Первые шаги воздухоплавания

Стремление человека преодолеть силу земного притяже­ния и парить в воздухе подобно птице уходит своими истоками в глубокую древность. Оно нашло свое отражение в религиозных верованиях многих народов, многочисленных мифах и легендах. Подчеркивая всесильность своих божеств, древние люди наделяла их наряду с другими необычными качествами способностью летать. Наиболее известным из дошедших до нас древнейших преданий является миф об Икаре и Дедале.
Наблюдения за полетом птиц вселяли во многих людей уверен­ность в возможность полета на крыльях с помощью собственной мускульной силы. За смелые, но заранее обреченные на неудачу попытки таких полетов они нередко расплачивались жизнью. Уста­новить, кто был первым на этом пути, не представляется возмож­ным, но история свидетельствует о том, что уже в конце прошлого тысячелетия люди пытались летать на крыльях. Это были Абуль Казим бен Фирнас из Андалузии (875 г.), английский монах Оливье Мальмсбери (1060 г.), один из подданных турецкого султана Арсла-на II (1161 г.), итальянский математик Джованни Батиста Данте и немец Форзингер из Нюрнберга (конец XV в.), французский аббат Джон Дамиан (1507 г.), Соломон Идлер (1660 г.), Бернон из Франк­фурта (1673 г.). Несмотря на то что уже в XVII в. итальянский врач и естествоиспытатель Борелли и англичанин Петтигрыо дока­зали физическую невозможность полета на крыльях, приводимых в движение только мускульной силой человека, такие попытки про­должались еще в конце XVII — первой половине XVIII в.: в Герма­нии— профессор теологии из Киля Георг Паш (1695 г.), России — стрелец Серов (1699 г.), приказчик Перемышлев (1724 г.), кузнец Герпак-Гроза (1729 г.), во Франции — маркиз Бакмиль (1742 г.) и т. д.
Первый серьезный научный подход к проблеме полета человека можно найти в трудах выдающегося представителя эпохи Возрожде­ния Леонардо да Винчи (1452—1519 гг.). Он первым пришел к пра­вильному выводу, что в полете птица находит опору в самом воз­духе, «делая эту жидкость (воздух) более густой там, где она летит, нежели там, где она не летит» [11]. Кроме того, Леонардо да Винчи предложил конструкцию аппарата, поднимающегося в воздух с по­мощью несущего винта большого диаметра, дал описание первого парашюта.
Сведения о первых попытках постройки аппаратов для передви­жения в воздухе относятся к еще более древним временам. В сочи­нениях римского историка II в. Авла Геллия упоминается деревян­ный летающий голубь, построенный в IV в. до н. э. греческим фило­софом и математиком Архитом Тарентским. В 1256 г. мысль о воз­можности создания летательного аппарата высказал Роджер Бэкон. В работе «О таинственных произведениях искусства и природы» он писал: «...можно построить летательную машину, сидя в центре ко­торой человек будет вертеть лишь одну ручку, и она приведет в движение бьющие по воздуху крылья подобно крыльям птиц» [11]. В 1709 г. проект летательного аппарата, который должен был под­ниматься в воздух посредством взрывов, предложил бразильский мо­нах Бартоломео-Лоренцо. В 1781 г. о своем аппарате сообщил Карл Фридрих Мервейн. Аэронавт размещался под двумя большими шарнирно соединенными выпуклыми поверхностями с помощью на­деваемых на плечи ремней. Под ним находились тяги, перемещая которые вперед и назад, можно было поднимать и опускать обе поверхности. В 1782 г. интересный эксперимент провел французский механик Ф. Бланшар. Его аппарат состоял из двух больших крыль­ев, укрепленных на деревянной раме. Стоявшему на этой раме Бланшару удалось подняться на высоту около 24 м с помощью пере­кинутого через блок противовеса массой 9 кг.
Все эти многочисленные, но так и не приведшие к успеху попыт­ки полета, хотя и отличались большим разнообразием, имели глав­ную объединяющую особенность — динамический принцип поддер­жания в воздухе.
Второе направление, по которому шли к созданию летательных аппаратов, объединял аэростатический принцип поддержания в воздухе, в основе которого лежал закон Архимеда, открытый еще в 250 г. до н. э. Несмотря на кажущуюся простоту этого закона, по­надобилось более 1500 лет, чтобы предложить на его основе способ для поддержания тел в воздухе.
Первые идеи о возможности использования для подъема в воздух подъемной силы легких газов можно найти в материалах, относя­щихся к XIV в. В работе француза Вассона упоминается запуск воздушного шара, состоявшийся в 1306 г. в Пекине во время тор­жеств по поводу восшествия на престол императора Фо-Кина. В се­редине XIV в. монах Альберт Саксонский в одном из сочинений отмечал, что дым становится легче воздуха и поднимается вверх вследствие его нагрева до более высокой, чем у воздуха, температу­ры. В XVI в. в Англии Скалигер и Лор предлагали построить лета­тельный аппарат, поднимающийся с помощью мешка, сшитого из тонких пленок и заполненного нагретым воздухом.
О возможности подъема сосудов, в которых содержится разре­женный воздух, писал в 1666 г. магдебургский бургомистр Отто Ге-рике. Он считал, что этот принцип может быть положен в основу

Рис. 1. Летательный аппарат Франче-ско Лана Терци, 1670 г.

конструкции летательного аппа­рата. Однако его предложение было технически невыполнимо, поскольку силы атмосферного давления неизбежно смяли бы оболочку аппарата. Если же толщину стенок оболочки выби­рать при условии выдержива­ния этих нагрузок, то ее масса возрастет настолько, что подъ­емной силы разреженного воз­духа окажется недостаточно для подъема не только аппарата, но и одной оболочки. Невозмож­ность создания летательного ап­парата на этом принципе была подтверждена в 1669 г. экспе­риментами Фабри, который, основываясь на идеях Герике, предпринял несколько неудач­ных попыток подъема в воздух оболочек с разреженным возду­хом.
В 1670 г. итальянец Фран-ческо Лана Терци издал книгу, в которой также обосновывал возможность полета с помощью полых тел. Он привел подробное
описание летательного аппарата, представлявшего собой деревян­ную барку массой около 500 кг с мачтой и парусом (рис. 1).
Барка поднималась в воздух посредством подъемной силы при­крепленных канатами четырех полых шаров, выполненных из жести толщиной около 0,1 мм. Подъемная сила создавалась путем откачи­вания из шаров воздуха. Лана определил, что при диаметре шаров 7,3 м его аппарат сможет поднять двух-трех человек. Помимо пред­ложения использовать для подъема вакуумированные шары еще одним неверным техническим решением Лана было применение паруса для изменения направления движения аппарата. Тем не менее этот проект заслуживает внимания хотя бы потому, что в нем впервые дана правильная оценка потребной для взлета аэростатиче­ской подъемной силы шаров.
В работе А. И. Сулакадзева «О воздушном летании в России с 906 лета по Р. X.» [74] приводятся сведения о полете на воздушном шаре подьячего Крякутного.
В книге Давида Буржуа, изданной в 1784 г. в Париже, описан удачный опыт с подъемом шара, наполненного нагретым воздухом, который поставил в 1736 г. в Лиссабоне физик Гузмао.
Важную роль в дальнейших работах в области воздухоплавания сыграло открытие в 1766 г. англичанином Г. Кэвендишем водорода, или, как его называли в то время, «горящего воздуха». Уже в 1768 г. английский химик Блэк после изучения свойств водорода пришел к выводу о возможности использования его подъемной силы для будущих летательных аппаратов [85]. Но наиболее близко к созда­нию воздушного шара, наполненного водородом, подошел итальян­ский физик Тиберио Кавалло, который в 1781 г. провел в Лондоне серию опытов по наполнению водородом оболочек, изготовленных из бумаги, а также пузырей животных и рыб. Однако эти опыты оказа­лись неудачными вследствие большой газопроницаемости материа­лов оболочек.
Таким образом, в 80-х годах XVIII в. люди вплотную приблизи­лись к постройке шаров, обладающих аэростатической подъемной силой. Единственной преградой оставалось отсутствие достаточно газонепроницаемой оболочки.