Электричество для воздушного передвижения

Термин электричество происходит от слова электрон (прежнее название янтаря). Особые свойства магнита и янтаря считались до XVII века принадлежностью тел по их природе. Такие тела почитались носителями «магнитной жидкости». Магниту и янтарю приписывали многие чудесные свойства, которые некоторые изобретатели и фантазеры хотели использовать и для целей летания.

Английский ученый Джильберт впервые установил в 1600 г., что электрические свойства присущи телу не по его органической природе, а по известному его состоянию. Столетием позднее были изучены свойства электричества, возникающего от трения, что привело в середине XVIII века к созданию электростатической машины со стеклянным диском (франклинова машина). В те же годы Франклин открыл атмосферное электричество, а немец Клейст соорудил первый электрический конденсатор, сохраняющий до сих пор название лейденской банки (по гор. Лейдену, где были изучены и описаны свойства этого прибора).

Несколько позже, в 1780 г., за три года до опытов братьев Монгольфье, итальянский профессор медицины Гальвани впервые обнаружил при знаменитых опытах с лягушками проявление «гальванической жидкости»; продолжительные исследования этого явления привели к открытию гальванического тока и особого животного электричества. Несколько позднее, в конце эпохи промышленного переворота, была обнаружена связь между электричеством и магнетизмом. Наконец, в тридцатых годах XIX века английский самоучка Фарадей сделал гениальное открытие, установив тождественность всех видов электричества. На этой базе зародились электромагнитные машины двух типов:

1. динамомашины, как генераторы, вырабатывающие электроэнергию для промышленных целей;
2. электродвигатели, т. е. машины, превращающие электрический ток в механическую энергию.

Выросла новая отрасль техники — электротехника, которая произвела третью техническую революцию (после машинизации производства и внедрения паровой техники). Так, во второй половине XIX века промышленность получила новый мощный вид энергии — электроэнергию. Паросиловое хозяйство в промышленности было вынуждено шаг за шагом уступать ведущую роль электричеству, так как применение последнего облегчало многие задачи в энергетике, давая значительные экономические и производственные выгоды. Параллельно с этим электричество стали применять в конце XIX века и на транспорте; появились городские трамваи, электрифицированные железные дороги и средства безрельсового передвижения.

В области летания электричество долгое время не сулило никаких выгод. Но появление электричества на земном транспорте заставило подумать о том, нельзя ли его использовать и для воздушного передвижения.

Разработкой такой идеи занялся одним из первых молодой русский изобретатель А. Н. Ладыгин.

В конце шестидесятых годов он сменил офицерский мундир на рабочий костюм молотобойца и слесаря и после практики на Тульском заводе с головой ушел в изобретательство, увлекшись проблемой летания. Но подобно своему современнику Яблочкову, изобретателю электрической свечи, до сих пор носящей его имя, Ладыгин тоже не нашел признания у себя на родине и в начале 1870 г. уехал искать счастья во Францию. Там проект его «электролета» встретил одобрение. Заручившись лестными отзывами компетентных людей, он нашел и капиталистов, готовых субсидировать его работы. Но дело расстроилось вследствие Франко-прусской войны и разразившегося затем кризиса. Не получив денег, Ладыгин вернулся в Россию, где начал работать над электрической лампочкой накаливания, которую он проектировал установить на своем воздушном судне. До осуществления же самого «электролета» дело не дошло.

Но во Франции мысль Ладыгина оставила ростки. Ею скоро практически занялись «просвещенные воздухоплаватели» братья Тиссандье и начальник учрежденного в 1871 г. Шале-Медонского воздухоплавательного парка Шарль Ренар.

Братья Тиссандье, взяв в 1881 г. патент «на применение электричества в воздушной навигации», имели в виду преимущества электрического двигателя на аэростате сравнительно с двигателями паровыми или газовыми. Главнейшая выгода ими усматривалась в отсутствии огня при электричестве и выброса продуктов сгорания, а стало быть, пожарная опасность тоже отсутствует. Ко всему прочему, если нет сжигаемого топлива, то полетный вес аэростата практически остается неизменным, что тоже важно, так как не приходится принимать особенных мер в целях соблюдения статического равновесия.

Летающая модель электрического аэростата длиной 3 и 1/2 м удачно демонстрировалась братьями Тиссандье на Парижской выставке 1881 г. А через два года оба они испытывали в полете аэростат объемом 1060 м3. В постройке этого аэростата конструкторы использовали уже не малый свой опыт и богатый опыт Дюпюи де Лома. В проектирование и установку электрооборудования пригласили лучших специалистов. Электромотор построил изобретатель Труве — (типа Сименса) мощностью в 1,5 л. с. и для питания его из 24 элементов гальваническую батарею, а бывший часовщик Виктор Татэн сделал проект двухлопастного пропеллера.

Гондола аэростата братьев Тисандье с электромотором в 1,5 л. с. (1883 г.).

При испытании 8 октября 1883 г. аэростат с трудом держался на месте при встречном ветре скоростью 3 м/сек. Значит, его скорость не превышала 11 км/час. Разумеется, такая скорость не была достаточной, и даже при слабом ветре изобретатели вернуться в пункт отправления не смогли. При втором испытании, аэростат развил скорость уже около 4 м/сек, но, конечно, было мало и этой скорости.

Лучших результатов добился капитан Шарль Ренар, построивший воздушное судно в военно-воздухоплавательном парке совместно со своим помощником капитаном Кребсом. Деньги на постройку были отпущены военным ведомством.

Второй дирижабль с электромотором, названный «Францией», имел удлиненную, веретенообразную оболочку, с толстым концом впереди, как было в модели Жюльена. Для неизменяемости формы баллона гондола была сделана в виде длинной деревянной фермы, подвешенной к поясу на оболочке. Громадный винт, диаметром 7 м, был установлен на носу гондолы. На подвеске сзади баллона был подвешен руль поворотов. Руля высоты не было. Положение продольной оси регулировалось перемещением груза в гондоле. Легкая аккумуляторная батарея, изготовленная капитаном Кребсом, питала электромотор мощностью около 8 л. с.

Во время первого испытания 9 августа 1884 г. «Франция» самостоятельно вернулась после 23-минутного полета обратно в свою гавань. Такого случая в истории воздухоплавания ни разу не было, и потому успех Франции» сделался триумфом. Но уже при втором полете аэростат спустился не дома, а в поле. Правда, корабль держался в воздухе, на месте при ветре скоростью 6 м/сек, но двигаться вперед против такого ветра он не мог.

Были приняты меры к увеличению скорости аэростата. Поставили улучшенный мотор. С ним «Франция» сделала две успешные прогулки в безветренный день 8 ноября того же года, благополучно возвращаясь оба раза домой. Изобретатели продолжали совершенствовать свой корабль, и в следующем году он сделал еще три полета по замкнутой кривой, отважившись один раз летать даже над домами Парижа. В эти полеты аэростат нес на себе экипаж из трех человек.

Успех с внешней стороны был бесспорный — воздушное судно оказалось хозяином своего маршрута, а не безвольным поплавком, каким оно было до сих пор. Но… это было лишь очень слабым приближением к тому, что требовалось для одоления стихии. Собственная скорость «Франции» была 6 и 1/2 м/сек, или 22 км/час. Практически это позволяло аэростату очень редко показываться в воздухе, так как, например, по статистике для Парижа лишь в течение 50 дней в году ветер имеет скорость не более 6 м/сек. Другими словами, в среднем для «Франции» были запретными для полетов каждые шесть дней в неделе!

Такие результаты были достигнуты при наличии электросиловой установки, которая при мощности в 9 л. с. весила свыше 600 кг (67 кг на 1 л. с.). Да! Это было тяжело. Оказывалось, что и электричеству еще не под силу бороться с ветрами!

Но люди не складывали оружия. Слишком большие выгоды сулил управляемый аэростат во многих областях, особенно на войне.

Французское военное ведомство ассигновало новые средства. Ренар и Кребс занялись постройкой нового дирижабля, значительно больших размеров — «Генерал Мёнье». Эта постройка велась совершенно секретно, но до испытания аэростата дело не дошло. Видимо, было еще рано строить настоящие воздушные корабли.

Приходилось ждать.