Циолковский. Его жизнь, изобретения и научные труды. - Яков Исидорович Перельман
Их изобретатель, кавалерийский офицер германской службы, рано вышедший в отставку в чине генерал-лейтенанта, граф Фердинанд Цеппелин, поставил целью своей жизни сооружение воздушного корабля. В его замыслах рисовался мощный воздушный крейсер, пригодный для глубокой разведки и могущий нести на себе большие запасы бомб для поражения неприятельской территории. Энергично приступает он к разработке идеи такого военного дирижабля и в 1895 г. представляет свой первый проект германскому императору. Однако, назначенная комиссия из специалистов признает проект невыполнимым, а самый дирижабль — практически бесполезным.
Изобретатель не падает духом. Человек довольно богатый (крупный землевладелец), имеющий обширные знакомства среди влиятельных людей, он учреждает для сооружения дирижабля акционерное общество с капиталом 800 тысяч марок, из которых 300 тысяч вносит из собственных средств. Вюртембергский король безвозмездно предоставляет место для постройки. Работа идет быстро, и в 1900 г. первый «цеппелин», 128 метров длиною, готов. Летая над Боденским озером, на берегу которого он был построен, дирижабль показывает удовлетворительные летные качества, но при спуске на воду терпит аварию. Это расхолаживает акционеров и общество распадается. В довершение неудач буря вскоре сносит и разрушает плавучий эллинг дирижабля. Не имея больше денежных средств, 63-летний изобретатель не опускает рук: он обращается с призывом к обществу. Организуется добровольный сбор денег (в котором участвует и вюртембергский король), и через несколько лет граф Цеппелин сооружает уже свой второй дирижабль. Торжество длится недолго: «цеппелин № 2» погибает в борьбе с бурей. Спустя год, неутомимый старик строит уже «цеппелин № 3» с более мощными моторами. Этому дирижаблю суждено было победить общее недоверие и сменить восторженным признанием прежнее насмешливое отношение к «полоумному швабу». Государство приобретает у Цеппелина его новый дирижабль за 2½ миллиона и отпускает изобретателю средства на дальнейшие опыты.
Достигнув восьмого десятка лет, настойчивый изобретатель торжествует полную победу и над стихией и над косностью людей. Отныне он мог быть спокоен за судьбу своего детища, столь недружелюбно встреченного при рождении. Он прожил еще около десяти лет и был свидетелем того, какие услуги оказали «цеппелины» его родине во время войны.
История Цеппелина и его дирижаблей рассказана здесь для того, чтобы читатель мог потом сопоставить с ней судьбу подобного же изобретения Циолковского.
Дирижабль Циолковского
Прежде, однако, чем говорить о судьбе дирижабля Циолковского, побеседуем о том, что представляет собою это изобретение. Не следует думать, что дирижабль Циолковского (проект которого, напоминаем, появился в печати раньше рукописного проекта первого цеппелина) тождествен с воздушным кораблем зарубежного изобретателя, отличаясь от него лишь второстепенными подробностями. Дирижабль Циолковского, при внешнем сходстве, принципиально отличается от воздушных кораблей существующих систем и имеет перед ними ряд важных преимуществ. Рассмотрим их по порядку:
«Цеппелин» состоит из металлического каркаса, обтянутого материей. Ему дается «хорошо обтекаемая» форма, т. е. такая, при которой он легко рассекает воздух, встречая с его стороны сравнительно небольшое сопротивление. «Однако, — замечает Циолковский, — форма эта сохраняется очень сложным, дорого стоящим металлическим каркасом. Достаточно взглянуть на иллюстрации цеппелиновских верфей с строящимся там каркасом, чтобы ужаснуться сложности и дороговизне сооружения. Каркас разделен проволочными сетками на 15–20 отделений, содержащих обыкновенные шары с гелием. Кроме того, там же помещаются мешки с горючим газом (для двигателей) плотности воздуха или меньше. И еще остается обширное пространство, занятое воздухом. Весь каркас обтянут одним или двумя слоями брезента».
Совершенно иначе должен быть устроен воздушный корабль по проекту Циолковского. Прежде всего это — дирижабль цельнометаллический, т. е. имеющий оболочку, целиком сделанную из металла (хромовой стали). Дирижабли со сплошь металлической оболочкой в последние годы стали уже на Западе (в Америке) строить, но по своей конструкции они заметно отличаются от дирижабля Циолковского и лишены большинства его достоинств.[16]
Основная особенность дирижабля Циолковского, отличающая его от жестких воздушных кораблей существующих систем, — та, что объем металлической оболочки его корабля легко изменяется, вследствие чего подъемная сила дирижабля остается постоянной.
Чтобы наглядно представить себе форму, какую Циолковский придает оболочке своего дирижабля, вообразите плоский чемодан, весьма удлиненный и суживающийся к краям. Оболочка целиком сделана из листов волнистого металла. Благодаря этой волнистости, а также вследствие шарнирного соединения боков с основаниями, дирижабль Циолковского, не имеющий каркаса, растяжим: он может свободно и безвредно изменять свой объем и форму в зависимости от давления наполняющего его газа и наружного воздуха.
3. Схема металлического дирижабля Циолковского.
На схеме изображены: верхнее основание, блочное стягивание, трубы для нагревания газа, нижнее основание и прилегающие к нему камеры для наматывания тросов блочной системы, гондола, рули, моторы с гребными винтами, ряд окон (чертеж К. Э. Циолковского).
«Изменение его формы и объема не сопровождается при этом образованием складок, неправильностей и увеличением сопротивления воздуха при поступательном движении воздушного корабля». Когда давление внутри дирижабля понижается, боковые стенки сжимаются; когда оно повышается, — бока раздаются, аэростат раздувается.
Другая особенность дирижабля — регулирование температуры наполняющего его газа. «Продукты горения из моторов устремляются в трубу, откуда часть их направляется внутрь оболочки по металлической трубе, нагревает легкий газ и самую оболочку и тогда уже выходит наружу. Прочая же часть продуктов горения направляется в другую трубу и выходит непосредственно в атмосферу. Заслонка, приводимая в движение рукою пилота, более или менее закрывает или открывает отверстие в одну из труб, открывая или закрывая в то же время отверстие другой трубы. Обыкновенно оба отверстия частью прикрыты, так что в оболочке устанавливается некоторая средняя температура, например в 30°; передвигая заслонку, эту температуру можно понизить до нуля (точнее — до температуры наружного воздуха) или повысить до 60°. Нагревание это и охлаждение ничего не стоят, так как совершаются продуктами горения, которые выбрасываются моторами, служащими для поступательного движения дирижабля». Изменения температуры газа, раздувая или сжимая оболочку, заставляют тем самым дирижабль подниматься или опускаться.
Не останавливаясь на второстепенных подробностях конструкции, отметим ценные преимущества дирижабля Циолковского:
1. Несгораемость. Ни в оболочке, ни в гондоле нет ничего воспламеняемого. «Газ (водород) сам по себе не дает взрывов, а только горюч. Если бы образовались небольшие отверстия в оболочке и случайно загорелся выходящий газ, то получился бы ряд спокойных огней, обращенных наружу, так как давление изнутри препятствовало бы воздуху
