Семен Флаер - История полёта. От крыльев Икара до космических ракет

В 1633 г. брат Хезарфена, Лагари Хасан Челеби, поднялся в воздух на ракете, которая была сделана из большой клетки с конической вершиной и специальных полостей, заполненных порохом. Это был первый известный пример полёта пилотируемой ракеты и аппарата с искусственным двигателем. Полёт был совершён во время празднований в честь рождения дочери султана Мурада IV. Эвлия сообщил, что Лагари совершил мягкую посадку при помощи крыльев, прикреплённых к его телу и сыгравших роль парашюта после того, как порох был использован. Полёт продолжался по оценкам около 20 секунд, максимальная высота достигала порядка 300 метров.

В 1670 году Франческо де Лана-Терци издал работу, которая предлагала технологию полёта на аппарате легче воздуха из сфер, в которых был создан вакуум, и который будет настолько легче, чем замещённый воздух, что поднимет воздушный корабль вверх. Однако он не учитывал того, что эти сферы будут раздавлены давлением воздуха.

Любители побороться с земным притяжением находились и на Руси. В рукописи святого Даниила Заточника, жившего в XIII веке, говорится о людях, которые «слетают с церкви или с высокого дома на шёлковых крыльях».

Первая официально подтверждённая попытка взлететь относится к 1695 году. Некий человек обратился к царю Петру I с просьбой дать денег на изготовление крыльев, на которых можно было бы «летать, как журавль». Получив из казны 18 рублей, изобретатель сделал крылья вначале из слюды, а потом из кожи, однако, как ни старался, сколько ими ни размахивал, так и не смог оторваться от земли.

Первой печатной публикацией об авиации были «Эскизы машины для полёта по воздуху» Эммануила Сведенборга, изданные в 1716 году. Эта летающая машина состояла из лёгкого каркаса с натянутой на него крепкой тканью и имела два больших весла или крыла, двигающихся на горизонтальных осях таким образом, что при движении вверх они не встречали сопротивления, а при движении вниз создавали подъёмную силу. Сведенборг знал, что эта машина не будет лететь, но рассматривал её как отправную точку и был уверен, что проблема будет решена. Он говорил:

«Кажется, что легче говорить о такой машине, чем создать её в действительности, поскольку она требует большей силы и меньше веса, чем есть в человеческом теле. Наука механика могла бы, возможно, предложить способ, а именно использовать сильную спиральную пружину. Если эти преимущества и требования были бы достигнуты, возможно, однажды найдётся тот, кто сможет понять, как лучше использовать наш эскиз и изыскать возможность сделать дополнения, которые позволят достигнуть того, что мы можем только предложить. Всё же в природе есть достаточно доказательств и примеров, когда такие полёты могут быть безопасными, тем не менее, когда настанет время первых испытаний, вам, вероятно, придётся заплатить за этот опыт, но вы не сможете обойтись силой рук или ног».

Сведенборг показал в своей работе, что наличие двигателя у летательного аппарата является важнейшим условием полёта.

Изобретателями первого устройства, чей полёт по воздуху был подтверждён официальными историческими документами, стали французы, братья Жозеф-Мишель и Жак-Этьенн Монгольфье. Сконструированный ими в 1783 году летательный аппарат представлял собой воздушный шар из холста диаметром 39 футов (около 12 м), оклеенного бумагой.

За 10 минут устройство с почти 200-килограммовым грузом поднялось в воздух, было отнесено ветром на 4200 футов (приблизительно 1280 м), где и опустилось на землю. Вскоре братья отважились поместить в свой летательный аппарат живых «пассажиров» – барана, петуха и утку.

Наконец 21 ноября 1783 года первый документально подтверждённый полёт совершили маркиз Франсуа Лорен д’Арланд и физик Жан-Франсуа Пилатр де Розье.

Они пролетели 8 км на воздушном шаре разработки братьев Монгольфье, наполненном горячим воздухом. Воздушный шар нагревался огнём от сжигаемой древесины и не был управляемым, то есть перемещался по воле ветра.

Очень скоро у братьев появился соперник – французский профессор Жак Александр Сезар Шарль.

27 августа 1783 года на глазах свыше 300 000 зрителей его аэростат поднялся в небо над Марсовым полем в Париже.

В основе устройства лежал принцип, отличный от применённого братьями Монгольфье: шар наполнялся не горячим дымом, а водородом, который изначально легче воздуха. Это позволило избавить летательные аппараты от необходимости поднимать запасы топлива, а пассажиров – от обязанности поддерживать огонь в горелке.

Летательный аппарат профессора Шарля уже имел клапан, позволявший выпускать газ из оболочки и тем самым регулировать высоту полёта. Балласт в виде мешков с песком облегчал подъём и опускание, а сетка защищала купол, выполненный из шёлковой материи.

На случай аварии шары стали оснащать первыми парашютами – кусками ткани диаметром почти 6 м. Для закрепления шара на одном месте начали использовать якорь. Оставалось изобрести средство управления аэростатом, то есть найти возможность перемещать его независимо от потоков ветра.

Жан-Пьер Франсуа Бланшар 7 января 1785 года перелетел на таком аэростате через пролив Ла-Манш.

В то время как приверженцы воздухоплавания совершенствовали привод и улучшали способы управления своими машинами, в мире по-прежнему находились люди, желавшие летать, как птицы, – с помощью крыльев и независимо от воли ветра. К таковым принадлежал британский аристократ Джордж Кейли. В 1799 году он разработал схему планёра, уже очень напоминавшего современный. Машина была снабжена хвостовым оперением, которое должно было обеспечить её управляемость, а пилот помещался ниже. В 1804 году планёр Кейли совершил первый полёт. В последующие 50 лет изобретательный лорд продолжил работать над теорией полётов, введя в новую науку – аэродинамику – такие термины, как «подъёмная сила» и «лобовое сопротивление».

В своих поисках Кейли вплотную приблизился к идее оснащения летательного аппарата двигателем. В 1849 году он поднял в воздух первую полноценную летающую машину с пороховым двигателем, по одним данным, беспилотную, по другим – с 10-летним пассажиром на борту.

В 1853 году лорд Кейли совершил повторный полёт, оснастив машину таким же двигателем и посадив на борт своего кучера. Пролетев по воздуху около 100 м, первый в мире пилотируемый самолёт упал на землю. К счастью, кучер остался жив.

В 1802 году Жан Батист Мари Шарль Мёнье предложил оснастить воздушный шар тремя винтами-пропеллерами, управлять которыми должны были 80 человек. Аппарат Мёнье имел эллипсоидную форму для облегчения маневрирования и две оболочки, внешнюю и внутреннюю.

Изменяя объем газа, можно было регулировать высоту полёта.