Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Раритетные издания / Как люди научились летать
Начало сайта / Раритетные издания / Как люди научились летать

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

Во главе двух академий

Грюндеры и грюндерство

Магнит за три тысячелетия

Плеяда великих медиков

Смотри в корень!

Химия вокруг нас

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Научно-популярные статьи

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

Как люди научились летать

Виктор Гончаренко

Аэростаты на службе науки

Научившись летать, люди начали изучать воздушный океан. Молодой бельгийский ученый Робертсон, в частности, заинтересовался, как будет вести себя на высоте магнитная стрелка. И это не случайно. Ведь в безбрежном водном океане курс парусного судна помогает определить компас, магнитная стрелка которого всегда указывает на север. А воздушный шар – это тоже маленькое суденышко, плавающее по воле ветра. А что же это за путешествие, если пилот не знает, куда его несет ветер? Появилась необходимость в воздушной навигации.

Некоторые аэронавты начали брать с собой подробные географические карты, чтобы в воздухе ориентироваться по ним и определять свое местонахождение. Но часто бывало так, что шар долгое время летел в облаках или даже выше их. Как тут ориентироваться, если земли не видно, не видно, куда аэростат держит путь и где он находится? Здесь аэронавту, как и моряку, нужен компас. Но некоторые ученые утверждали, что на высоте компас теряет свою точность, а другие были убеждены, что он и вовсе перестает показывать, где север, а где юг.

Робертсон взял с собой в полет различные приборы, в том числе и компас. Но ветер был порывистый, шар болтало, и магнитная стрелка раскачивалась во все стороны, затрудняя измерения. Нужно было повторить опыт.

Вскоре Робертсон приехал в Россию, где его опытами заинтересовались молодой ученый академик Яков Дмитриевич Захаров и бывший моряк, впоследствии академик и директор Главной физической обсерватории Михаил Александрович Рыкачев. Они в разное время поднимались на воздушном шаре. Яков Дмитриевич Захаров в рапорте в Академию наук писал: «Главный предмет сего путешествия состоял в том, чтобы узнать с большей точностью о физическом состоянии атмосферы и о составляющих ее частях». Не забыли они и о магнитной стрелке. Но и на этот раз гондолу аэростата сильно разбалтывало порывами ветра, поэтому окончательно установить поведение магнитной стрелки на высоте не удалось. Лишь позже ученые смогли определить, что показания компаса не зависят от высоты полета и этот древний прибор может так же надежно служить воздухоплавателям, как и морякам.

Два французских ученых – Ж. Био и знаменитый физик и химик Жозеф-Луи Гей-Люссак тоже совершали путешествия на воздушном шаре. Они поднялись на высоту более семи километров, взяв с собой различные научные приборы, в том числе барометр и термометр. Ученые убедились, что с поднятием на высоту температура воздуха постепенно понижается, примерно на 0,65 градуса на каждые 100 метров высоты. На земле было тепло, а на семикилометровой высоте свирепствовал арктический мороз. Барометр тоже показывал очень низкое давление. Дышать было трудно, воздух был сильно разрежен.

Несмотря на это, ученые продолжали опыты. Между прочим, они проверили опыт Робертсона и Захарова и убедились, что магнитная стрелка вовсе не теряет на высоте своих качеств. А Гей-Люссак взял с собой в полет еще и стеклянные бутли с хорошо притертыми пробками. На предельной высоте полета, когда открытые бутли заполнились разреженным воздухом, Гей-Люссак крепко закрыл их пробками, и у него оказались пробы высотного воздуха для исследования. В лаборатории ученый сделал тщательный анализ этого воздуха, и оказалось, что по своему химическому составу он ничем не отличается от воздуха у земли. Он содержал 78 частей азота, смешанных с 21 частью кислорода. И только одна часть из ста приходилась на примеси других – водорода, углекислого газа, гелия и прочих газов.

Гей-Люссак понял, что воздуха на высоте не хватает для дыхания не потому, что там, как предполагали некоторые ученые, другой его состав, а потому, что он сильно разрежен. Ученые сообразили, что если брать с собой в полет какой-нибудь баллон, наполненный сжатым кислородом, а потом на высоте вдыхать из него, то можно будет подняться без затруднений еще выше.

Но пока до этого додумались, аэронавты убедились, что шутки с высотой плохи. Так, в 1862 году английские естествоиспытатели Джеме Глейшер и Коксуэлл с научными целями летали на шарах несколько раз. В последнем полете они поднялись еще выше, чем Био и Гей-Люссак. Глейшер почувствовал себя плохо, не мог шевельнуть ни рукой, ни ногой. Ему стало все безразлично, хотелось только спать. Коксуэлл тоже очень ослаб, но держался лучше. Он потянул за веревки, чтобы выпустить часть газа и спуститься ниже, но клапан заело, и предохранительная щель не открывалась. Коксуэлл, преодолевая неимоверную слабость, поднялся из корзины по стропам к оболочке шара. Он хотел разрезать ее, чтобы через дыру выпустить часть водорода, но пальцы от мороза и недостатка кислорода в крови почернели, сил не было. Теряя сознание, Коксуэлл схватил веревку клапана зубами и, падая в корзину, не выпустил ее. Клапан поддался, щель раскрылась, часть газа вышла, шар спустился ниже, и ученым удалось спастись.

Каждый километр высоты давался воздухоплавателям с трудом, а иногда даже ценою жертв.

В 1875 году французский физик Гастон Тиссандье вместе со своими друзьями, учеными Г. Сивелем и Д. Кроче-Спинелли, тоже решил подняться на большую высоту. Аэронавты учли опыт своих предшественников и запаслись специальным баллоном с кислородом. Однако их поджидала совершенно непредвиденная опасность. Шар был большой, имел хороший запас подъемной силы и поэтому очень быстро поднимался вверх. Все трое, по мере подъема, не ощущали никакой нехватки воздуха. Больше того, им казалось, что после шестикилометровой высоты они почувствовали себя даже бодрее и веселее. Никто не пользовался кислородным прибором. Люди тогда еще не знали, что на высоте от нехватки кислорода может наступить очень коварная и опасная горная болезнь, или, как ее назвали медики, эйфория (по-гречески – «хорошо переношу»). Опасна она тем, что человек незаметно впадает в такое состояние, когда не дает отчета в своих поступках и действиях, пренебрежительно относится к любой опасности, и при этом ему кажется, что он чувствует себя хорошо, а настроение у него приподнятое.

Тиссандье вспоминает: «Когда мы были на высоте семи верст, мы все стояли в корзине. Кроче стоял неподвижно против меня. «Посмотрите, – воскликнул он вдруг, – как красивы эти перистые облака!» И в самом деле, величественное зрелище, открывавшееся перед нами, было невыразимо прекрасно. Перистые облака самых различных форм образовали вокруг нас серебристо-белое кольцо. Высунувшись из корзины, можно было далеко внизу различить землю. Казалось, будто она на дне огромного колодца. Небо было прозрачно и темно-синего цвета. Огненное солнце палило прямо в лицо, а холод все-таки крепко давал себя чувствовать. Мы еще раньше накинули на себя одеяла. Руки сделались холодными как лед. Я хотел было надеть перчатки,. но надо было вынуть их из кармана. А это требовало таких усилий, каких я уже не мог проявить.

Сивель, словно застывший на несколько минут, вдруг вспомнил, что он хотел подняться еще выше. Его лицо вдруг словно осветилось каким-то светом. Он обернулся ко мне и спросил: «Какое давление? У нас еще много песку. Как по-вашему, бросать?» Я ответил: «Делайте как хотите». Кроче кивнул ему головой.

Схватив нож, Сивель перерезал одну за другой три веревки от мешков с песком. Мы стали быстро подниматься. Когда вы приближаетесь к высоте семи с половиною верст, ваше тело и сознание начинают слабеть совсем незаметно для вас самих. Наоборот, вы даже чувствуете какое-то внутреннее довольство, которое вызывается как будто потоками света, заливающего вас на такой высоте. Вы не думаете ни о вашем опасном состоянии, ни о том, что будет впереди. Вы поднимаетесь и счастливы этим».

Более двух часов неуправляемый аэростат носился на восьмикилометровой высоте, а может, и выше. От кислородного голодания обморок наступает внезапно. Тиссандье писал:

«В половине четвертого я снова очнулся, хотя чувствовал головокружение и слабость. Шар спускался со страшной быстротой. Корзина сильно раскачивалась. Я на коленях дотащился до Кроче и Сивеля, но мои товарищи лежали на дне корзины, как-то странно скрючившись. Лицо Сивеля было черно, рот открыт и полон крови. У Кроче глаза были полуоткрыты и рот тоже в крови. Я словно обезумел и все время продолжал звать: «Сивель, Сивель!» Корзина со страшной силой ударилась о землю. Якорь не зацепился, и корзину поволокло по полю. К счастью, мне удалось поймать клапанную веревку и выпустить газ. Опустевший шар зацепился за дерево и распоролся. Кроче и Сивель были мертвы».

В России тоже многие ученые совершали научные полеты на аэростатах. Но, пожалуй, самый известный полет сделал знаменитый русский химик Дмитрий Иванович Менделеев. Он говорил, что «лаборатория погоды» находится именно в верхних слоях атмосферы, поэтому считал полеты аэростатов с научной аппаратурой на большие высоты просто необходимыми.

В 1878 году Менделеев ездил во Францию, где, наряду с другими делами, знакомился с аэронавтами, слушал лекции о полетах на воздушных шарах, вникал во все детали управления их полетом, читал специальную литературу. В то время в Париже открылась Всемирная выставка, на которой одной из достопримечательностей был огромный привязной аэростат, построенный известным французским воздухоплавателем Анри Жиффаром. Корзина аэростата имела вид круглой веранды, а аэростат одновременно поднимал около двадцати посетителей, – конечно, за определенную плату. Специальная паровая машина раскручивала вал и разматывала плавно веревку, к которой был привязан аэростат. Зрители, очутившись на высоте сотни метров, имели возможность видеть всю выставку как на ладони. Через некоторое время машина давала обратный ход, аэростат спускался, садилась новая партия зрителей и все повторялось сначала.

Поднимался на этом аэростате и Дмитрий Иванович Менделеев. Первый опыт очень пригодился ему потом, когда он получил приглашение совета Русского технического общества принять участие в полете на воздушном шаре для наблюдения за солнечным затмением. Это было в 1887 году.

Дело в том, что солнечные затмения, когда диск солнца перекрывается диском луны, происходят не так уж часто и длятся считанные минуты. Но для науки они очень важны: в этот момент можно изучать многие явления, происходящие как на солнце и в его короне, так и в верхних слоях атмосферы.

Но представьте, как обидно бывает ученым, когда они долгие годы готовятся к этому событию, а тут вдруг в день затмения землю закроют облака... Вот Менделеев и решил для верности подняться на аэростате выше облаков.

Специально для этой цели был выделен аэростат и опытный аэронавт. Но перед затмением всю ночь шел дождь. Оболочка шара, снаряжение, корзина – все намокло, потяжелело, и когда подошел момент лететь, оказалось, что шар не сможет поднять двух человек – ученого и аэронавта. Тогда Дмитрий Иванович Менделеев, не теряя времени, решил лететь один. Все, конечно, беспокоились за безопасность знаменитого ученого. Но Менделеев блестяще справился с полетом. Он поднялся выше облаков, провел научные наблюдения, сделал записи. Когда пришла пора спускаться, оказалось, что веревку клапана заело. Ученый проявил большое хладнокровие и мужество. Он поднялся из корзины по стропам, распутал веревку, выпустил часть газа и, пробыв в воздухе почти четыре часа, благополучно спустился на землю.

Выше всех на воздушном шаре в то время поднялся немецкий ученый доктор Берсон. Он правильно решил, что пилот, как и водолаз, должен постоянно тренироваться, чтобы привыкнуть к полетам на большой высоте. Семь раз он поднимался на высоту семи километров и с каждым разом чувствовал себя все привычней и уверенней. После такой тренировки в 1901 году он, пользуясь кислородным баллоном, поднялся на высоту одиннадцати километров. Полет прошел вполне благополучно.

Так, шаг за шагом, год за годом, платя жертвами и потерями, люди проникали в тайны воздушного океана.

С тех пор авиация и космонавтика шагнули далеко вперед, но воздушные шары и в наше время продолжают служить науке и людям. Еще в конце прошлого века ученые пришли к выводу, что не обязательно для научных целей рисковать аэронавтами. В 1892 году французский ученый Шарль Эрмит наполнил резиновый шар водородом, привязал к нему барометр, который имел специальное устройство, автоматически записывающее давление воздуха на высоте, а к ящику с барометром прикрепил записку с просьбой ко всем, кто найдет этот прибор, вернуть его по указанному адресу за вознаграждение. Через несколько дней барометр с записями вернули Эрмиту. Его нашли недалеко от места запуска. Ученый стал запускать новые шары с приборами. Такие шары получили название зондов, потому что они действительно сами, без людей, с автоматическими приборами зондируют атмосферу до больших высот.

Шары-зонды запускают и сейчас на метеостанциях, в Арктике и Антарктиде. Только надобность в записке с просьбой «доставить по указанному адресу» теперь отпала. Ученые придумали такие приборы, которые передают свои показания по радио. Ныне радиозонды поднимаются на высоты до 30...35 километров, а некоторые из них облетают весь земной шар.

Однако, говоря о заслуге Эрмита в использовании воздушных шаров для зондирования атмосферы, было бы несправедливо не упомянуть другого известного французского ученого Жана Менье.

Дело в том, что Менье еще за сто лет до Эрмита предлагал сделать то же самое – запускать шары с самозаписывающими приборами для изучения атмосферы. Но предложение Менье не приняли всерьез ни аэронавты, ни сами ученые. Менье, будучи современником и очевидцем триумфа братьев Монгольфье и профессора Шарля (он родился в 1754 году, а умер – в 1799-м), тоже очень увлекался воздухоплаванием и внес немало ценных предложений по совершенствованию аэростата. Правильность его идеи беспилотных шаров-зондов подтверждается жизнью и сейчас, почти через двести лет. Не зря среди ученых бытует поговорка, что мало высказать хорошую идею, надо еще доказать на деле ее жизненность. Жан Менье мысль-то высказал хорошую, а проверять ее на практике почему-то не стал. Только через сто лет Шарль Эрмит осуществил его идею на практике. А если бы это случилось на 100 лет раньше, при Менье, много больше успела бы наука узнать о строении атмосферы, о формировании погоды, о воздушных течениях и прочих тайнах воздушного океана!

Возможно, тогда не случилась бы еще одна трагическая ошибка, которая вошла в историю воздухоплавания, как экспедиция Соломона Августа Андре на воздушном шаре к Северному полюсу.

 

Отчаянная попытка

Оглавление

 

Дата публикации:

19 ноября 2000 года

Электронная версия:

© НиТ. Раритетные издания, 1998

В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Издания НиТ | Подписка
Карта сайта | Cовместные проекты | Журнал «Сумбур» | Игумен Валериан | Техническая библиотека
© МОО «Наука и техника», 1997...2018
Об организацииАудиторияСвязаться с намиРазместить рекламуПравовая информация
Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика