Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации - Докинз Ричард

Глава 9

Легче воздуха

Планеры, вертолеты и дельтапланы, пчелы и бабочки, стрижи и орлы, летучие мыши и птерозавры – все они тяжелее воздуха. А воздушные шары и дирижабли – это летательные аппараты легче воздуха. Они плывут в атмосфере безо всяких усилий, поддерживаемые газом (например, водородом или гелием), который легче воздуха, или нагретым воздухом, который легче окружающего холодного. Точнее, их поддерживает более тяжелый воздух, который опускается вокруг них и вытесняет их вверх по закону Архимеда. Насколько мне известно, летательные аппараты легче воздуха существуют только как продукт человеческой изобретательности.

МОНГОЛЬФЬЕР

Произведение искусства в небе.

В истории научно-технического прогресса летательные аппараты легче воздуха появились гораздо раньше аппаратов тяжелее воздуха. Первый полет человека состоялся в Париже в 1783 году – это был воздушный шар, который построили братья Монгольфье. Старший, Жозеф-Мишель, наблюдал за бельем, которое развесили сушиться над огнем, и заметил любопытное явление: карманы, наполнявшиеся горячим воздухом, подталкивали одежду к потолку. Под впечатлением от увиденного Жозеф-Мишель при участии брата Жака-Этьенна, наделенного деловой хваткой, начал изготавливать воздушные шары на горячем воздухе. Они построили несколько шаров, каждый больше предыдущего, и экспериментировали с пассажирами-животными, прежде чем рискнуть жизнью человека, причем таким человеком стала персона голубой крови – маркиз д’Арланд в сопровождении Пилатра де Розье. Последний был ученым, причем весьма находчивым: по свидетельству одного очевидца, шар загорелся, и де Розье потушил пламя камзолом.

Всего через несколько лет состоялся первый полет человека на воздушном шаре, наполненном водородом, и это тоже произошло в Париже. На сей раз полетел профессор Жак Шарль, тот самый, в честь которого назван закон Шарля, управляющий расширением газов. Шарль взлетел в изящной продолговатой гондоле, укрепленной под шаром. Он опустился на землю в нескольких милях от Парижа, где его тут же встретили два герцога. Шарль, недовольный пробным полетом, тут же снова поднялся в воздух, пообещав герцогу Шартрезскому вскоре вернуться, что он с успехом и осуществил. К счастью, на сей раз водородный шар не загорелся. Первые опыты с воздушными шарами были чреваты опасностями, и несколько первопроходцев-аэронавтов поплатились за них жизнью. Трагически, пусть и предсказуемо, погиб де Розье, когда через некоторое время отправился в полет на гибридном воздушном шаре собственного изобретения: шар, подогреваемый горелкой, был подвешен под шаром, наполненным водородом.

Шар братьев Монгольфье был настоящим произведением искусства, достойным особ королевской крови, которые находились среди тысяч зачарованных зрителей. Современные воздушные шары делают любой формы, иногда очень забавной. Первые монгольфьеры были привязаны к земле.

В рассказах современников много противоречий, но по-видимому, горелку шары оставляли на земле, когда улетали, и, должно быть, садились, как только воздух в шаре остывал. Позднее шары снабжались подвесной горелкой, и воздухоплаватели топили ее соломой. Современные воздушные шары сжигают пропан из баллона, который периодически выпускает небольшие и точно нацеленные порции очень сильно нагретого газа глубоко во внутреннюю полость шара.

Казалось бы, идеальный летательный аппарат легче воздуха должен содержать вакуум. Увы, чтобы такой шар не схлопнулся от давления снаружи, ему потребовалась бы необычайно прочная и жесткая оболочка из чего-то вроде стали, вес которой, мягко говоря, противоречил бы названию. Чтобы воздушный шар или дирижабль мог взлететь, ему нужна легкая оболочка, наполненная газом легче той смеси кислорода и азота, из которой состоит воздух. Водород – самый легкий химический элемент, и в первых дирижаблях использовали или его, или каменноугольный газ, богатый водородом, а также другие легкие газы, например метан. Опрометчивое решение! Водород – крайне горючий и взрывоопасный газ. Сегодня создатели дирижаблей, помня о трагической гибели гигантского дирижабля “Гинденбург” в 1937 году, предпочитают второй по тяжести газ – гелий.

Кстати, приобрести столько гелия, чтобы поднять в воздух человека, не каждому по карману. Зато можно купить маленький баллон, чтобы надуть шарики на праздник. Гелий не горюч и относительно безвреден.

Кроме того, на празднике ему найдется и другое развлекательное применение: гелий легче воздуха, и звук в нем распространяется почти в три раза быстрее, чем в воздухе, а значит, если вдохнуть гелий в легкие, будешь разговаривать как Минни Маус. Только не перестарайтесь, вдохнуть слишком много гелия или слишком глубоко – вредно.

В наши дни из-за дороговизны гелия более распространены воздушные шары на нагретом воздухе, который, как мы знаем из разговора о термиках, легче холодного. Нагреть воздух внутри шара при помощи ревущей паяльной лампы дешевле, чем наполнить его гелием, хотя это довольно шумно, что отчасти портит удовольствие от плавного полета над безмятежным сельским пейзажем.

Мне выпало удовольствие трижды летать на воздушных шарах, причем один раз в сопровождении телевизионной съемочной группы. Предполагалось, что я буду распространяться о неброском очаровании вечернего звона в английских деревенских церквушках, пролетая мимо их колоколен и шпилей. Но операторам пришлось ограничиться съемкой только в те моменты, когда оглушительный рев пропановой горелки ненадолго стихал.

По-видимому, мир профессиональных воздухоплавателей очень тесен. Мой третий и самый запомнившийся полет состоялся в Бирме, и по чистой случайности моим пилотом оказался тот же человек, кто управлял шаром, когда мы летали над мирными английскими деревнями. В Бирме мы пролетали над весьма впечатляющим ландшафтом, который был испещрен буквально тысячами буддийских храмов и пагод, окутанных рассветной дымкой, на месте древнего города Паган. Это надо видеть.

ПРОЕКТ УПРАВЛЯЕМОГО ВОЗДУШНОГО ШАРА В ВИДЕ РЫБЫ

Недостающее эволюционное звено между воздушным шаром и дирижаблем?

Управлять воздушными шарами очень трудно, в отличие от дирижаблей. Дирижабль – это, в сущности, большой воздушный шар с привешенной снизу кабиной и пропеллерами, которые подталкивают его горизонтально. Ими можно рулить, поэтому они и называются “дирижабли”, в буквальном переводе – “управляемые”. Первые проекты воздушных шаров снабжались рулевыми механизмами, опробованными в мореплавании, – в том числе парусами, рулями, веслами и гребными колесами. Похоже, это и были первые дирижабли, но я сомневаюсь, что они были так уж управляемы.

Когда летишь на простом воздушном шаре, контролируешь только высоту. Можно попытаться найти плоскость, где ветер случайно дует туда, куда тебе хочется попасть, но это все равно что рулить наугад. Чтобы подняться выше на водородном или гелиевом шаре, нужно сбросить часть балласта (например, песка), который был припасен в корзине. В случае воздушного шара на нагретом воздухе надо ненадолго прибавить огонь пропановой горелки. Чтобы опуститься, нужно потянуть трос и открыть вентиляционное отверстие в самом верху шара, выпустить часть горячего воздуха (или газа, если шар на газе). Просто поразительно, как чутко реагирует воздушный шар на самые незначительные изменения веса. Достаточно сбросить немного балласта, чтобы набрать высоту. Дело в том, что воздушный шар – это аэростат, находящийся в равновесии с окружающим его воздухом. Что это означает?