Передвижение и транспорт        29 октября 2016        104         0

Сферический аэростат физика Шарля

Итак, «воздухоносная машина» братьев Монгольфье благополучно проплыла по воздушному океану с первыми отважными людьми. При этом воздухоплаватели нисколько не пострадали ни от удушья, ни от других напастей, которых многие так опасались. Конечно, такое же воздушное плавание должен был сделать и соперник монгольфьера, шарльер, иначе он потерял бы в глазах современников всякую ценность.

Профессор Шарль стал готовиться к полету с конца октября, собрав опять по подписке 10000 франков на постройку такого шара, который поднял бы двух человек. Задача конструктора была теперь много сложнее, чем в первый раз, когда делался только один пузырь. Нужно было надежным образом подвесить «лодочку» с людьми под легкой оболочкой и придумать средства для управления высотой. В монгольфьере оба эти вопроса решались гораздо проще. Большие размеры баллона позволяли крепить галлерейку непосредственно к усиленной нижней части оболочки, а простое регулирование сгорания топлива позволяло воздухоплавателям осуществлять подъем и спуск. При баллоне, наполненном водородом, нужны были другие технические решения, так как размеры оболочки были много меньше.

aleksandr-sharl

Физик Жак Александр Шарль (1746—1823 гг.).

Вот тут-то Шарль и проявил свои изобретательские и конструкторские способности, которые дали знаменитому Франклину полное право назвать его «нянькой аэростата». В первом же аэростате, спроектированном и построенном для подъема людей, Шарль предусмотрел и технически разработал основные моменты конструкции и способы управления воздушным шаром, применяющиеся и до настоящего времени. В этом — громадная заслуга Шарля и его сотрудников бр. Робер.

Для соединения с баллоном «лодочки», или «гондолы», предназначенной для вмещения людей, Шарль применил сетку, которая облегала все верхнее полушарие. На стропах (веревках), отходящих от сети, и была подвешена гондола. Вся тяжесть нагрузки, таким образом, по большой поверхности распределялась равномерно.

Необходимо было обеспечить возможность для водорода свободно расширяться или при уменьшении давления снаружи выходить из шара. Ведь иначе шар разорвется, как первый изготовленный баллон. Эту задачу Шарль правильно решил, оставив внизу баллона открытое отверстие для сообщения с наружным воздухом. Поскольку водород много легче воздуха, он не будет выходить из баллона через отверстие внизу шара, пока не будет давления изнутри. Так появился аппендикс, т. е. открытый шланг, или рукав, сообщающий с атмосферой шар. У нас этот придаток правильно называли раньше отдушиной.

Для выпуска газа частично из баллона, по просьбе пилота, вверху Шарлем был устроен клапан, или захлопка, как его называли раньше в России. Клапан представляет собой кольцо, венчающее верхний полюс баллона, в которое плотно входит диск в виде тарелки или две полукруглых створки. Такие захлопки открываются клапанной веревкой, спускающейся через внутренность шара в гондолу, а закрываются сами собой, пружинами или резиновыми шнурами. Позволяя выпускать излишек газа при сильном повышении давления внутри шара, клапан служит для приостановки подъема, для спуска в нижние слои атмосферы или на землю; ясно, что с истечением газа наружу подъемная сила аэростата уменьшается, и он снижается.

С целью увеличения подъемной силы аэростата для набора высоты, приходится уменьшать нагрузку. Так сделать проще, чем раздобыть откуда-то новое количество газа для прибавления к уже имеющемуся. Поэтому Шарль предусмотрел наличие в гондоле балласта, т. е. груза, который берется в полет единственно для того, чтобы его можно было потом выбрасывать по мере надобности. В качестве балласта Шарль использовал сухой просеянный песок в мешках. До сих пор это наиболее распространенный вид балласта в воздухоплавании.

Якорь являлся еще одним предметом снаряжения и нужен был для облегчения посадки на землю.

Шарль назначил свой полет на последние числа ноября. Местом подъема был выбран дворцовый парк Тюильри, где заблаговременно было организовано газодобывание. Для ускорения процесса добывания водорода оборудовали двадцать пять бочек и расставили их по кругу. В них должен был выделяться водород, который по трубкам собирался в одну бочку, стоявшую посредине. Перед поступлением в оболочку аэростата водород предварительно омывался водой, так что к приемному шлангу он поступал несколько очищенным.

Конечно, и в этом случае не все шло достаточно гладко. Не сразу была найдена та наилучшая пропорция серной кислоты и железных опилок, при которой газодобывание протекает наиболее быстро. Раз случилось даже серьезное происшествие — взорвался газ в одной из бочек; только своевременным выключением этого звена из всей батареи удалось предотвратить большую катастрофу. Все же газодобывание было закончено за четыре дня. Аэростат объемом около 400 м3 (диаметром 9 м) был готов и ожидал своих седоков.

1 декабря Тюильрийский парк был переполнен народом. Ожидающие оживленно обсуждают, состоится полет или нет. Ведь его уже два раза откладывали, и вот опять говорят, что еще нет разрешения от короля. Особенно волнуются те «болельщики», которые заранее оплатили свои входные билеты и делали взносы на дополнительные расходы.

Вдруг к месту, где стоял снаряженный аэростат, прискакал королевский курьер. Толпа в нетерпении волнуется, а через минуту слышится ропот… «Король не позволяет, чтобы полетели Шарль и Робер; он слитком высоко их ценит и не хочет подвергать риску их жизнь. Полиции дан приказ не выпускать обоих в воздух».

Но Шарль не из таких людей, которых можно легко сбить с занятой позиции!

— Король владеет моей жизнью, но не волен распоряжаться моей честью, — заявляет он. — Я имею обязанность перед тысячами горожан, что те деньги, которые собрали по подписке, будут потрачены на подготовку к полету при моем личном участии. Народ поверил мне, и обмануть их я не могу. Если королю повиноваться я обязан нарушив свое обещание, то лишившись чести мне не останется иного выхода, как лишить себя и жизни… Так кому от этого будет легче?..

Дело было улажено только после длинных переговоров: один из членов королевской семьи, присутствовавший на месте, взял на себя ответственность и дал полиции распоряжение не чинить больше препятствий к полету.

Желая воздать должное заслугам Монгольфье, Шарль сделал жест вежливости в его сторону. Для возможности определения направления ветра перед самым подъемом нужно было пустить в воздух маленький баллон. Держа шарик за шнур и подавая его Этьену Монгольфье, находившемуся среди почетных гостей, Шарль торжественно сказал: «По праву путь в небеса должны открыть нам вы!» И пробный шар был выпущен из рук смутившегося изобретателя.

После напутствий, пожеланий и туша воздухоплаватели сели в гондолу, имевшую форму колесницы, и поднялись под громкие клики толпы, вознагражденной за свое долготерпение невиданным зрелищем… Люди полетели!!!

polet-sharla-i-robera

Свободный полет Шарля и Робера 1 декабря 1783 г.

Шарль оставил собственноручное описание первого воздушного путешествия на аэростате, наполненном водородом, — того исторического подъема, который открыл длиннейшую серию свободных полетов, не прекращающуюся и до сих пор. Вот его слова, под которыми охотно подпишутся все те, кто хоть однажды плавал «под пузырем»:

«Никогда и ничто не сравняется с тем блаженством, которое мною овладело, когда я стал чувствовать, что от земли ухожу; это не было лишь удовольствием, это было счастьем. Такие яркие ощущения можно испытывать только когда ты на воздушном шаре в свободном полете!»

Шарль и Робер быстро освоились с несложным управлением аэростатом и спокойно неслись в потоке воздуха, любуясь панорамой. Экономя балластный песок, они прежде всего стали выбрасывать для поддержания высоты излишние запасы продовольствия и одежды, которыми их обильно снабдили в дорогу друзья. В некоторых местах, пролетая низко, они вступали в переговоры с поселянами. Так прошло два часа.

spusk-sharla-i-robera

Промежуточный спуск при полете Шарля и Робера 1 декабря 1783 г.

В 40 км от места подъема они удачно спустились на полянке и конечно немедленно были окружены толпой крестьян, которые бежали за аэростатом, — по выражению Шарля, — как дети за бабочкой. Затем подоспели некоторые парижане; они верхом скакали следом за воздушным шаром. Не выходя из своей колесницы, воздухоплаватели беседовали с друзьями, рассказывая о своих впечатлениях. Был составлен и подписан протокол. И друзья хотели уже тащить воздушных путешественников в охотничий домик для отдыха и праздничной трапезы, как Шарль решительно заявил, — это было обдумано им в пути, — что его полет еще не закопчен…

— Как не закончен?

— Ну да, я полечу еще…

— Как? Куда? С кем? Надолго ли?

— Лечу один… Если позволите, на полчаса… А куда — всё с тем же ветром: он хозяин…

Окружающие держали гондолу за борта. Робер вышел. По просьбе Шарля стали искать на месте песок, землю или хотя бы камни, чтобы возместить нагрузку вышедшего пассажира и пополнить балласт (в гондоле оставалось не больше 2 кг песку). Но, увы, ничего подходящего поблизости найти не могли. А так как солнце уже скрывалось за горизонтом, то Шарль, не задумываясь серьезно над последствиями своей поспешности, решил подняться с той нагрузкой, какая была. Условившись с людьми, державшими колесницу, чтобы они сразу отпустили ее по команде, он дал сигнал: «Пускай!»

Аэростат, имея избыточную сплавную силу около 60 кг, свечкой взмылся вверх и остановился только на высоте около 3000 м, где одинокий воздухоплаватель потерял из виду даже и землю… Можно охотно поверить, что именно эти жуткие минуты омрачили восторги Шарля, испытанные в первой половице путешествия, и послужили причиной того, что первый полет оказался для него и последним; в дальнейшем при всех соблазнах, которые перед ним открывались, он больше не пускался в воздух ни одного раза…

Но надо отдать Шарлю должное. Несмотря на кучу трудностей и волнения, связанные с заботами о целости оболочки, которая так сильно выполнилась газом на большой высоте, что водород сильной струей выходил через аппендикс, невзирая на то, что температура с +7° упала до —5°, Шарль непрерывно вел наблюдения, записывая их в тетрадку.

Пробыв в воздухе назначенные им полчаса, он благополучно спустился, сев почти при полном штиле в 5 км от места промежуточной остановки.

Так закончилось это историческое испытание, всецело оправдавшее расчеты и целесообразность конструкции аэростата физика Шарля.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *