Проcтое учение о воздушном корабле и его построении, издание 2-е (Циолковский)/Вредное влияние солнечных лучей на управляемость


Вредное влияние солнечных лучей на управляемость аэростата 

26. Если бы атмосфера была неподвижна и если бы оболочка аэростата не нагревалась солнцем и не охлаждалась ночным лучеиспусканием (охлаждением предметов при ясном небе), то не было бы ничего легче управления воздушным кораблем. Поступательное движение в горизонтальном направлении он мог бы приобретать посредством гребного винта, подобного пароходному. Как пароход, с помощью руля, он мог бы поворачиваться вправо и влево. Поднятие и опускание аэростата могло бы совершаться посредством движения его в немного наклонном положении, которое легко получается через перемещение ладьи с помощью наклонных тяжей. (См. черт. 1 и 2-й: С—руль, М—гребные винты).

Двигатели могли бы быть произвольно слабы; аэростат, все равно, двигался бы куда угодно со скоростью, соответствующею силе его двигателей.

27. Но со всей этой идиллией управляемости мы должны расстаться, в виду свойств атмосферы и метеорологических влияний на аэростат. Прежде всего горизонтальное движение воздуха: оно уносит аэростат со скоростью, достигающею при буре 100 килом. в 1 час. Затем влияние солнечных лучей; благодаря им температура внутри оболочки аэростата выше температуры окружающего воздуха градусов на 5, даже на 20, при темной окраске оболочки. Вы, конечно, замечали, в солнечный день, особенный жар на чердаке, покрытом темною железною крышею. Он был бы еще больше, если бы ветер не продувал чердак через окна и щели. Та же причина заставляет нагреваться и внутренний газ аэростата больше, чем внешний воздух.

Обыкновенно небо бывает не совсем чисто и облака часто закрывают солнце. От этого аэростат, то нагревается и стремится к верху, то охлаждается и падает вниз. Чтобы сохранить равновесие, то есть остаться на одной высоте, воздухоплаватель принужден поминутно, то выпускать газ, то выбрасывать балласт. Если бы аэронавт не захотел выпускать газ, то корабль стал бы подыматься; давление воздуха на верху меньше и потому легкий газ, будучи на верху менее сдавлен, стал бы сам расширяться и расширять оболочку до тех пор, пока она не лопнет.

28. Таким образом, нагревание солнца, в связи с облачностью, заставит аэростат потерять часть газа и лишиться части своей полезной подъемной силы. Что потеря газа и подъемной силы не маленькая — я это сейчас покажу. При блестящей металлической оболочке, нагревание легкого газа будет наименьшим и, как показывают опыты, оно будет составлять около 5 градусов. При нагревании на 1 гр. всякий газ расширяется на 1/270 своего объема; при нагревании на 5 град., он расширяется на 1/54 своего объема; значит и подъемная сила его увеличится на такую же часть. Положим, что воздушный корабль отправился в путь при затемнении облаками солнца; тогда для уничтожения излишней подъемной силы от нагревания солнечными лучами во время пути, мы должны выпустить приблизительно 1/54 часть всего газа. Если, далее, солнце опять скроется за тучами, легкий газ охладится, и аэростат начнет падать до тех пор, пока мы не выкинем часть груза, находящегося в ладье и составляющего 1/54 часть полной подъемной силы корабля.

29. Итак, каждое появление из-за облак солнца лишает нас 1/54 части газа и такой же подъемной силы аэростата.

Допустив, что вес его, вместе с ладьею и принадлежностями, составляет 2/3 полной подъемной силы, найдем для свободного балласта лишь 1/3 ее. Следовательно, довольно как показывают вычисления, 22 появлений солнца и 22 его затемнений, чтобы лишиться всего балласта. Принятый нами балласт (в 1/3 подъемной силы) в два слишком раза больше веса всех пассажиров (92); стало быть, он не только излишнее обременение, но и лишает воздушный корабль возможности перевозить пассажиров и полезные грузы. Если же ограничиться небольшим и практически возможным балластом, то довольно будет двух, трех затемнений солнца, чтобы лишиться всего запаса. Отсюда, между прочим, вы видите ясно преимущество блестящей металлической оболочки, которая мало нагревается солнечными лучами и уменьшает потерю балласта в 4 раза (20:5), так что, при обыкновенной оболочке довольно 5 появлений солнца, чтобы потерять 1/3 газа.

Литература 1904 года