История авиации 2003 02 - Журнал История авиации. Страница 9
В истории завоевания человеком воздушной стихии аэростаты сыграли не последнюю роль. И в армии, и в народном хозяйстве нашли применение летательные аппараты легче воздуха. Однако очень скоро выявилось несовершенство шарльеров и монгольфьеров, бессильных перед воздушными стихиями. Без руля и без ветрил мчались они в необъятной сини по воле волн воздушного океана, и всё же даже в эпоху бурного развития самолётостроения их возможности для многих специалистов ещё не казались исчерпанными…
В сущности, с момента создания первых аэростатов их наиболее серьёзным недостатком была невозможность выполнения управляемого полёта против ветра. В результате многотрудных поисков, продолжавшихся более сотни лет, на переломе XIX и XX веков, наконец, возник дирижабль. Уже в начале XX века дирижабли освоили и гражданские и военные специальности — они перевозили пассажиров и грузы, разыскивали затонувшие корабли, охотились за субмаринами, бомбили позиции неприятеля, а также наносили удары по его промышленным и политическим центрам.
После подобных успехов могучих «Цеппелинов» и стремительного развития летательных аппаратов тяжелее воздуха, аэростаты, казалось бы, должны были навечно уйти в историю. Однако, как оказалось, так думали далеко не все.
В 1937 г. при производстве океанологических исследований в море Лаптевых советский пароход «Седов» задержался и не смог своевременно вернуться в порт. То же случилось и с ледокольными пароходами «Садко» и «Малыгин». Для взаимной помощи все три корабля соединились и пробовали пробиться сквозь быстро замерзающее море, но были зажаты ледяными полями. Следующим летом ледокол «Ермак» сумел вывести «Садко» и «Малыгина», но вырвать из ледового плена «Седова» не удалось, и зажатый во льдах «Седов» из игрушки стихии был превращен в научную станцию. Всего дрейф «Седова» длился 27 месяцев, в течение которых его экипаж вёл тщательные научные наблюдения, позволившие определиться с водными течениями и др. научными вопросами.
Помимо дрейфа вынужденного, нашими полярниками был устроен дрейф запланированный. Была организована специальная научная станция близ Северного Полюса. Подобрав подходящую льдину, при помощи переоборудованных тяжелых бомбардировщиков к Полюсу доставили группу полярников во главе с И.Папаниным. Предполагалось, что отважные исследователи, пребывая близ верхушки планеты, поведут научные наблюдения. Первым научным фактом, установленным экспедицией, стало наличие неизвестных до того времени течений, которые очень скоро понесли льдину от Полюса по направлению к Гренландии. Исследователей, по имени главы экспедиции названных папанинцами, пришлось снимать с льдины с помощью ледокола. Первоначально это должен был осуществить дирижабль «В-6». По трагической случайности (или халатности) он со всем экипажем погиб, врезавшись по пути следования на Север в не обозначенную на карте горную вершину.
Одновременно с идеей дрейфа во льдах зародилась идея воздушного дрейфа. Извечную слабость и порок воздушного шара решили употребить на пользу. Ведь направляемый воздушными потоками аэростат сможет помочь установить преобладающие воздушные течения. Если, конечно, потоки атмосферного воздуха направляют себя не бессистемно, в чём тогда были убеждены далеко не многие метеорологи. Планы научных исследований были разработаны Академией Наук СССР, Главным Управлением Гидрометеорологической Службы при Совете Народных Комиссаров (УГС СНК) и другими заинтересованными организациями. По получении от проектантов из Спецгруппы НИИ ГВФ первого обнадеживающего результата в виде аванпроекта руководители заинтересованных ведомств запросили мнение первых лиц страны.
14 ноября 1939 г. Начальник Аэрофлота комдив Молоков, вице- президент Академии Наук СССР академик О.Ю.Шмидт и начальник Главного Управления ГМС при СНК Ушаков писали В.М.Молотову в секретном документе, в частности, следующее: «Аналогично дрейфу со льдами в Арктике исключительный интерес представляет дрейф в воздухе на аппарате, пассивно следующем с воздушной массой.
Глубокие и всесторонние работы такой экспедиции дадут возможность решить ряд чрезвычайно важных вопросов геофизики и динамики атмосферы, в особенности эти исследования будут ценным вкладом в дело научного обоснования представлений об изменении режима погоды, и дадут возможность впервые поставить на разрешение вопросы участия воздушных масс различного происхождения в механизме циркуляции атмосферы Северного полушария…» 1* Надо сказать, что этот документ появился не на пустом месте. В НИИ ГВФ достаточно интенсивными темпами велись работы по созданию пилотируемых аэростатов различных конструкций, основной задачей которых как раз и были исследования геофизики и динамики атмосферы. В результатах будущих исследований был весьма заинтересован ГВФ СССР, развивавшийся в конце 30-х годов весьма быстрыми темпами. В это время советская гражданская авиация осваивала самолёты новых типов и новые трассы, большая часть которых пролегала через сибирские и дальневосточные просторы, строились новые аэродромы и посадочные площадки. Для как можно более эффективной эксплуатации расширявшегося хозяйства требовалась соответствующая метеорологическая поддержка. Однако, развёртывание гигантской сети метеостанций на бескрайних пространствах требовало значительных средств, множества точных приборов и огромного количества специалистов. По самым скромным подсчётам, при существовавших темпах развития этой отрасли, на решение подобной задачи требовалось около 10 лет, что, конечно, было неприемлемо долго.
В то же время постройка всего лишь нескольких пилотируемых геликостатов позволила бы значительно быстрее и за существенно меньшие средства решить эту проблему. Предполагалось, что экипаж геликостата сможет совершать беспосадочный перелёт «продолжительностью в 500–600 часов при средней высоте полета 3000–4000 м».
Предложенная В.В.Манцевым и С.А.Поповым конструкция выгодно отличалась от традиционных подходов, применявшихся при решении подобных задач. Но прежде чем перейти к её описанию, автору хотелось бы сделать небольшой экскурс в физику.
Как известно, аэронавтика подчиняется закону Архимеда — подъемная сила несущего газа, заполняющего оболочку, равна разнице между весом воздуха, вытесняемого оболочкой, и весом несущего газа. С подъемом на высоту понижается давление окружающего воздуха. Заключенный в оболочке газ рассширяется, грозя её разорвать. В связи с этим к оболочке аэростата пристраивали «аппендикс». Через аппендикс в оболочку закачивали газ. Чтобы оболочку не разорвало при подъеме на высоту, аппендикс оставляли открытым, и через него излишки газа естественным образом удалялись. Кроме того, через аппендикс происходило «загрязнение» газа атмосферным воздухом — типичный недостаток шарльеров. Надо заметить, что солнечный свет на больших высотах нагревал газ в воздушном шаре, в результате чего ставший лишним объем расширившегося газа также выходил через аппендикс. При этом подъемная сила аэростата снижалась. Поэтому геликостат получил двойную оболочку с воздушной термоизолирующей прослойкой. Окраска также имела значение — наименее сильно на солнце мог нагреваться шар белого цвета.
Изюминкой проекта было решение проблемы балласта. Последний использовался, как известно, для стабилизации летательного аппарата по высоте. Его сбрасывали по мере того, как снижалась подъёмная сила заключённого в шаре газа. С тем, чтобы выброс балласта происходил плавно, использовали песок, дробь или воду. С потерей большого числа газа аэростат мог потерять форму, поэтому аэронавты придумали «балонет». Балонет — это своего рода «аэростатий пузырь» (так писалось в оригинале. — Прим. Авт.), гарантирующий поддержание минимально необходимой подъемной силы и сохранение внешней формы оболочки. Таким образом, продолжительность полета практически всецело зависела от величины возимого на аэростате балласта.
1* Стиль и орфография цитируемых документов даются в оригинальном виде с купюрами малозначительных фрагментов.