Авиационная техника

Воздухоплавание

Авиационная техника в рассматриваемый период применялась лишь в военных, спортивных и научных целях, но еще не использовалась для перевозки пассажиров и грузов.

К 60-м годам в России был уже совершен ряд полетов на воздушных шарах зарубежной постройки. Военного применения аэростаты не имели. Однако интерес в русском обществе к воздухоплаванию был весьма велик, и военное ведомство, ознакомившись с опытом применения свободных и привязных воздушных шаров в американской войне 1861-1864 гг., обратило внимание на воздухоплавание.

В 1869 г. была образована специальная комиссия для обсуждения вопросов применения воздухоплавания к военным целям под председательством генерала Э. И. Тотлебена. Была освоена техника добывания водорода и светильного газа и построены первые воздушные шары (1870). В 1870-1872 гг. они испытывались в полевых условиях. Испробованы были и монгольфьеры, но без успеха. В целом была выяснена и осознана польза применения воздушных шаров. Однако к 1876 г. работа комиссии была свернута. Военное ведомство удовлетворилось наблюдательными вышками - подъемными лестницами, и в военном воздухоплавании наступил почти десятилетний перерыв.

С 1884 г., после русско-турецкой войны 1877-1878 гг., когда пришлось пожалеть об отсутствии воздушной разведки в русской армии, военное ведомство вновь серьезно занялось воздухоплаванием. В это же время возрос интерес к нему и в передовых слоях общества. В 1880 г. в Русском техническом обществе по инициативе Менделеева был образован VII (воздухоплавательный) отдел.

Занимаясь исследованиями верхних слоев атмосферы, Д. И. Менделеев высказал идею стратостата и дал эскиз управляемого дирижабля. В 1887 г. он сам, без спутников совершил подъем на воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения. Еще ранее, в 1879 г., он предложил способ хранения водорода в стальных цилиндрических баллонах под давлением 100-120 ат, а в 1880 г. издал книгу "О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании" [1] - одно из основных исследований, связанных с нуждами воздухоплавания, в котором на основе критического учета мирового опыта и собственных исследований автора выдвинуто много положений, подтвержденных в дальнейшем. Имея в виду этот труд Менделеева, Н. Е. Жуковский говорил: "Русская литература обязана ему капитальной монографией по сопротивлению жидкостей, которая и теперь может служить основным руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием или баллистикой" [2, с. 78].

К концу 70-х годов в России образовалась небольшая группа энтузиастов воздухоплавания (и вообще летания). В нее входили Д. И. Менделеев, М. А. Рыкачев, Н. Е. Жуковский, С. К. Джевецкий, А. Ф. Можайский, В. Д. Спицын, О. С. Костович и др. Был организован ряд полетов на воздушных шарах иностранной и отечественной постройки. При этом не менее пяти шаров построил в 1874-1880 гг. воздухоплаватель-самоучка из крепостных крестьян М. Т. Лаврентьев, лично поднимавшийся в воздух.

В 1880 г. вышли первые номера журнала "Воздухоплаватель" и др., образовалось Русское общество воздухоплавания, просуществовавшее лишь около двух лет. Воздухоплавательный отдел РТО получал небольшую субсидию военного ведомства главным образом на метеорологические исследования, для которых были изготовлены и с 1896 г. запускались шары-зонды с метеорологическими приборами.

К 80-м годам XIX в. относится и проект летательного аппарата талантливого русского изобретателя народовольца Н. И. Кибальчича, составленный им в тюрьме. Он предложил воздухоплавательный аппарат с пороховым реактивным двигателем.

Н. И. Кибальчич писал: "Какая же сила применима к воздухоплаванию? Такой силой, по моему мнению, являются медленно горящие взрывчатые вещества... Представим теперь себе, что мы имеем из листового железа цилиндр известных размеров, закрытый герметически со всех сторон и только в нижнем дне своем заключающий отверстие... Расположим по оси этого цилиндра кусок прессованного пороха... и зажжем его с одного из оснований. При горении образуются газы <...>. Если цилиндр оставлен закрытым дном кверху, то при известном давлении газов цилиндр должен подняться вверх". Изобретатель указывал на возможность не только подниматься вверх, но и перемещаться в пространстве путем подбора соответствующим образом "пороховых свечек" и поворота цилиндра.

В своем последнем слове на суде Н. И. Кибальчич сказал: "Я написал проект воздухоплавательного аппарата. Я полагаю, что этот аппарат вполне осуществим. Я представил подробное изложение этого проекта с рисунками и вычислениями. Так как, вероятно, я уже не буду иметь возможность выслушать взгляды экспертов на этот проект, и вообще не буду иметь возможность следить за его судьбою, и возможно предусмотреть такую случайность, что кто-нибудь воспользуется этим моим проектом, то я теперь публично заявляю, что проект мой и эскиз его, составленный мною, находится у г. Герарда" (Герард - адвокат Н. И. Кибальчича.) [3, с. 348-349].

Изобретатель просил разрешить ему перед казнью свидание с кем-либо из ученых, чтобы передать свои идеи потомкам, но в свидании было отказано. Так и остался похороненным до 1918 г. среди сугубо секретных дел царской охранки замечательный "Проект воздухоплавательного прибора бывшего студента Института инженеров путей сообщения Николая Ивановича Кибальчича, члена русской социально-революционной партии" с резолюцией на нем: "Давать это на рассмотрение ученых теперь едва ли своевременно и может вызвать только неуместные толки".

После казни Н. И. Кибальчича в Лондоне вышла в свет брошюра, посвященная деятельности погибшего революционера, в которой кратко говорилось и о его проекте.

Однако стремление русской мысли к созданию прибора, могущего перемещаться и в воздухе, и в абсолютно пустом пространстве, не заглохло. В мае 1884 г. на заседании воздухоплавательного отдела Русского технического общества выступил изобретатель Н. И. Якубинский с предложением использовать на летательных аппаратах двигатель, всасывающий спереди воздух и выбрасывающий его сзади, благодаря чему летательный аппарат должен перемещаться. В 1895 г. в печати появилась работа изобретателя А. П. Федорова "Новый способ воздухоплавания, исключающий атмосферу как опорную среду", посвященная использованию ракеты для движения в пустоте, за пределами земной атмосферы.

Наиболее полно идею применения реактивного двигателя для летания обосновал К. Э. Циолковский, опубликовавший в 1903 г. статью "Исследование мировых пространств реактивными приборами" [А, с. 45-75]. Он пошел значительно дальше Кибальчича, дал не только строгое теоретическое обоснование возможности использования реактивного двигателя, но и разработал первые конструкции ракет задолго до зарубежных ученых.

В 1884 г. была восстановлена комиссия по применению воздухоплавания к военным целям, просуществовавшая до 1891 г. Были приобретены во Франции воздушные шары, газодобывательные аппараты и паровые лебедки. В 1885 г. была образована кадровая команда военных воздухоплавателей под командованием А. М. Кованько, преобразованная в 1890 г. в учебный воздухоплавательный парк. В 1892-1902 гг. были сформированы крепостные воздухоплавательные отделения. Однако Россия продолжала отставать в области воздухоплавания от передовых западноевропейских стран. Не было своего производства двигателей для лебедок и усовершенствованных газодобывательных аппаратов.

К началу XX в. сферические аэростаты, пригодные для свободных полетов, уже перестали удовлетворять военным требованиям в качестве привязных. Их подъем был невозможен при скорости ветра более 8-9 м/сек, при котором образовывались вмятины ("ложки") на поверхности оболочки, возникала неустойчивость шара в воздухе и потеря высоты, и без того не превосходившей 500 м. После удачных опытов с воздушными змеями была попытка скомбинировать шар со змеем, вскоре оставленная.

Привязные воздушные шары очень ограниченно применялись в русско-японскую войну. В ряде случаев они принесли большую пользу разведке, что вызвало известный сдвиг в развитии воздухоплавания.

Сферические привязные аэростаты в 1904 г. заменялись "змейковыми" более или менее обтекаемой формы, ориентирующимися по ветру и имеющими гораздо меньшее сопротивление. С 1904 г. в русской армии был принят немецкий тип аэростатов "Парсеваль" (цилиндрической формы баллон с рулевым стабилизатором, раздуваемым воздухом баллонетом), хотя в то время имелся отечественный аэростат лучшей формы, созданный В. В. Кузнецовым.

Привязной аэростат "Парсеваль" применялся в русской армии в первой мировой войне, а потом в гражданской войне.

В области управляемых аэростатов в России было создано большое число проектов: Снегирева, Архангельского, Черносвитова, Третеского, Константинова, Соковнина, Иванина и др. Проекты бывали оригинальные, иногда очень смелые, но все одинаково неосуществимые из-за отсутствия в то время двигателей, пригодных для летательных аппаратов. Предлагались двигатели паровые поршневые и реактивные, электрические и с аккумуляторами. Все эти двигатели в то время были малоэффективны. Нужен был новый двигатель - внутреннего сгорания,, первые практически пригодные образцы которого начинали возникать лишь в 70-х годах.

В России появляются обоснованные проекты двигателей внутреннего сгорания. В 1880 г. О. С. Костович изобрел, а потом и построил свой двигатель внутреннего сгорания и начал постройку дирижабля "Россия" собственной конструкции полужесткого типа. Конструкция русского автора во многом превосходила проекты зарубежных инженеров. Работа из-за материальных трудностей затянулась и не была закончена. Военное ведомство не оказало должной помощи конструктору.

Однако мысль о необходимости дирижаблей для военных целей уже стала настолько очевидной, что военное ведомство все же вынуждено было заняться этим делом. В 1887-1893 гг. строились для России четыре дирижабля во Франции и Германии, но они не удались из-за, несовершенства конструкции.

В 1887 г. К. Э. Циолковский доложил проект своего цельнометаллического дирижабля.

Отсутствие двигателей порождало проекты микстов-мускулолетов (Микст - летательный аппарат, сочетающий в себе элементы аппаратов легче и тяжелее воздуха.). Некоторые из них - И. И. Матюнина (1391) и К. Я. Данилевского (1897) - были построены [5]. В обоих за основу был взят аэростат продолговатой формы, и к нему подвешивались крылья, или "весла"" приводимые в движение человеком. Аппарат Данилевского испытывался в полете. Достигался управляемый полет в безветренную погоду с незначительной скоростью. Аппарат вызвал большой общественный интерес.

Проекты дирижаблей Д. Н. Чернушенко, М. И. Малыхина и Мерчинского не были поддержаны военным ведомством и не реализованы. Проект графа Апраксина "Кароло-монгольфьер" - комбинированный воздушный шар - был осуществлен на его деньги О. С. Костовичем, но до полетов дело не дошло.

Первые практически пригодные дирижабли появились лишь в начале XX в. - жесткие ("Цеппелин" в Германии), полужесткие ("Лебоди" во Франции) и мягкие ("Парсеваль" в Германии). Они принимались на вооружение западных армий. Русское военное ведомство образовало" комиссию для всесторонней проработки вопросов создания своего воздушного флота, научных и экспериментальных аэродинамических исследований, изучения материальной части, газодобывания. Проект дирижабля был сделан по образцу французского полужесткого дирижабля бр. Лебоди, но с рядом улучшений. В 1909 г. этот дирижабль под, названием "Кречет" был построен, прошел испытания и принят на вооружение. Объемом около 6 тыс. м³, с двумя двигателями по 85 л. с., при экипаже пять человек, он показал скорость 43 км/час, потолок: 1,5 тыс. м и продолжительность полета до 8 час., что удовлетворяло" тогдашним требованиям.

Еще до "Кречета" был построен небольшой дирижабль "Учебный" из оболочек привязных аэростатов "Парсеваль", с двигателем 8 л. с., экипаж два человека, скорость до 25 км/час, потолок до 800 м. "Учебный" совершил ряд полетов в 1909-1910 гг.

В 1910-1911 гг. были приобретены во Франции четыре малых дирижабля мягкого типа фирм "Клеман-Баяр" и "Зодиак" объемом до 3700 м³. Они были названы "Лебедь", "Беркут", "Коршун" и "Чайка". Одновременно было построено пять таких же малых дирижаблей "армейского типа" мягкой конструкции: "Голубь", "Ястреб", "Кобчик", "Сокол" и "Микст" (из частей других). Их объем был от 2 до 3 тыс. м³, двигатели до 100 л. с., скорость не выше 50 км в час, потолок до 2 тыс. м, время полета 4 часа (в отдельных случаях - 10 час.).

В 1912 г. было признано, что малые дирижабли легко могут быть заменены самолетами. К тому же и срок их жизни из-за износа оболочки не превышал двух лет. Время и дальность полета были невелики, а для их увеличения требовалось увеличить кубатуру дирижаблей. Поэтому с 1911 г. началось внедрение более крупных дирижаблей мягкого типа. В Германии в 1911 г. был куплен "Парсеваль", переименованный в "Гриф", а в 1913 г. - такой же, названный "Буревестник". Во Франции были приобретены два аналогичных дирижабля. В том же 1913 г. был построен свой дирижабль - "Альбатрос". Эти дирижабли имели объем 9,6-9,8 тыс. м³, два двигателя по 200 л. с. каждый, 7-12 человек экипажа. Скорость их достигала 67 км в час, потолок - 2,9 тыс. м. Все они несли пулеметное и бомбовое вооружение, хотя главным назначением была разведка, и притом дальняя, так как ближняя разведка могла с большим успехом выполняться самолетами.

В 1911 г. изобретатель Ф. Ф. Андерс построил небольшой трехместный дирижабль "Киев", объемом 850 м³, с двигателем 40 л. с., совершивший ряд удачных полетов в Киеве.

С 1908 г. до начала первой мировой войны в России было построено семь военных дирижаблей и восемь приобретено за границей. Русская промышленность могла своими силами строить дирижабли, но двигатели к ним в стране не производились. Были достаточно квалифицированные конструкторы - Л. С. Сухоржевский, В. В. Голубов, А. И. Шабский и другие, которые могли спроектировать и построить любой по тому времени дирижабль мягкого и полужесткого типа.

Дирижаблей жесткого типа в России не строили из-за отсутствия дюраля.

Во время войны, в 1916 г., был построен по проекту А. И. Шабского большой мягкий дирижабль "Гигант" объемом 20 тыс. м³. Он потерпел аварию при первом же полете из-за неосмысленных переделок в нем, произведенных без конструктора. Строился, но не был закончен еще больший "воздушный крейсер" объемом 32 тыс. м³. На этом закончилось русское дирижаблестроение [2].

Вместе с дирижаблями было построено 13 больших и малых эллингов для них. Все они были очень рациональной и совершенной конструкции.

По общей кубатуре и количеству дирижаблей в строю Россия в 1914 г. занимала четвертое место после Германии, Франции и Италии. Однако в ходе войны они себя не оправдали.

Дирижабли выполнили мало боевых полетов, а некоторые - ни одного. Дирижаблестроение мало-помалу было повсеместно прекращено, несмотря на большое техническое совершенство жестких дирижаблей последующих лет и успехи их в области мирного применения.