Циолковский. Его жизнь, изобретения и научные труды.: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Сравним дирижабль с самолетом. Первый плавает в воздухе, как рыба в воде; он держится в атмосфере и тогда, когда его моторы не работают. Самолет же может удерживаться в воздухе лишь до тех пор, пока исправно действует его двигатель, быстро неся его вперед; он подобен не рыбе в воде, а птице в воздухе. В случае порчи мотора самолета, летчик спешит снизиться на землю — иначе машина упадет сама и разобьется. Если же испортится мотор дирижабля, корабль продолжает плавать в воздухе и с остановленным двигателем. Это — не единственное преимущество дирижабля над самолетом. В смысле расхода горючего, например, воздушный корабль экономичнее аэроплана. Далее; чтобы взлететь вверх или спуститься, дирижабль не требует особо подготовленной для разбега площадки, какая необходима для самолета. Скорость дирижабля можно менять: он может плыть и быстро, и как угодно медленно, и даже совсем останавливаться, вися неподвижно в воздухе; самолет же при медленном движении падает вниз. Грузоподъемность дирижабля и радиус действия значительно больше, чем для самолета. Воздушный корабль, по сравнению с аэропланом, имеет более плавный ход и предоставляет своим пассажирам большие удобства (взять хотя бы отсутствие в его гондоле раздражающего шума моторов).

В противовес всему этому самолет берет верх над дирижаблем своей большей быстротой, раза в 1½ превышающей среднюю быстроту воздушного корабля. Еще важнее то, что аэроплан значительно дешевле дирижабля. Большой современный воздушный корабль стоит 2–3 миллиона рублей; стоимость же самолета — от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч. Помещения для самолетов (ангары) также гораздо дешевле помещений для дирижабля (эллингов). Эти преимущества, а, особенно, разнообразное военное применение самолетов выдвинуло их на первое место в современном воздушном транспорте. Между тем, для мирных целей, как средству сообщения на больших расстояниях, первенство безусловно должно принадлежать дирижаблям — при условии, что будет удешевлено их сооружение и усовершенствована их конструкция.

«Цеппелины» и их история

Самые совершенные воздушные корабли нашего времени — так наз. «цеппелины». У всех свежи еще в памяти недавние блистательные перелеты германского дирижабля «LZ 127», сделавшего 20-дневное кругосветное путешествие с 60 пассажирами, летавшего из Берлина через Испанию, океан и Ю. Америку в Нью-Йорк и обратно, — наконец, совершившего знаменитый арктический перелет через Ленинград к Северной Земле. Кто видел в Ленинграде, как низко над городом реял этот исполин в четверть километра длиной, тот по металлическому блеску его оболочки готов, вероятно, заключить, что цеппелин целиком сделан из алюминия. Это не верно: из алюминиевого сплава (дюралюминия) в нем только остов; оболочка же, обтягивающая «каркас», сделана из хлопчатобумажной ткани, пропитанной алюминиевой краской, от чего корабль и кажется металлическим.

Четкость движений и красота маневров «LZ 127», а главное — быстрота и успешное выполнение возлагавшихся на него разнообразных и трудных задач явно и неоспоримо доказали превосходные качества этого орудия транспорта. Между тем, когда впервые была высказана идея этого изобретения, ее встретили насмешками, как неосуществимую фантазию. Чтобы читатель потом правильно оценил заслугу Циолковского, как изобретателя дирижабля, надо напомнить историю первых цеппелинов.

Их изобретатель, кавалерийский офицер германской службы, рано вышедший в отставку в чине генерал-лейтенанта, граф Фердинанд Цеппелин, поставил целью своей жизни сооружение воздушного корабля. В его замыслах рисовался мощный воздушный крейсер, пригодный для глубокой разведки и могущий нести на себе большие запасы бомб для поражения неприятельской территории. Энергично приступает он к разработке идеи такого военного дирижабля и в 1895 г. представляет свой первый проект германскому императору. Однако, назначенная комиссия из специалистов признает проект невыполнимым, а самый дирижабль — практически бесполезным.

Изобретатель не падает духом. Человек довольно богатый (крупный землевладелец), имеющий обширные знакомства среди влиятельных людей, он учреждает для сооружения дирижабля акционерное общество с капиталом 800 тысяч марок, из которых 300 тысяч вносит из собственных средств. Вюртембергский король безвозмездно предоставляет место для постройки. Работа идет быстро, и в 1900 г. первый «цеппелин», 128 метров длиною, готов. Летая над Боденским озером, на берегу которого он был построен, дирижабль показывает удовлетворительные летные качества, но при спуске на воду терпит аварию. Это расхолаживает акционеров и общество распадается. В довершение неудач буря вскоре сносит и разрушает плавучий эллинг дирижабля. Не имея больше денежных средств, 63-летний изобретатель не опускает рук: он обращается с призывом к обществу. Организуется добровольный сбор денег (в котором участвует и вюртембергский король), и через несколько лет граф Цеппелин сооружает уже свой второй дирижабль. Торжество длится недолго: «цеппелин № 2» погибает в борьбе с бурей. Спустя год, неутомимый старик строит уже «цеппелин № 3» с более мощными моторами. Этому дирижаблю суждено было победить общее недоверие и сменить восторженным признанием прежнее насмешливое отношение к «полоумному швабу». Государство приобретает у Цеппелина его новый дирижабль за 2½ миллиона и отпускает изобретателю средства на дальнейшие опыты.

Достигнув восьмого десятка лет, настойчивый изобретатель торжествует полную победу и над стихией и над косностью людей. Отныне он мог быть спокоен за судьбу своего детища, столь недружелюбно встреченного при рождении. Он прожил еще около десяти лет и был свидетелем того, какие услуги оказали «цеппелины» его родине во время войны.

История Цеппелина и его дирижаблей рассказана здесь для того, чтобы читатель мог потом сопоставить с ней судьбу подобного же изобретения Циолковского.

Дирижабль Циолковского

Прежде, однако, чем говорить о судьбе дирижабля Циолковского, побеседуем о том, что представляет собою это изобретение. Не следует думать, что дирижабль Циолковского (проект которого, напоминаем, появился в печати раньше рукописного проекта первого цеппелина) тождествен с воздушным кораблем зарубежного изобретателя, отличаясь от него лишь второстепенными подробностями. Дирижабль Циолковского, при внешнем сходстве, принципиально отличается от воздушных кораблей существующих систем и имеет перед ними ряд важных преимуществ. Рассмотрим их по порядку:

«Цеппелин» состоит из металлического каркаса, обтянутого материей. Ему дается «хорошо обтекаемая» форма, т. е. такая, при которой он легко рассекает воздух, встречая с его стороны сравнительно небольшое сопротивление. «Однако, — замечает Циолковский, — форма эта сохраняется очень сложным, дорого стоящим металлическим каркасом. Достаточно взглянуть на иллюстрации цеппелиновских верфей с строящимся там каркасом, чтобы ужаснуться сложности и дороговизне сооружения. Каркас разделен проволочными сетками на 15–20 отделений, содержащих обыкновенные шары с гелием. Кроме того, там же помещаются мешки с горючим газом (для двигателей) плотности воздуха или меньше. И еще остается обширное пространство, занятое воздухом. Весь каркас обтянут одним или двумя слоями брезента».

Совершенно иначе должен быть устроен воздушный корабль по проекту Циолковского. Прежде всего это — дирижабль цельнометаллический, т. е. имеющий оболочку, целиком сделанную из металла (хромовой стали). Дирижабли со сплошь металлической оболочкой в последние годы стали уже на Западе (в Америке) строить, но по своей конструкции они заметно отличаются от дирижабля Циолковского и лишены большинства его достоинств.[16]

Основная особенность дирижабля Циолковского, отличающая его от жестких воздушных кораблей существующих систем, — та, что объем металлической оболочки его корабля легко изменяется, вследствие чего подъемная сила дирижабля остается постоянной.

Чтобы наглядно представить себе форму, какую Циолковский придает оболочке своего дирижабля, вообразите плоский чемодан, весьма удлиненный и суживающийся к краям. Оболочка целиком сделана из листов волнистого металла. Благодаря этой волнистости, а также вследствие шарнирного соединения боков с основаниями, дирижабль Циолковского, не имеющий каркаса, растяжим: он может свободно и безвредно изменять свой объем и форму в зависимости от давления наполняющего его газа и наружного воздуха.

«Изменение его формы и объема не сопровождается при этом образованием складок, неправильностей и увеличением сопротивления воздуха при поступательном движении воздушного корабля». Когда давление внутри дирижабля понижается, боковые стенки сжимаются; когда оно повышается, — бока раздаются, аэростат раздувается.

Другая особенность дирижабля — регулирование температуры наполняющего его газа. «Продукты горения из моторов устремляются в трубу, откуда часть их направляется внутрь оболочки по металлической трубе, нагревает легкий газ и самую оболочку и тогда уже выходит наружу. Прочая же часть продуктов горения направляется в другую трубу и выходит непосредственно в атмосферу. Заслонка, приводимая в движение рукою пилота, более или менее закрывает или открывает отверстие в одну из труб, открывая или закрывая в то же время отверстие другой трубы. Обыкновенно оба отверстия частью прикрыты, так что в оболочке устанавливается некоторая средняя температура, например в 30°; передвигая заслонку, эту температуру можно понизить до нуля (точнее — до температуры наружного воздуха) или повысить до 60°. Нагревание это и охлаждение ничего не стоят, так как совершаются продуктами горения, которые выбрасываются моторами, служащими для поступательного движения дирижабля». Изменения температуры газа, раздувая или сжимая оболочку, заставляют тем самым дирижабль подниматься или опускаться.

Не останавливаясь на второстепенных подробностях конструкции, отметим ценные преимущества дирижабля Циолковского:

1. Несгораемость. Ни в оболочке, ни в гондоле нет ничего воспламеняемого. «Газ (водород) сам по себе не дает взрывов, а только горюч. Если бы образовались небольшие отверстия в оболочке и случайно загорелся выходящий газ, то получился бы ряд спокойных огней, обращенных наружу, так как давление изнутри препятствовало бы воздуху входить в оболочку; смешения не будет, не последует и взрыва. Оболочка не загорится, не расплавится, а только будет гореть газ. Дирижабль будет спокойно снижаться, теряя понемногу подъемную силу». Как это не похоже на картину катастрофы и неизбежной паники при пожаре на современных дирижаблях, когда в несколько минут воздушный корабль охватывается пламенем и гибнет. Так было с дирижаблем Цеппелина в 1908 г., с итальянским дирижаблем «Рома», похоронившим в 1922 г. при взрыве 34 человека, и с английским дирижаблем «R 101», который в 1930 г. сгорел с 45 людьми. Опасность пожара на дирижабле существует всегда; он может возникнуть даже от электрической искры, вызванной трением или атмосферным электричеством. «Мягкие части шаров — говорит Циолковский — то сжимаясь, то расширяясь, трутся друг о друга и могут дать электрическую искру, зажигающую газообразное горючее. Огневые моторы, бензин или нефть, неосторожность команды или пассажиров также грозят гибелью от пожара».

Наполнение дирижабля вместо горючего водорода негорючим гелием вовсе не обеспечивает корабль от опасности воспламенения, так как в оболочке присутствуют запасы газообразного горючего, есть воздух и легко загорающиеся перепонки. От всего этого будет свободен дирижабль Циолковского.

2. Непроницаемость оболочки, отсутствие обмена газов через нее. Металлическому дирижаблю нечего опасаться потерять подъемную силу из-за утраты газа (неизбежно просачивающегося через неметаллическую оболочку). Поэтому «буря, ураган, вихри, непогода, невозможность спуска на землю — не страшны: всегда можно подняться в спокойные слои атмосферы, где хороша погода и безмятежно светит солнце. В этих высотах можно пробыть сколько угодно и спуститься в благоприятное время в благоприятном месте совершенно безопасно».

Напомним еще, что опасность воспламенения представляет не чистый водород, а водород, смешанный с кислородом воздуха.

3. Негигроскопичность металлической оболочки, т. е. неспособность ее напитываться влагой. Благодаря этому, воздушный корабль Циолковского не будет утяжеляться от дождя или от влаги в воздухе.

4. Долговечность. Железная оболочка, надлежаще обработанная, может служить неопределенно долго. «Металлические оболочки больших дирижаблей почти вечны».

5. Дешевизна. Железная оболочка раз в 50 дешевле прорезиненной ткани. А принимая во внимание большую долговечность, огнестойкость и т. д., надо признать металлический дирижабль дешевле в тысячу раз. «Перевозка грузов и людей на моих дирижаблях. — пишет Циолковский, — оказывается по расчетам в десятки раз дешевле, чем на железных дорогах и пароходах».

6. Прочность. Крепость материала допускает сооружение дирижаблей в 300 метров высоты! Такой дирижабль способен был бы поднять население целого города.

7. Блестящая поверхность металлической оболочки мало нагревается от солнца и меньше охлаждается от ночного лучеиспускания. Это имеет огромное значение: перемена температуры газа, наполняющего дирижабль, заставляет его то подниматься, то опускаться; чтобы этому противодействовать, приходится либо выпускать дорого стоящий газ, либо же выбрасывать балласт, которым, следовательно, надо запастись в достаточном количестве (это увеличивает мертвый груз дирижабля).

8. Подогревание газа. Мы уже говорили, как это достигается; здесь же отметим, что по указаниям изобретателя;

а) высокая температура увеличивает подъемную силу газа;

[16] В металлических (или, как их называют, жестких) дирижаблях существующих систем газ не наполняет непосредственно их оболочку, а заключен в особых газовых камерах из органического материала (сшитые кишки животных), находящихся внутри каркаса дирижабля. Объем и форма наружной оболочки жестких дирижаблей не меняется, этому препятствует прочный каркас.