3. Полеты и замыслы

30 июня 1804 г. академик Яков Дмитриевич Захаров совершил в Петербурге первый полет на воздушном шаре с научными целями. Вместе с Захаровым поднялся физик Робертсон, фламандец по происхождению.

"Рапорт в имп. Академию наук от академика Захарова о последствии воздушного путешествия, совершившегося июня 30 дня 1804 года", показывает, что полет выполнили со следующей целью:

"Главный предмет сего путешествия состоял в том, чтобы узнать с большею точностью о физическом состоянии атмосферы и о составляющих ее частях в разных определенных возвышениях оной".

Захарова интересовало выяснение "в самой большей от земли отдаленности" того, в каком направлении будут происходить такие физические явления: "...скорейшее или медлительнейшее выпарение жидкости; уменьшение или увеличение магнитной силы; углубление магнитной стрелки; увеличение или уменьшение согревательной силы солнечных лучей; не столь великая яркость цветов, призмою произведенных; несуществование или существование електрического вещества; некоторые замечания на влияние и перемены, какие разжиженный воздух над человеком производит; летание птиц; наполнение способом Торричелли свободных от воздуха стклянок при каждом падении на дюйм барометра и некоторые другие Физические и Химические опыты".

Первый русский ученый воздухоплаватель взял для исследований при полете: "...дюжину стклянок с кранами для взятия проб воздуха", барометр, термометры, "два електрометра с сургучом и серою", компас и магнитную стрелку, секундомер, колокольчик, рупор, известь негашеную и ьекоторые другие вещи.

Захаров изобрел и успешно применил при полете прибор для показания всех изменений направления полета шара. Свое изобретение он назвал путеуказателем.

Воздушный шар, на котором летал Захаров, был наполнен "водотворным гасом". Пущенный перед полетом маленький пробный шар поднялся высоко и затем полетел к морю, то есть в самом опасном направлении. Это не остановило воздухоплавателей, отправившихся в путь около 7 часов утра. Через 3 часа 45 минут полета они благополучно опустились на землю. Результаты первых наблюдений и опытов, произведенных в воздухе, доложили Академии наук.

Первый в России полет на воздушном шаре, проведенный для специальных научных наблюдений, закончился успешно.

Захаров в те годы был не одинок; вопросы воздухоплавания продолжали привлекать внимание и других русских деятелей.

В 1804 г. Петр Александрович Рахманов, известный в России и за рубежом математик и теоретик в области артиллерии, опубликовал статью: "Изъяснение теории аэростатов, или воздушных шаров".

В 1805 г. получили известность полеты на монгольфьере штаб-лекаря Кашинского, устроившего "большой гродетуровый аэростат и парашют". Сообщая жителям Москвы о предстоящем 24 сентября полете, Кашинской "в особливой афишке" писал о том, что он: "...поднявшись в 5 часов по полудни, на весьма великую высоту на воздух, естьли только будет благоприятствовать погода, сделает опыт с Парашютом, и по отделении оного от шара, поднимется еще гораздо выше для изпытания атмосферы. Первый сей опыт Русского воздухоплавателя многих стоит трудов и издержек, а потому льстит себя надеждою, что знатные и просвещенные Патриоты, покровительствующие иностранцам в сем искусстве, благоволят предпочесть соотчича и ободрят его своим присутствием, для поощрения к дальнейшим полезным предприятиям".

Сохранились сведения о том, что Кашинской совершил два полета на "гродетуровом шаре".

Полеты русского воздухоплавателя вызвали сильное неудовольствие иностранцев, зарабатывавших деньги показом воздушных шаров и полетами на них, как это делал в то время Робертсон и другие предприниматели.

К 1805 г. относится сообщение о работах Андрея Харитоновича Чеботарева, утверждавшего, что ему удалось разработать оригинальный проект управляемого аэростата. Имеются указания, что Чеботарев пробовал пускать бумажный воздушный шар на Девичьем поле в Москве.

В 1808 г. московский купец Федор Иванович Никитин объявил в "Московских ведомостях", что 6 сентября он "предпримет из Нескушного саду путешествие с шаром, наполненным спиртовым воздухом". Вопрос о самом полете Никитина и об его "спиртовом воздухе" пока еще ожидает своего исследователя.

В 1812 г., в связи с нашествием Наполеона, русское правительство предприняло попытку применить против завоевателя воздушное оружие. Решили использовать предложение механика Франца Леппиха. Русский посланник в Штутгардте сообщил Александру I, что Леппих берется построить за три месяца пятьдесят воздушных управляемых кораблей. По словам Леппиха, каждый из них должен был вместить по 40 человек и поднимать по 12 тысяч фунтов. Воздушные корабли хотели применить для бомбежки наполеоновской армии с воздуха. Прожектер ожидал "особливо большого действия от ящиков, наполненных порохом, которые, брошены будучи сверху, могут разрывом своим, упав на твердые тела, опрокинуть целые эскадроны".

Предложение приняли, начали работы, предписав соблюдать "непроницаемую тайну". Леппиху предоставили все требующиеся средства и не отказывали ни в чем.

Сохранившиеся документы показывают, что изобретатель решил соорудить управляемые аэростаты, перемещаемые в воздухе вручную при помощи крыльчатых весел, устанавливаемых либо на раме при баллоне, либо в гондоле. На верхнюю половину оболочки должна была набрасываться сетка, прикрепленная к обручу, опоясывающему аэростат в его экваториальной плоскости. Этот обруч при помощи подкосин соединялся с жестким килем. Это - проект дирижабля полужесткой системы.

На работы Леппиха истратили огромную по тому времени сумму - около 180 тысяч рублей, но прожектер претерпел полную неудачу.

После разгрома Наполеона русские деятели продолжали усиленно интересоваться воздухоплаванием. В периодической печати появлялись все новые сообщения. Воздушными шарами занимался один из самых передовых деятелей того времени Василий Назарович Каразин, предложивший в 1818 г. использовать привязные аэростаты для изучения верхних слоев атмосферы, а также освещавший вопросы воздухоплавания в печати. Отдельные исследователи, особенно в связи с работой ветряных двигателей, занимались такими важными вопросами, как изучение сопротивления воздуха. В 1828 г. в Петербурге вышла из печати книжка: "Опыты о сопротивлении воздуха и о воздухе как движущей силе".

Продолжались демонстрации полетов на воздушных шарах. В 1828 г. в Москве совершала подъемы на воздушном шаре Ильинская - первая русская женщина, занявшаяся воздухоплаванием. Она поднималась на аэростате, наполненном "простым дымом от аржаной соломы". Высота подъема составляла до 600 м. В те годы совершались полеты также на аэростатах, наполненных водородом.

В сороковые годы XIX в. курский изобретатель А. Снегирев предложил устроить управляемый аэростат, снабженный плоскостью, могущей изменять свой угол наклона. Кроме того, он предложил применять насос для изменения объема газа, заполняющего аэростат, с тем, чтобы за счет изменения его объема можно было увеличивать и уменьшать подъемную силу, не выпуская газ в воздух. Он заьимался также изучением полета птиц.

Представленный Снегиревым в Академию наук труд "Опыты над преобразованием аэростатов" рассмотрели академики Якоби и Ленц, признавшие, что идея Снегирева "сама по себе справедлива и, сколько нам известно, нова". Также правильно указали, что применение на свободном аэростате наклонной плоскости с изменяющимся углом сможет только при благоприятном ветре помочь полету в избранном направлении.

К середине XIX в. в России действовало немало новаторов, стремившихся создать управляемые аэростаты. Они работали в разных концах страны.

В 1849 г. кавказскому наместнику Воронцову был представлен труд: "О способах управлять аэростатами, предположения полевого инженера штабс-капитана Третесского". Изобретатель предложил соорудить управляемый аэростат удлиненной формы. Замечательна его мысль: разбить аэростат внутри на отсеки для того, чтобы "газ не мог выйти весь из аэростата". Оригинальным был предложенный способ движения: реактивное действие газовой струи, выходящей под давлением не менее шести атмосфер. Третесский считал, что в качестве газа для реактивного движения может быть использован водяной или спиртовый пар, сжатый воздух и любой газ.

Автор составленного в 1851 г. "Краткого описания аэростатической машины" Н. Архангельский поставил своей целью создать управляемый аэростат, имеющий "свойство всегда сохранять газ". Он предложил очень сложную оболочку: толстая парусина, медная сетка, тонкая парусина, медная сетка, тонкая парусина, шелк, воловьи пузыри. Между всеми названными слоями были предусмотрены скрепляющие их слои каучука. В качестве руля был предложен парус. Движение должно было осуществляться при помощи крыльев, приводимых в действие паровым двигателем.

Н. Архангельский утверждал, что паровой двигатель тем выгоднее применять, чем больше высота, на которой совершается полет. Он указал, что по мере подъема на все большую высоту паровой двигатель работает выгоднее из-за понижения температуры кипения воды по мере понижения давления воздуха.

В 1853 г. с интересным предложением выступил врач Троицкого уезда. Оренбургской губернии, И. Юдин. Для привода в движение аэростатов он разработал проект калорического двигателя.

В те же годы трудился Черносвитов, производивший аэродинамические опыты и разработавший проект оригинального управляемого аэростата, а также проект парового двигателя для воздухоплавания. Ратуя за управляемый аэростат с паровым двигателем, он выступил в 1857 г. в "Морском сборнике" со статьей "О воздушных локомотивах".

Из года в год в России все больше новаторов изыскивало способы освоения воздушной стихии. Эта задача привлекала внимание и в Петербурге, и в Сибири. В 1852 г. И. И. Ерковский из Омска разработал проект аэростата, скомбинированного из трех шаровых баллонов и приводимого в движение воздушным винтом. Он составил "Описание аэростата и способов управления им". В 1856 г. Л. Лазов выступил с предложениями, описанными в его работе: "Об аэростате, или ветролете, в применении к общественному быту". Подобных проектов было немало.

Большую и плодотворную работу выполнил в 50-60 гг. XIX в. Константин Иванович Константинов, один из лучших представителей русской научной артиллерийской школы того времени. Он выступал в печати с очень серьезными научными трудами, излагая историю воздухоплавания, разбирая уже проведенные работы и предлагая новые решения. В числе его работ выделяются: "Устройство, приготовление и употребление военных воздушных шаров" - 1853 г.; "Воздухоплавание" - 1856 г.

На основе критического изучения накопленного опыта он пришел к выводу, что "изготовление воздушных шаров для бомбардирования не представляет никакого затруднения".

Один из лучших в мире новаторов в области пиротехники, он выполнил много работ по научному изучению ракет: "Некоторые сведение о введении и употреблении боевых ракет" - 1855 г., "О боевых ракетах" - 1864 г. и др. Многие из его работ были опубликованы на иностранных языках. На основе работ, посвященных ракетам, он предложил использовать одновременно ракеты и воздушный змей при спасательных работах: "Спасательные ракеты и спасательный змей" - 1867 г. На основе трудов Эйлера, он разрабатывал теорию воздушного змея.

Еще важнее выполненный им труд по научному обоснованию возможности полета за счет использования ракет. Он правильно указал на слишком большой вес известных тогда двигателей и четко поставил вопрос о необходимости разработки способов "применения ракет к перемещению аэростатов".

В те же годы, когда русский артиллерист Константинов изыскивал новое для развития воздухоплавания, выступил с замечательными предложениями русский военный моряк Николай Михайлович Соковнин. Еще в сороковых годах XIX в. он занимался изучением полета птиц и произвел интересные подсчеты, сделав вывод, что у крупной птицы на каждый фунт веса ее тела приходится один квадратный фут площади крыльев. Он правильно оценил значение парения птицы для полета. Так еще сто лет тому назад Соковнин шел по тому пути, по которому в дальнейшем пошли такие деятели, как Н. Е. Жуковский, О. Лилиенталь и другие.

Критически изучив предшествующие опыты и предложения, Соковнин выступил в 1866 г. со своим собственным проектом управляемого аэростата. Он предложил соорудить большой дирижабль жесткого типа. Вся конструкция должна была быть разбитой продольной и поперечными переборками на изолированные отсеки. Внутри каждого отсека должны были находиться в точности соответствующие форме отсека "отдельные баллоны, сделанные из легчайшей непроницаемой ткани".

Через тридцать лет это предложение Соковнина повторил Фердинанд Цеппелин в своем первом патенте, полученном в 1895 г.

Соковнин сделал много других ценнейших предложений. Он указал, "что управляемый аэростат должен оказывать возможно меньшее сопротивление воздуху и поэтому "должен иметь форму тела наименьшего сопротивления". Он пришел еще к одному важному выводу: "...наружная оболочка аэростата непременно должна быть металлическая".

Учитывая, что применение горючих газов создает чрезвычайные трудности при использовании аэростатов, Соковнин за полвека до открытия гелия предложил наполнять аэростат негорючим газом. Он пришел к мысли об использовании аммиака, имеющего удельный вес 0,6, то есть на 40% более легкого, чем воздух.

Рис. 154. Проект управляемого аэростата, разработанный Н. М. Соковниным в 1866 году

Для привода в движение аэростата Соковнин предложил реактивный мотор, работающий сжатым воздухом: "...воздушный корабль должен летать способом, подобным тому, как летит ракета". Он изучил также вопрос о применении парового двигателя и справедливо указал на целесообразность использования парового двигателя с вращающимся рабочим органом.

На основе своих исследований Соковнин разработал проект большого управляемого аэростата с подъемной силой около двух с половиной тонн, предназначенного для полета на высоте в среднем около двухсот метров. При конструировании он предложил много новшеств: применение стальных труб, бамбука, изготовление реактивного двигателя из алюминия.

Насколько все эти предложения были передовыми, видно из того, что производство алюминия только еще рождалось в те годы и по сути дела на всем протяжении XIX в. он оставался "металлом будущего".

Творцы проектов "воздушных локомотивов" - Третесский, Архангельский, Черносвитов, Константинов, Соковнин - выдвинули к шестидесятым годам XIX в. в России очень много новых и ценных идей, опередивших свое время на десятки лет.

Еще в те годы, когда царское правительство вело страну через горькие испытания Крымской войны, русские новаторы выдвинули передовые идеи: применение реактивного двигателя; целесообразность использования парового двигателя при высотных полетах; обеспечение, без потерь газа, изменения подъемной силы мягкого аэростата при помощи регулирующего насоса; применение безопасного негорючего газа для аэростатов; сооружение жестких дирижаблей с отдельными отсеками; придание воздушному кораблю обтекаемой формы тела наименьшего сопротивления движению; создание воздушных кораблей с металлической оболочкой; применение таких строительных материалов, как металлические трубы, алюминий. Передовые русские деятели также вели изучение полета птиц, правильно придавая наибольшее значение парящему полету.

Русские новаторы в создании воздушных кораблей, не располагая необходимыми средствами и не имея должной поддержки со стороны царского правительства, еще в те годы, вместе с своими зарубежными собратьями, немало потрудились у истока развития техники воздухоплавания и авиации.