Тимоти Рувидо - Хозяева плоской Земли [Путеводная симфония] [ЛП]

Наблюдая за своими друзьями, я невольно поражался, с какой быстротой они схватывают и усваивают совершенно новые для них понятия и знания. Я имею в виду Тима и Кукро. Не скажу, что мне часто приходилось общаться с нашими континентальными учёными, но я представлял их долго сидящими за справочниками и расчётами и решающими всё новые и новые проблемы на бумаге или в компьютере. Кстати, их вердикты были там же, в интернете, и очень скоро я увидел разницу воочию.

Принципы воздухоплавания на дирижаблях понятны и ребёнку. Можно закачать в оболочку тёплый воздух, который легче воздуха обычного, но тогда дирижабль упадёт, когда воздух остынет, если его постоянно не подогревать. Слишком примитивно и требуется постоянный расход горючего. Можно закачать водород, но он считается хоть и сравнительно недорогим, но крайне взрывоопасным газом. Угробить дирижаблестроение в самом его зародыше помог именно водород. Наконец, можно раскошелиться и закачать вместо водорода гелий. Который обладает таким противным свойством как текучесть, то есть, он постепенно проникает сквозь ткань оболочки и улетучивается. Мало того, что нам придётся доставить из Америки кучу дорогостоящих баллонов, часть из них нам предстоит тащить с собой в качестве лишнего груза. Кроме того, для приземления придётся либо гелий опять же выпускать, причём безвозвратно, либо в специальные пустые отсеки под оболочкой закачивать воздух, тем самым искусственно утяжеляя всю конструкцию. А мы вообще-то предполагали иметь возможность взлетать и садиться, когда нам захочется.

Из всего этого кажущегося многообразия вариантов Кукро после нескольких часов исследований и размышлений сделал парадоксальный вывод:

– Ничего в оболочку не надо закачивать.

– В смысле? – не понял я, продолжая при этом доверять его замечательной голове.

– Из неё надо всё выкачать. Это проще во всех отношениях.

Наш самородок говорил о вакуумных дирижаблях. Примечательно, что иезуиты в своё время начинали именно с этой идеи. Ещё в конце XVII века представитель их ордена под именем Франческо Терци де Лана написал целый иллюстрированный трактат на тему новых изобретений, где в частности разместил рисунок лодки с парусом и четырьмя большими шарами, из которых по его задумке выкачивался воздух. Отсутствие воздуха легче самого воздуха, поэтому в теории этот проект выглядел блестяще, тем более что Франческо снабдил его довольно точными расчётами. Так у него получалась, что каждый из шаров, которые он собирался делать из меди, имел в диаметре порядка семи с половиной метров, тогда как толщина их стенок составляла десятую часть миллиметра. Иезуит был хитрым, но не слишком умным, потому что забыл одну маленькую деталь – давление внешнего воздуха на эти самые шары, когда внутри них исчезнет всякое ему сопротивление. Шары просто схлопнутся. Как уже в наше время схлопывалась могучая железнодорожная цистерна, в которой создавался искусственный вакуум. Кстати, видео с этим экспериментом кочевало из форума в форум, отпугивая последние крамольные мысли о вакуумных дирижаблях.

Я смотрел на Кукро и ждал, что он может предложить, до чего не додумались даже иезуиты.

– Я тут кое-что прикинул в цифрах, – начал он, показывая мне и Тиму лист бумаги с не слишком разборчивыми записями и чертежами. – Мы имеем следующие исходные плотности: при обычной температуре у водорода 0,0899 кг/м³, плотность гелия 0,17846 кг/м³, плотность воздуха 1,2041 кг/м³. Теперь предположим, что объём оболочки нашего дирижабля составляет порядка 1000 м³. Водород такого объёма по формуле 1000 х 0,0899 будет сам по себе весить 89,9 кг. Поднять он таким образом сможет 1204,1—89,9, то есть 1114,2 кг. Гелий того же объёма и по той же формуле будет весить 178,46 кг и соответственно сможет поднять 1204,1—178,46 или 1025,64 кг. Теплый воздух при температуре по Цельсию, скажем, 35 градусов имеет плотность 1,1455 кг/м³, то есть его подъёмная сила будет равна 1204,1—1145,5, то есть всего 58,6 кг. А вот если в дирижабль ничего не закачивать, а наоборот, откачать весь воздух, иначе говоря, сделать его массу равной нулю, то мы уже сможем поднять 1204 кг. Разница очевидна.

– Действительно, очевидна, – согласился я. – Но не менее очевидно и то, что мы не сможем выкачать из дирижабля весь воздух так, чтобы внешнее давление его не раздавило. Либо для такой мощной конструкции понадобится металл такой толщины и прочности, что твои 1204 килограмм покажутся по сравнению с ним пушинкой.

И тут Кукро меня огорошил окончательно.

– А мы не будем ничего упрочнять и утяжелять. Я вообще против жёской конструкции. Ребро жёсткости, конечно, будет в виде килевой фермы, носового и кормового усиления, но я предлагаю бороться с давлением воздуха не железом, а самим воздухом. Вот смотрите, – показал он на схематичный рисунок, где один большой овал был вписан в два других, образуя нечто вроде русской матрёшки. – Проблема внешнего давления сама собой устраняется, если мы устраняем её причину, то есть воздействие воздуха непосредственно на камеру с вакуумом. Ты прав, я тут тоже прикинул, и у меня получилось, что если дирижабль будет иметь 140 метров в длину и, допустим, 24 метра в диаметре, на него будут давить страшные 160 000 тонн воздуха. Удержать это давление можно разве что толстенными стенками из титана. Обычно на этом мысль останавливается. А теперь представьте, что наша задача не противостоять давлению, а просто не позволить ему дойти до стенок вакуумной камеры. Тогда решение напрашивается само собой. – Он по очереди обвёл пальцами овалы. – Для надёжности я предлагаю делать оболочку тройной. Между внешней и второй и между второй и внутренней, «вакуумной», оболочкой закачивается в относительно небольшом количестве тот же гелий. По сравнению с объёмом вакуумной камеры он будет выглядеть двумя тонкими прослойками. Однако именно он будет давить на стенки вакуумной камеры снаружи, а вовсе не плотный воздух. Воздух будет давить на два слоя гелия, как давит сегодня на те же аэростаты.

Я выдохнул и благодаря этому заметил, что какое-то время буквально не дышал, осознавая до примитивности простую мысль Кукро, до которой за почти четыреста лет не смогли додуматься светлейшие умы Ватикана и вдохновляемого им человечества. Но ведь не может же всё быть настолько элементарно…

– Послушай, а как ты представляешь себе воплощение этой идеи в жизнь?

– Ну, это вообще не сложно, – улыбнулся Кукро. До сих пор его лицо оставалось по-детски серьёзным, как у человека, ни на мгновение не сомневающегося в том, о чём говорит. – Опять-таки определимся с нашими задачами. Нам нужно доставить двух человек с запасом продовольствия бог знает как далеко на высоте порядка 20 километров с возможностью периодических посадок и взлётов. Полезный вес будет, конечно, приличным, изменяться несколькими тоннами, но это не идёт ни в какое сравнение с теми огромными дирижаблями, над которыми сегодня работают конструкторы. Они получают заказы от военных и им нужно создавать транспортные суда, которые будут за раз переносить по воздуху несколько танков. Перед нами такой цели, к счастью, не стоит. Поскольку на жёсткую часть не будет никакого лишнего давления, мы можем делать её максимально лёгкой. Она просто держит оболочки, рулевую часть, моторы и вашу гондолу с двигателем и насосом. На земле в первые две оболочки, достаточно объёмные для общего веса, но незначительные по сравнения с полным объёмом, закачивается гелий, который создаёт исходную подъёмную силу. Эта подъёмная сила закладывается изначально и, скажем так, навсегда. В качестве балласта, причём самого удобного в мире, мы будем использовать вакуум в центральной камере. Гелий тянет вверх, объём воздуха в центральной камере за счёт насоса уменьшается, и вы начинаете подъём. Причём его скорость и высоту очень легко регулировать именно насосом. Чем выше подъём, тем меньше внешнее давление и тем смелее и больше можно продолжать откачивать воздух. К этому моменту внешние оболочки под давлением гелия уже окончательно растянулись и приняли жёсткую форму. Полетели дальше. Нужно сесть. Всё происходит ровно наоборот: насос подкачивает в вакуумную оболочку воздух, который ничего, замечу, не стоит и ничего лишнего не весит, поскольку он повсюду, и под его весом начинается снижение. Скорость и высоту, опять же, вы сами регулируете по вкусу. В любом случае у вас по-прежнему остаётся постоянный запас гелия, который будет в данном случае работать как амортизатор, не дающий вам снижаться слишком резко.