Проcтое учение о воздушном корабле и его построении, издание 2-е (Циолковский)/Борьба с нарушением равновесия солнечными лучами/ДО


Борьба съ нарушеніемъ равновѣсія аэростата солнечными лучами. 

30. Пусть аэростатъ поднимаетъ одного человѣка въ 70 килогр. Вѣсъ его долженъ составлять около 1/5 полной подъемной силы шара. Принявъ этотъ предѣлъ, найдемъ, что подъемная сила аэростата равна 350 килогр. (Объемъ его будетъ равенъ около 270 куб. метровъ), а нагрѣваніе оболочки солнцемъ увеличитъ эту подъемную силу килограммовъ на 7.

Если оболочка не металлическая, то эта прибавка можетъ достигнуть даже 30 килограммовъ. Спрашивается, какими средствами человѣкъ будетъ бороться противъ нея? Приспособивъ гребной винтъ съ вертикальною осью вращенія (какъ у г. Данилевскаго и другихъ раньше его испытавшихъ такой винтъ) и усиленною работою мускуловъ, вращая его лопасти, можно развить тягу въ 7 килограммовъ и тѣмъ остановить восхожденіе крохотнаго аэростата. Работать съ такою силою въ теченіе нѣсколькихъ часовъ во всякомъ случаѣ немыслимо; произвесть же тягу въ 30 килограммовъ силою человѣка и совсѣмъ невозможно. Если-бы аэростатъ былъ больше и подымалъ бы, напр. 100 человѣкъ, то всѣхъ этихъ людей пришлось бы заставить работать непрерывно съ такою же лошадиною энергіею, причемъ пришлось бы увеличить и число винтовъ пропорц. увеличенію подъемной силы.

Мы бы сказали, что можно замѣнить работу человѣка работою пара, работою легкаго и сильнаго двигателя. Но и это неудобно, имѣя въ виду, что аэростатъ, для борьбы съ вѣтрами, долженъ имѣть значительную самостоятельную скорость въ горизонтальномъ направленіи: винты съ вертикальными осями, назначенные для уравненія подъемной силы воздушнаго корабля, весьма сильно препятствовали бы его поступательному движенію. Кстати сказать профессоръ Жуковскій мечтаетъ о такомъ аэропланѣ со множествомъ винтовъ. Возраженіе я сейчасъ сдѣлалъ.

31. Лучшій способъ механическою силою возстановлять колебанія подъемной силы аэростата состоитъ въ томъ, чтобы перемѣстивъ грузъ въ ладьѣ или самую ладью (черт. 1 и 2) заставить двигаться его въ наклонномъ къ горизонту положеніи. Если аэростатъ отъ охлажденія падаетъ, то онъ долженъ поднять носъ и идти какъ бы «въ гору», если подымается, то «подъ гору». Такимъ способомъ, въ первомъ случаѣ, онъ столько же поднимается вверхъ, сколько опускается отъ охлажденія. Во второмъ случаѣ, аэростатъ опускается настолько же, насколько подымается вліяніемъ перегрѣтаго легкаго газа. Наклонъ, понятно, долженъ соотвѣтствовать измѣненію подъемной силы. Затрата работы на подобный способъ механическаго поддержанія вертикальнаго равновѣсія будетъ сравнительно наименѣе значительной и сложной, потому что мы тутъ пускаемъ въ ходъ, какъ опору, всю громадную поверхность воздушнаго корабля.

Еще механическій способъ поддержанія равновѣсія есть сгущеніе воздуха въ крѣпкихъ цилиндрическихъ сосудахъ. "Чтобы измѣнять подъемную силу только на 1/54 мы должны имѣть возможность сгущать объемъ воздуха, равный 1/54 объема, занимаемаго газомъ. Такой объемъ воздуха составляетъ вѣсъ, равный 1/54 части подъемной силы аэростата. Извѣстно, что вѣсъ сосудовъ, вмѣщающихъ сжатый воздухъ, приблиз. пропорціоналенъ его количеству и разъ въ 18 больше вѣса сжатаго воздуха; такъ что вѣсъ стальныхъ сосудовъ будетъ равенъ 1/3 всей подъемной силы корабля (1/54×18=1/3). Можемъ ли мы отдать 1/3 долю подъемной силы на одни сосуды: вѣдь нужны еще двигатели для сжиманія воздуха и весьма сильные, потому что работать они должны чрезвычайно быстро и энергично! Если оболочка не металлическая, то и всей подъемной силы не достанетъ на поднятіе однихъ трубъ со сжатымъ воздухомъ .

Способъ наклоннаго движенія аэростата для измѣненія подъемной силы — единственный практическій способъ, и то пригодный не для борьбы съ метеорологическими вліяніями, а только для сравнительно незначительнаго увеличенія или уменьшенія подъемной силы.

Предлагалось для этой же цѣли сгущеніе въ водѣ амміака. Но и это средство непрактично по своей сложности: нужны большіе сосуды, запасы воды, подогрѣваніе и источникъ холодной воды для охлажденія сосудовъ со сгущающимся амміакомъ; кромѣ того амміакъ будетъ разъѣдать металлическую оболочку аэростата.

Могущественное средство для борьбы съ нагрѣваніемъ легкаго газа солнечными лучами — есть измѣненіе температуры искусственными пріемами и источниками тепла. Подробности этого пріема описаны далѣе. Пока только покажемъ его силу. Монгольфьеръ есть воздушный шаръ, поднимающійся перегрѣтымъ внутри его воздухомъ. Температура его достигаетъ 100°Ц и поддерживается она искуственно вътеченіе нѣсколькихъ часовъ.

Тѣмъ легче поддерживать такую температуру въ громадныхъ аэростатахъ съ металлической оболочкой, теряющей несравненно меньше тепла, чѣмъ темная оболочка обыкновеннаго монгольфіера. Только въ монгольфіерѣ поддерживать высокую температуру и имѣть огонь чрезвычайно опасно, а въ металлическихъ корабляхъ — нѣтъ.

Если въ послѣднихъ имѣются огневые двигатели, то мы можемъ пользоваться продуктами ихъ горѣнія для измѣненія температуры, такъ что не требуется никакихъ особенныхъ источниковъ тепла; мы пользуемся тѣмъ, что все равно выбрасывается. Пользоваться-же продуктами горѣнія можно такъ: одинъ или нѣсколько двигателей (см. черт. 1, 2 и 8, М) выдѣляютъ во время своей работы горячіе газы; они собираются въ одну блестящую, понемногу расширяющую трубу (Т B). Изъ трубы этой они или выбрасываются прямо близъ кормовой части ладьи, или предварительно проходятъ по черной металлической трубѣ (Т N) внутри оболочки аэростата и только затѣмъ уже выбрасываются наружу у кормовой части оболочки. Для пропусканія черезъ трубу горячихъ газовъ въ томъ или другомъ количествѣ, т. е. для нагрѣванія ея и водорода до той или другой степени служитъ регуляторъ температуры (R Т), состоящій изъ заслонки, которая тѣмъ болѣе открываетъ наружное отверстіе, чѣмъ болѣе закрываетъ внутреннее, нагрѣвающее аэростатъ.

Для борьбы съ метеорологическими вліяніями довольно измѣнять температуру легкаго газа только на 5 градус. Ц. Дѣйствительно, блестящая оболочка солнечными лучами не нагрѣвается болѣе. Поэтому, понижая температуру, когда она повышается отъ появленія солнца, и повышая ее, когда она понижается отъ затемнившей солнце тучи, — достигаемъ полнаго постоянства температуры, при которой подъемная сила сохраняется неизмѣнной и аэростатъ находится въ равновѣсіи.

Вычисленія, основанныя на моихъ опытахъ, показываютъ, что проектируемый мною воздушный корабль на 200 человѣкъ можно нагрѣвать по крайней мѣрѣ на 50°Ц. выше температуры окружающаго воздуха — при взрывчатыхъ двигателяхъ и при безвѣтріи. Когда же аэростатъ несется самостоятельно въ пространствѣ, встрѣчный воздушный потокъ долженъ охлаждать оболочку, въ особенности ея переднюю (носъ) часть; такъ что нагрѣваніе будетъ менѣе 50° Ц.

Но не надо забывать, что и нагрѣваніе оболочки и водорода солнечными лучами на 5°Ц. соотвѣтствуетъ тишинѣ воздуха; при встрѣчномъ потокѣ оно также будетъ меньше, такъ что борьба съ метеорологическими вліяніями и при этихъ условіяхъ необычайно легка.

Отсюда — еще преимущество металлическаго матеріала: онъ дозволяетъ употребить наиболѣе могущественное и ничего нестоющее средство для борьбы съ метеорологическими вліяніями и вообще — для измѣненія подъемной силы въ широкихъ предѣлахъ. Такое измѣненіе, какъ увидимъ далѣе, можетъ быть весьма полезно во многихъ отношеніяхъ.

Литература 1904 года