Прыжки с парашютом. Псурцев, П. А. Прыжки с парашютом
 Скачать 6.87 Mb.
|
|
«Двойной» парашют. Воздухоплаватель Робертсон разработал «двойной» парашют, полагая, что такая конструкция обеспечит устойчивость в воздухе. Но этот парашют оказался неудачным и опасным. Его нижний зонт задерживал воздух и очень мешал работе верхнего (рис. 106). «Обратный» («перевернутый») парашют. Английский математик Кейли в 1834 г. высказал такую мысль: для снижения без раскачивания идеальным был бы парашют конической формы вершиной вниз. Этой идеей вдохновился его соотечественник Роберт Коккинг и построил такой парашют — гигантский аппарат диаметром 35 м. Деревянный каркас был обтянут тканью (рис. 107). Угол наклона поверхности конуса к горизонту составлял 30 градусов. Гондола для парашютиста висела снизу, близко к поверхности. 24 июля 1837 г. в лондонском парке собралась Рис. 106. «Двойной» парашют Робертсона Рис. 107. «Обратный» парашют Коккинга толпа на необыкновеное представление: первый полет огромного воздушного шара и первый прыжок с огромным перевернутым парашютом. Коккинг отцепился от шара на высоте 1500 м. Под действием сильного давления воздуха деревянный каркас разрушился, и гондола рухнула на землю. После трагической гибели Коккинга было построено еще несколько парашютов такого типа, только более прочных. Но, несмотря на благополучные спуски и отсутствие раскачивания, они не могли использоваться на практике, так как были чрезмерно громоздкими и тяжелыми, требовали повышенной прочности и жесткости каркаса. Одно из направлений усовершенствования парашютов — попытки сделать парашют управляемым. В 1853 г., например, Летур построил жесткий парашют. «Управляемый парашют» Летура представлял собой крыло в форме зонта с изменяемым углом установки; под ним помещалась корзина с рулем направления и двумя «крыльями» (приводились в движение при помощи ножных педалей). Было несколько благополучных спусков во Франции и Англии. Но 27 июня 1854 г. произошла катастрофа — и Летур погиб. В истории авиации эксперименты Летура рассматриваются как первые публичные показы планирующих спусков при помощи неподвижного крыла. При этом отмечается, что аппарат Летура представлял собой крайне несовершенную конструкцию и был неспособен к планирующим полетам; кроме того, из-за низкого аэродинамического качества поступательная скорость при спуске была мала, и это вело к неэффективности средств управления куполом. Естественным образом парашютисты приходили к поискам способов управления за счет изменения его формы. В сохранившемся описании прыжков Элизабет Гар-нерен сказано, что она «имела возможность совершать спуски на парашюте в различных направлениях скользящим полетом. Способ заключался главным образом в том, что при спуске она придерживала часть строп руками вместе, отчего поверхность парашюта изменяла форму и наклон, а сам парашют изменял отчасти путь своего снижения вниз, делая скользящие движения в сторону». В конце XIX в. появилось много парашютистов — воздушных акробатов. Они ездили с выступлениями по разным странам и придумывали все новые трюки. Так, в 1889 г. парашютист Чарльз Леру, прославившийся своими прыжками в Америке и Европе, демонстрировал в Петербурге следующий фокус. Когда Леру бросался вниз, нижняя кромка купола была стянута, в результате он не мог наполниться и полностью раскрыться. Купол принимал сначала форму вытянутой груши. Пролетев метров двести — за это время толпа зрителей успевала испугаться, думая, что парашют не раскрылся, — Леру сдергивал кольцо, стягивавшее края купола, и он раскрывался. Парашютисты-акробаты вносили некоторые усовершенствования в конструкцию парашюта. Напри- мер, С. Болдуин в 1887 г. при выполнении воздушного аттракциона отказался от тяжелой корзины- гондолы. Он сидел прямо под воздушным шаром в подвеске. Парашют был вытянут и крепился к шару сбоку при помощи тонкой бечевки, а к стропам внизу было привязано деревянное кольцо. На высоте около 1000 м Болдуин открывал клапан шара, выпуская газ, а сам, крепко держась руками за кольцо, бросался вниз. Под действием его веса бечевка обрывалась, и парашют, наполнившись через несколько секунд, снижался со скоростью около 4 м/с. Шар, потеряв газ, падал где-нибудь неподалеку. Среди воздухоплавателей-профессионалов XIX в. особо выделяется немец Герман Латеман. Каждое свое выступление он готовил очень тщательно и продумывал мельчайшие детали. По сути, он применил новый принцип раскрытия парашюта: изобретатель складывал купол и помещал его в удлиненный мешок, который скатывал затем вместе со стропами в рулон и в таком виде подвешивал к аэростатному кольцу вблизи корзины. Падая, Латеман своей тяжестью вытаскивал купол и стропы, и парашют раскрывался. Иногда наблюдались случаи «чудесного» спасения воздухоплавателей при повреждении оболочки и потере газа, когда оболочка шара по мере выхода водорода выворачивалась вверх и, таким образом, превращалась в парашют, который существенно снижал скорость падения. Такие случаи отмечались в 1785 и 1847 гг. Используя этот принцип, Латеман разработал специальную систему «шар-парашют» и испытал ее в 1886 г. Испытание прошло удачно. Но в 1894 г. во время третьего экспериментального полета на шаре-парашюте произошла трагедия: оболочка запуталась в оснастке шара и не смогла подвернуться внутрь. Шар не стал парашютом, и Герман Латеман разбился. С исторической точки зрения представляет интерес статья о парашюте в энциклопедии Брокгауза и Ефрона, изданной в конце XIX в. (1890—1907). Она как бы подводит итог развитию парашюта в течение целого столетия. После рассмотрения парашюта Гар-нерена начала века в этой статье говорится: «До настоящего времени этот прибор остается без дальнейших существенных изменений; это — род зонтика в 5 м радиусом из 36 или более полотнищ шелковой прочной материи, сшитых вместе и с вставленным в верхней точке деревянным кольцом в 40 см диам. отверстия; к кольцу привязаны 4 веревки, длиной от 10 До 15 м, прикрепленные к легкой корзине из ивовых прутьев. Смотря по числу полотнищ 36 или более тонких, но прочных веревочек идут от наружного края П. тоже к корзине, чтобы мешать П. вывернуться от напора столба воздуха. На 4-х веревках, соединяющих верхнее кольцо П. с корзиной, укреплено распорное колесо, из легких прутьев или камышей, обеспечивающее открывание П.; диаметр этого колеса от 1 до 1,5 м. Вес всего доходит до 2-х пуд. (30—32 кг). На фиг. 1 представлен П. Шарля Л еру, погибшего при спуске на П. в Ревеле в 1889 г. Этот П. не имел корзины, а только кольцо и веревочную петлю, продевавшуюся под мышками воздухоплавателя. П. прикреплялся сбоку аэростата на особой веревке с пружинной задержкой (фиг. 3), выдерживавшей, не выпуская кольца, вес П. без воздухоплавателя; но когда последний брался за кольцо П. и повисал на нем, то пружина уступала, и шар отделялся от П. Чтобы держать шар в равновесии, с противоположной стороны места прикрепления П. укреплялся к сети шара груз, равный весу П. По отделении П. с воздухоплавателем, груз этот заставлял шар опрокинуться, Фиг. 1. Парашют Шарля Леру. Фиг. 3. Аэростат с парашютом сбоку и противовесом газ выходил из открытого нижнего отверстия шара, обращенного теперь вверх, и оболочка шара падала вниз, часто раньше спуска воздухоплавателя на парашюте... В настоящее время П., как спасательное средство, почти вышли из употребления. Ими невозможно управлять; попытки управления парашютом были сделаны Гарнереном, Летуром, Захариа, Пуатвеном (1853), Латеманом, Леру и др., но почти безуспешно...» РАЗВИТИЕ ВОЗДУХОПЛАВАНИЯ После первых полетов, носивших скорее развлекательный характер, аэростаты (сначала привязные) стали применять в научных целях (изучение атмосферы, географические исследовании и т.п.), а также в военных (для наблюдения за противником и бомбардировки с воздуха — впервые в Австрии в 1849 г.). В 1869 г. в России была организована постоянная Комиссия по применению воздухоплавания в военных целях. Привязные аэростаты оказались удобны для разведки и корректирования огня. Русские ученые использовали для научных целей и учебные полеты офицеров, снабжая аэростаты метеоприборами. Так, 19 августа 1887 г. Д.И. Менделеев на военном аэростате совершил полет длительностью 3 ч 36 мин на высоте 3350 м для наблюдения солнечного затмения. Простой воздушный шар (так называемый свободный аэростат) летит туда, куда его гонит ветер. Поэтому с момента возникновения воздухоплавания шел поиск средств управления аэростатами. Сначала по аналогии с плаванием по воде пытались применить паруса, рули и весла. Например, в 1784 г. Бланшар установил на своем аэростате парус и два весла. Французский военный инженер Менье в 1783 г. разработал основные принципы, по которым в дальнейшем стали строиться управляемые аэростаты: тип движителя — воздушный винт, форма оболочки — удлиненная и неизменяемая. Но в то время двигатель внутреннего сгорания еще не изобрели, а паровой двигатель мощностью 50 л.с. весил около 5т — для подъема его самого потребовался бы аэростат огромного объема. Только в 1851 г. талантливому механику Анри Жиффару удалось создать паровой двигатель мощностью 3 л.с. и массой всего 45 кг специально для аэростата. Через год Жиффар построил аэростат длиной 44 м и диаметром 12 м; его оболочка наполнялась светильным газом. В 1852 г. изобретатель поднялся на высоту 1800 м, пролетел некоторое расстояние со скоростью около 11 км/ч и совершил посадку. Это был первый полет управляемого аэростата — дирижабля (от фр. dirigeable — «управляемый»). В 1883—1884 гг. во Франции появляются дирижабли с электродвигателями. В 1897 г. был построен первый в мире жесткий цельнометаллический дирижабль из алюминия с бензиновым двигателем. В 1900 г. в Германии совершил первый полет дирижабль жесткой конструкции Ф. Цеппелина. Вскоре дирижабли были приняты на вооружение армий Франции, Германии, России, Италии и Великобритании. ЗАРОЖДЕНИЕ АВИАЦИИ Авиация (от лат. avis — «птица») стала бурно развиваться в начале XX в., но попытки создать летательные аппараты тяжелее воздуха предпринимались на протяжении всего XIX в. Полагают, что первым летательным аппаратом, поднявшим человека в небо, был воздушный змей. Его родиной считается Китай. Большинство историков изобретение воздушного змея относят к IV—III вв. до н.э. Китайские воздушные змеи представляли собой плоскую раму из бамбука, обтянутую бумагой или тканью. Позднее стали строить змеев, способных поднять даже человека. По данным китайской рукописной книги XI в. «Цзы чжи тун узян» («Всеобъемлющее зеркало истории»), полеты человека на воздушном змее происходили с VI в., причем из-за большого риска подобных полетов на змеях поднимали военнопленных или преступников. В 1298 г. путешественник Марко Поло, проживший в Китае 17 лет, описал такой летательный аппарат. Он отмечал в своих записках: «...Затем найдут слабоумного или пьяницу и привяжут его к раме, так как ни один здравомыслящий человек не стал бы подвергать себя такой опасности. Это делается в сильный ветер, затем змея отпускают во власть ветра, и он поднимает раму и поддерживает ее наверху, а люди держат ее за веревку. Если... рама наклоняется в сторону ветра, они подтягивают веревку и, когда рама выпрямится, отпускают ее, и рама поднимается выше...» В XVII в. плоский воздушный змей получил широкое распространение в европейских странах. Однако он не рассматривался как потенциальный летательный аппарат, так как в Средние века господствовала идея подражания машущему полету птиц как единственно возможному способу полета. Научное обоснование бесплодности попыток полета «по-птичьему» было дано в конце XVII в. В XVII— XVIII вв. появились проекты летательных аппаратов с фиксированным крылом, была высказана мысль о необходимости двигателя для полета. Однако после создания аэростата (1783 г.) интерес к летательным аппаратам тяжелее воздуха резко ослабел: казалось, что проблема полета уже решена. Но постепенно выяснилось, что большая парусность аэростатов требует больших энергетических затрат для преодоления даже слабого ветра. В то время не было подходящих (легких и мощных) двигателей, и попытки сделать аэростат управляемым долгое время оказывались неудачными. Поэтому некоторые изобретатели снова стали заниматься созданием летательных аппаратов тяжелее воздуха. Джордж Кейли, английский ученый и изобретатель, был одним из тех, кто находил это направление более перспективным. Он провел уникальные теоретические и практические исследования, результаты которых опубликовал в 1809—1810 гг. в статье «О воздушной навигации». Кейли проанализировал силы, действующие на крыло, отметил взаимосвязь между подъемной силой, углом атаки, скоростью набегающего потока и площадью несущей поверхности, разработал принципы обеспечения устойчивости в полете. Ученый испытывал модели, на опыте доказав возможность ус- Рис, 108. Модель Д. Стрингфеллоу (1848) и «Планофор» А. Пено (1871) тойчивого полета аппарата с неподвижным крылом (модель Кейли весом 108 г, построенная в 1804 г., пролетала 18—27 м со скоростью около 5 м/с), отметил преимущества бипланов и трипланов. В 1830—1890 гг. было предложено более 50 проектов самолетов, преимущественно с паровым механическим двигателем. Одновременно с появлением первых проектов самолетов началось создание летающих моделей самолетов. Модели аэропланов Пено, Татена, Харгрейва, Кресса, Можайского, Ленгли и других помогали накопить необходимый опыт и практически являлись зримым доказательством того, что аппараты тяжелее воздуха вообще способны летать (рис. 108). Для изучения наилучшей аэродинамической компоновки летательного аппарата применялись не только модели, но и воздушные змеи. Вообще, запуски воздушных змеев немало способствовали развитию авиации. Первый полет на змее в Европе датируют 1790 г. В 1856 г. капитан дальнего плавания Жан-Мари Ле Бри построил огромного змея (размах крыльев 15 м) и поднимался на нем на высоту более 50 м. В качестве прототипа аппарата был выбран альбатрос, морская птица, способная к длительному планирующему полету. Аппараты Ле Бри стали первыми в истории авиации планерами (рис. 109). Рис. 109. Планер Ле Бри, 1868 г. Первое фотографическое изображение пилотируемого летательного аппарата тяжелее воздуха В конце XIX в. в разных странах пытались построить большие аэропланы с мощными двигателями. В 1892—1894 гг. изобретатель Хайрам Максим (создатель известного пулемета) попробовал поднять в. воздух огромный биплан (весом около 3,5 т, размах крыльев 31,5 м), но ему удалось лишь едва оторваться от земли. Французский инженер Клеман Адер создал аэроплан с крыльями летучей мыши и паровым двигателем, но era аппарат оказался неустойчив и неуправляем, хотя и отрывался иногда от земли. Американский астроном Самюэль Лэнгли построил несколько больших аппаратов, которые разбились. С середины 1870-х гг. по осень 1903 г. было построено 13 самолетов. В 1870—1880 гг. самолеты не могли взлететь из-за большого веса двигателей; с 1890-х гг., когда проблема двигателя в целом была решена, основными недостатками оставались недостаточная устойчивость и управляемость. В то время как другие уделяли все свое внимание полетам с мотором, немецкий изобретатель Отто Лили-енталь пытался освоить безмоторный парящий полет (рис. 110). Вместо дорогостоящих машин он строил легкие планеры (от фр. planer — «парить») и совершенствовал их. Разбегаясь с крыльями с холма против ветра, изобретатель совершал пролеты над склоном. В полете он управлял планером при помощи ног, опираясь руками на крылья. В 1891—1896 гг. Лилиенталь выполнил более 2000 удачных скользящих полетов. Он научился пролетать свыше 100 м, находясь в воздухе до 30 с. Но летом 1896 г. изобретатель упал с высоты 15 м из-за резкого порыва ветра, сломал позвоночник и умер. «Мне не хватило чутья птицы, чтобы вовремя предугадать порыв ветра и сделать нужный маневр...» — сказал он перед смертью. У Лилиенталя были последователи: опыты с планерами продолжили английский инженер П. Пильчер, американец О. Шанют, Херринг и др. В 1900 г. братья Райт построили свой первый планер по образцу планера Шанюта. РАЗВИТИЕ АВИАЦИИ В НАЧАЛЕ XX ВЕКА В 1901 г. Райт построили второй планер. В том же году они соорудили «ветряной туннель» — аэродинамическую трубу, в которую воздух нагнетался с помощью вентилятора, где испытали более 200 моделей различных профилей. Учитывая результаты этих иссле- Рис. 110. Один из планеров Лилиенталя дований, в 1902 г. они сконструировали третий планер. Планер оказался довольно хорошо управляемым — он мог менять высоту полета и поворачивать, не теряя устойчивости. В течение зимы и весны 1903 г. братья изготовили двигатель и пропеллеры. А 17 декабря того же года был совершен моторный полет: аэроплан пролетел 260 м и находился в воздухе 59 с. В конце 1906 г. поднялся в небо первый европейский аэроплан конструкции Альберто Сантос-Дюмона. Центр развития авиации постепенно переместился во Францию. Вскоре появились самолеты конструкторов А. Фармана, Л. Блерио, А. Депердюссена, Я. Ньюпора, Г. Вуазена, И.И. Сикорского и др. Спустя 11 лет после первого полета началась война (1914—1918 гг.). К началу Первой мировой войны на вооружении воюющих стран находилось более 700 самолетов, а во время войны их было изготовлено свыше 100 тысяч. СОСТОЯНИЕ ВОЗДУХОПЛАВАНИЯ Дирижабли в начале XX в. стали более совершенными. Сформировалось три их типа: жесткие (цеппелины), полужесткие и мягкие. К началу 1910-х гг. аэростат стали применять в качестве транспортного средства. Были открыты некоторые регулярные пассажирские линии сообщения (например, между Мюнхеном и Берлином). Во время Первой мировой войны применялись разные типы дирижаблей объемом от 1500 куб. м (английский мягкий дирижабль для обнаружения подводных лодок) до 68 тыс. куб. м (немецкий жесткий дирижабль для бомбардировки и дальней разведки). Скорость их полета составляла 80—130 км/ч, высота полета 3500— 5000 м. Дирижабли участвовали в разведке вражеской территории и бомбардировках; охраняли караваны кораблей и морские рубежи. К концу войны их общее количество возросло до 470. Довольно широко в войну использовались и привязные змейковые аэростаты для разведки поля боя и корректирования артиллерийского огня. Только Россия, Франция и Германия имели на фронтах около 550 таких аэростатов наблюдения объемом 820—1050 куб. м, поднимаемых на высоту 600—2000 м. ПАРАШЮТЫ ДЛЯ ЛЕТЧИКОВ Авиация стала стремительно развиваться, и одновременно стремительно росло число погибших в авиакатастрофах. |