконец 19 сентября он отправляется в полет.
Трудно догадаться, кто первым из живых существ, не умеющих летать, поднялся в воздух. Это был баран. Правда, с ним вместе в специальных клетках поднялись утка и петух, но те-то могут взлететь и сами по себе, так что в счет не идут.
Это было первое на свете воздушное путешествие. Оно продолжалось целых восемь минут. Животных пустили первыми потому, что никто не знал, что ждет человека на высоте.
Но теперь можно было попробовать полетать и людям.
Полет в неизвестность
И вот через два месяца состоялся первый в истории полет людей на воздушном шаре. Ими были Пилатр де Розье и маркиз Д’Арланд. Рискуя жизнью, они отправлялись в опаснейшее путешествие.
Вначале по приказу короля предполагалось послать в полет двух преступников, приговоренных к казни. Король считал, что их все равно не жалко, даже если и погибнут. А в случае успеха обещал помиловать их и отпустить на свободу. Но Пилатр и Д’Арланд хотели быть обязательно первыми. В конце концов они убедили короля, что лететь должны именно они.
Для путешественников была сплетена круглая корзина из ивовых прутьев, в центре которой находился очаг. В него для поддержания огня воздухоплаватели подбрасывали солому. Под грохот пушечного салюта и крики огромной толпы они поднялись в воздух, ветер подхватил их, и скоро они скрылись из виду.
Но полет оказался недолгим. Пламя то угасало, то ярко вспыхивало, постепенно оболочка прогорела в нескольких местах, так что уже через двадцать минут пришлось искать место для приземления. К счастью, при посадке никто не пострадал.
Соперники
Профессор Шарль счел своим долгом ответить на вызов. И он придумал такую удачную конструкцию воздухоплавательного аппарата, которая использовалась много лет почти без изменений.
Ему пришла в голову мысль брать с собой в полет балласт. Балластом могут служить любые тяжелые предметы, которые не жалко выбросить за борт. Чаще всего это небольшие мешки с песком или свинцовой дробью. Представьте себе, что воздухоплаватель решил подняться повыше. Тогда он выбрасывает мешок за борт корзины, аппарат облегчается и, конечно, устремляется вверх.
Был на аппарате Шарля и якорь – совсем как на обыкновенном корабле.
Полет состоялся 1 декабря того же 1783 года в парке Тюильри королевского дворца в Париже. Поначалу все шло хорошо. Шарль и его товарищ Робер поднялись в воздух и два часа плыли по ветру. Наконец балласт был израсходован. Аппарат плавно опустился на землю.
И тут случилось вот что: отважный Шарль решил взлететь еще раз, теперь уже один. Но как только Робер вылез из корзины, облегченный шар стрелой рванулся в небо. Он поднимался безостановочно до высоты почти в три километра. Стало совсем холодно. Шарль продрог до костей, но не растерялся и даже вел научные наблюдения. После полета он написал: «Никогда и ничто не сравнится с тем блаженством, которое овладело мною, когда я почувствовал, что ухожу от земли».
Монгольфье и Шарль так и остались соперниками. Изобретенные ими воздухоплавательные аппараты стали называться в их честь монгольфьерами и шарльерами, а вместе – аэростатами.
Первая трагедия в небе
Но не все было так гладко и празднично. История воздухоплавания знает и настоящие трагедии.
Через два года после своего первого подъема в воздух Пилатр де Розье задумал осуществить дерзкий замысел: перелететь из Франции в Англию через разделяющий их пролив Ла-Манш. Для этого он решил соединить в одном аэростате монгольфьер и шарльер. Изготовил большой баллон, наполнил его водородом, а под баллоном разместил монгольфьер цилиндрической формы, в нижней части которого должен был гореть огонь, согревающий воздух.
Все это неуклюжее сооружение поднялось над землей и поплыло в сторону пролива. Но водород очень легко воспламеняется, и потому авария была неизбежна.
Аэростат загорелся, а Пилатр де Розье упал и разбился вместе со своим спутником. Так погиб в полете первый в мире воздухоплаватель.
Это была первая трагедия в небе. А сколько их еще будет впереди…
Крылья и паруса
Итак, человек научился подниматься в воздух. Но аэростат оставался по-прежнему неуправляемым: куда ветер дует, туда он и летит вместе с ним, вместо того чтобы лететь туда, куда хочет воздухоплаватель.
И вот французский механик Франсуа Бланшар решил приделать к аэростату легкие крылья и паруса. Но справиться с ветром это не помогло. Крылья были слабы, непрочны и попросту ломались, когда Бланшар, сидя в корзине, пытался ими махать.
А паруса вообще никак не помогали управлению аэростатом. Причина тут вот в чем.
Известно, что ветер – это большие массы движущегося воздуха. Они увлекают шар с корзиной и людьми, а если уж есть паруса, то и с парусами, и летят с ними вместе, с одной скоростью, как единое целое. Поэтому как ни поворачивай паруса, укрепленные на аэростате, изменения направления полета не добьешься. Ведь воздух относительно них не движется, то есть ветер их попросту не надувает!
По той же причине в корзине летящего воздушного шара не чувствуется движения воздуха. Если, находясь в ней, зажечь свечу, пламя будет гореть ровно и не будет дрожать даже в сильный ветер. Конечно, если он дует без порывов, в одном направлении.
Совсем другое дело, если корабль плывет по морю. Здесь ветровой поток движется быстрее, чем плывет корабль. Поэтому ветер надувает паруса, давит на них, а через них действует и на весь корабль. Отклонишь паруса – изменится и курс корабля.
Навстречу опасностям
Жизнь Бланшара была полна приключений. Да другой он для себя и не желал. Им владела неудержимая страсть к полету. Изобретательность и находчивость Бланшара, казалось, не знали границ. Он придумал парашют и однажды сбросил на нем из корзины аэростата свою собаку, которая спустилась на землю вполне благополучно.
В другой раз был израсходован весь балласт, но аэростат продолжал стремительно падать. Тогда Бланшар ухватился за сетку, покрывавшую баллон, и обрезал ножом веревки, на которых висела корзина. Получилось, что оторвавшаяся корзина сыграла роль балласта. Жизнь отважного воздухоплавателя была спасена.
Но главным по тем временам подвигом Бланшара был перелет через пролив Ла-Манш. На середине пути, над бушующими волнами пролива, Бланшар и его спутник Джеффри, чтобы облегчить аэростат и добраться до берега, выбросили за борт не только балласт, но и одежду. Вот было зрелище, когда они полуодетые приземлились на французском берегу!
В честь этого перелета на месте посадки был установлен памятник, а сам аэростат помещен в соборную церковь французского города Кале.
Трагической оказалась судьба жены Бланшара Марии. Шестьдесят семь раз она поднималась в воздух на аэростате. Но однажды случилось несчастье. Во время вечернего фейерверка, находясь в корзине аэростата, Мария пускала ракеты, какие пускают и сейчас, когда устраивают салют. От одной из них аэростат загорелся и упал. Мария погибла.
Аэростат отправляется на войну
Как только был изобретен аэростат, родилась мысль использовать его на войне. Так, к сожалению, почти всегда случается с новыми изобретениями и открытиями.
В 1789 году во Франции произошла революция. Вслед за ней началась война между Францией и сразу несколькими европейскими государствами. Французы решили применить аэростаты для наблюдения за передвижением противника на поле боя, то есть для воздушной разведки.
Чтобы аэростат не унесло ветром, его держали на привязи. До сих пор такие аэростаты называются привязными.
В корзине сидели два наблюдателя. С высоты 500 метров они видели местность вокруг очень далеко. Донесения сбрасывались сверху в специальных мешочках с песком, к которым привязывали длинные цветные ленты – чтобы легче можно было определить место падения посылки на землю.
Через много лет, в середине XIX века, австрийская армия использовала аэростаты, чтобы сбрасывать бомбы на осажденную Венецию.
Бомбы подвешивали на веревке к шарам вместо корзин и дожидались попутного ветра. Потом поджигали веревку и запускали аэростат так, чтобы его путь пролегал через город. Когда веревка догорала, бомба падала вниз. Требовалось, конечно, выбрать длину веревки такой, чтобы в это время аэростат находился прямо над городом.
Легко представить себе ужас жителей, которые видели приближающиеся по воздуху шары, несущие смерть и разрушение. Тем более что, стоя на земле, трудно было точно определить направление их полета.
Во время Великой Отечественной войны использовались привязные аэростаты. Их поднимали в воздух, чтобы помешать вражеским самолетам летать над нашими городами и бомбить их.
Летать, чтобы знать
Сразу же после изобретения аэростата людям пришло в голову использовать его и для изучения воздушного пространства, окружающего нашу планету.
И вот 15 апреля 1875 года трое французских ученых – Тиссандье, Кроче-Спинелли и Сивель – отправились в исследовательский полет на аэростате «Зенит». Они решили подняться как можно выше. Им хотелось понять, что чувствует человек высоко над землей.
Они поднялись на громадную высоту – восемь с половиной километров. Для двоих из них этот полет оказался последним. Единственный оставшийся в живых воздухоплаватель, Тиссандье, записал, что на большой высоте тело человека ослабевает, но он испытывает необычайную беспричинную радость.
Люди не сразу поняли, что чем выше над землей, тем меньше в воздухе кислорода, который необходим человеку для жизни. Товарищи Тиссандье погибли как раз от недостатка кислорода. Сам Тиссандье чудом остался жив.
Дирижабли графа Цеппелина
Все попытки первых воздухоплавателей справиться с ветром были неудачными. До тех пор, пока не появился дирижабль.
Чем же отличается дирижабль от аэростата? Дирижабль в переводе с французского означает «управляемый». Но как можно добиться управляемости? Конечно, с помощью двигателей и рулей. Двигатель вращает винт, винт отталкивается от воздуха и тянет дирижабль вперед, а небольшие повороты хвостовых рулей отклоняют курс дирижабля вправо или влево.
И здесь надо рассказать о Фердинанде Цеппелине, который построил так много дирижаблей, что даже сами дирижабли стали называть по его имени – цеппелинами.
Он родился в 1838 году и до 50 лет вообще не интересовался никакими техническими изобретениями. Он был кавалерийским генералом, воевал в Америке и Франции и после окончания службы мог бы спокойно доживать свой век в каком-нибудь тихом месте.
Но его захватила мысль построить дирижабль. И не просто дирижабль, а настоящий могучий воздушный корабль, который не боялся бы никакой непогоды, никаких ветров.
Вся оставшаяся жизнь графа Цеппелина прошла в непрерывном и героическом труде. Он верил в свое дело и отдал ему все силы, время, все имевшиеся у него деньги.
Удача пришла к нему в 70 лет. На огромном дирижабле своей конструкции Цеппелин за полдня облетел Швейцарию. Это была настоящая победа.
В Германии цеппелины стали строить один за другим. Был построен целый воздушный флот. Цеппелины совершали сверхдальние полеты, перевозили пассажиров из Берлина в Нью-Йорк и обратно.
Весь путь от Берлина до Нью-Йорка дирижабль проделывал за двое с половиной суток, а за девять лет полетов опоздал к месту назначения всего несколько раз! Лететь в нем было очень удобно и весело. Все равно что плыть по морю на большом корабле. Ночью пассажиры спали в двухместных каютах, а днем гуляли по специальной смотровой галерее на нижней палубе. Окна здесь были наклонные, так что можно было видеть землю, проплывающую прямо у тебя под ногами.
К полюсу
Людям хотелось летать все выше, все дальше, чтобы лучше узнать окружающий мир. Самые отважные из них стали готовиться к полетам в Арктику и к Северному полюсу.
Интересно: когда об Арктике совсем ничего не было известно, существовала легенда, что на севере, среди высоких гор, лежит теплая и счастливая страна.
Первыми к полюсу отправились шведские воздухоплаватели на аэростате «Орел». Это произошло 11 июля 1897 года. Андрэ и Френкель были инженерами, Стринберг – ученым-физиком.
Они хорошо подготовились к перелету через полюс, постарались учесть все. Только ветер учесть было нельзя. И он подвел их.
Сначала он дул в нужном направлении, и аэростат летел прямо к полюсу. Но потом направление ветра стало меняться.
Три дня воздухоплаватели пытались исправить положение, но аэростат уже не мог лететь, даже низко. Ветер волочил его по льду, корзина с путешественниками билась о торосы.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/chitat-onlayn/?art=70480291) на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.