200 лет истории воздухоплавания. Взгляд назад

Данный винтажный материал был переведен уважаемым коллегой NF. Перевод был выполнен в апреле 2015 года.

В 80-х годах двадцатого века завершается второе столетие истории воздухоплавания. В захватывающей дух истории развития авиационной техники последних семидесяти лет как то тускнеют события предшествовавших 130 лет развития, когда горстка людей заложила основу для огромного рывка в техническом прогрессе.

Но не только воспоминания об этом стали смутными – даже основа традиций с тех пор не всегда остались прежней. Большое количество литературы даже не подразумевает, что мы в реальности знаем не так то и много о более ранней истории воздухоплавания, и то многое, что мы сегодня знаем, в действительностью просто является фальшью. Оказывается, что даже незначительные неточности и перекочевавшие из других источников ошибки в итоге имеют большое значение, и эти ошибки больше чем недостаток детальных знаний в итоге создают гигантские пробелы в наших познаниях. В данном материале мы хотим не просто дать оценку тому, что имело место ранее, а попытаемся предложить концепцию ревизии наших представлений о более раннем периоде развития воздухоплавания. Противоречия по ряду вопросов останутся, и разрешить их можно будет при помощи обобщения всего имеющегося по данной тематике бесчисленного материала. Мы надеемся, что в своё время и эти материалы будут опубликованы.

В течение девятнадцатого века в воздухоплавании в первую очередь старались получить пригодный для полетов дирижабль. Поэтому ранняя история авиационной техники была эпохой развития воздухоплавания и в основном этим занимались Германия и Франция. Развитие воздухоплавания не было постоянным и непрерывным. Наоборот, имели место довольно разные и хорошо  различимые этапы.

1. Эпоха просвещения создала моральные условия для прорыва в третье измерение. Воздухоплавание и альпинизм имели одинаковые корни, и не случайно они начали своё развитие вместе. Летательный аппарат возник как результат осознанного изъявления воли, и он не был случайным последствием одного научного открытия или только что созданными новыми техническими возможностями. Моментом, давшим толчок к развитию воздухоплавания, стала война за независимость Соединённых Штатов. Воздушные баллоны были созданы как инструмент борьбы за новые идеалы.

2. Из возможности совершать движения в вертикальном направлении возникло желание совершать подобные движения и по горизонтали. Таким образом, сначала возник вопрос механического привода для летательных аппаратов, который был частично решен изобретением воздушного винта.

За исключением источника энергии все основные предпосылки к созданию дирижабля были решены в течение удивительно короткого времени. Все суммарные технические возможности были объединены в проекте летательного аппарата, созданного в 1791 году Монье (Meusnier) – одним из выдающихся представителей науки того времени. Во время последовавших за этим политических событий достигнутые результаты были частично забыты. Во время первой фазы (после 1782 года) интерес представляли воздушные баллоны. Управление этими баллонами ограничивалось перемещениями по вертикали, а вершиной их использования – в качестве привязных аэростатов во время революционных войн.

3. Хотя воздушные баллоны оставались практически единственными летательными аппаратами, высокая стоимость изготовления и содержания до начала 19-го века ограничивали их применение. В основном воздушные баллоны использовали в качестве аттракционов, в научных целях и в интересах вооруженных сил.

Неудачи попыток сделать воздушные баллоны управляемыми привели к тому, что летательные аппараты тяжелее воздуха вновь привлекли к себе внимание. Тем не менее, после 1810 года попытки создать дирижабль вновь стали более многочисленными. Продолговатая форма летательных аппаратов стала наиболее распространённой, а для привода рулей и вёсел вновь была использована мускульная тяга человека. Механизмы этих приводов уже были значительно улучшены. Существенным прорывом стало стали опыты Леппиха (Leppich) в ходе которых не позднее 1817 года удалось развить незначительную скорость при перемещении летательного аппарата.

Решающее значение имело повторное открытие воздушного винта в качестве средства тяги и гораздо более удачные опыты, совершенные Людвигом Лайнбергером (Ludwig Leinberger) в 1821 году.

4. Следующим толчком стала постройка локомотивов. С 1836 года Лайнбергер, а затем Жиффар (Giffard) занимались разработкой лёгких паровых приводов, которые можно было бы использовать в воздухоплавании. Задумки использовать пар в качестве среды, создающей подъёмную силу, увели Лайнбергера в ином направлении и закончились неудачей при его попытке создать в 1842 году цельнометаллический дирижабль. Жиффар же наоборот считал необходимым использовать энергию паровой машины и воздушного винта с поверхностями, от которых поток воздуха был бы сориентирован в определённом направлении.  В 1852 году в работах Жиффара был определенный успех, но из-за низкой мощности паровой машины полученный эффект оказался небольшим.

5. В 1850-х годах вслед за ускорением научно-технического прогресса последовал новый всплеск интереса к воздухоплаванию и авиации, приведший к большому количеству проектов. В основном это были проекты дилетантов, которые только в самых общих чертах начали получать какие-либо реальные знания в области воздухоплавания. Аэродинамика получила решающий импульс из судостроения и баллистики. Под влиянием судостроения признание получил и воздушный винт.

Превосходство технической подготовки приобрело первоочередное значение и привело к тому, что инженеры переняли руководство в технических вопросах. Во Франции и в Британии пришли к созданию первых специальных обществ, занимавшихся воздухоплаванием. Общей целью в то время был вновь возникший вопрос: самолёт или дирижабль. Кроме того, пропитанное механикой мышление вело к тому, что вопрос выбора силовой установки воспринимался как главный вопрос воздухоплавания. Для дирижаблей такая постановка вопроса в целом была правильна, но на развитие летательных аппаратов тяжелее воздуха такой вопрос оказывал тормозящее воздействие.

6. При этом кажется невероятным, что Рауль Хаенлайн (Paul Haenlein) единственный из всех предугадал важность двигателя внутреннего сгорания, который в будущем станет единственным пригодным для воздухоплавания. Таким образом, Хаенлайн не только держал в руках первый камень, но и первым сумел распознать последовательность работ, которые необходимо было провести. В его проекте 1865 года содержались все важнейшие особенности дирижабля. В планомерных исследованиях, проведённых им в последующие годы, была создана тщательная проработка всех узлов, позволявшая вплотную приблизиться к практической реализации. Его участие в разработке силовых установок, статической тонкостенных конструкций и в аэродинамике стали краеугольным камнем будущей техники.

Проведенные Хаенлайном в 1872 году испытания созданной в большом масштабе модели разработанного им дирижабля показали, что данный летательный аппарат может достигать необходимой для управления горизонтальной скоростью. Однако испытания по финансовым причинам были прерваны уже на начальном этапе. Тем не менее, дирижабль Хайнлейна был первым управляемым летательным аппаратом и был на столько продвинутой разработкой, что последовавшие за этим в течении трех десятилетий работы в воздухоплавании выглядели анахронизмом.

дирижабль Пауля Хаенлайна «обр. 1872» был первым в мире летательным аппаратом с двигателями

7. Хотя к двигателям воздушного сгорания и был указан путь, на них обращали внимание на удивление мало. Последовавшие за работами Хаенлайна разработки дирижаблей в течении двадцати пяти лет – за одним единственным исключением – вновь вернулись к использованию мускульной силы человека, к паровым машинам или к таким же никак не подходящим для этих целей электродвигателям. Все эти попытки оказались неудачными в первую очередь из-за так и не разрешенных проблем с силовой установкой.

С 1870 года во Франции вопросы, касавшиеся воздухоплавания, стали восприниматься очень серьёзно и после неудачи с прообразом дирижабля, приводимым при помощи силы мускул человека, в 1872 году к делу энергично подключились государственные структуры. В Германии же наоборот, начиная с 1873 года все работы в этом направлении на много лет были частично приостановлены. Причиной тому была неверная интерпретация результатов исследований, которые физик Гельмхольц (Helmholtz) выполнил по заказу правительства Пруссии. По этой же причине, например, полученные Лилиенталем решающие результаты в области аэродинамики на долгое время были скрыты от общественности. Первое общество, объединившее в себе всех специалистов и заинтересованных воздухоплавнием лиц, было основано в Берлине лишь в 1881 году. Основной целью данного общества была стремление привлечь серьёзное внимание к вопросам воздухоплавания в Германии.

Разворот, в результате которого в Германии стали более внимательно заниматься всем, что связано с воздухоплаванием, стал возможным при помощи начальника Генерального штаба и специалиста в вопросах транспорта Мольтке, которому удалось нейтрализировать «вердикт Гельмхольца». В это время в Германии были проведены ряд небольщих исследований (Баумгартен [Baumgarten], Велльнер [Wellner], Вольфф [Wolff], Кох [Koch], Вольферт [Wölfert]) которые слишком идеализировали результаты, но реально эти исследования так и остались безуспешными.

1884 году по инициативе Мольтке в было создано специальное подразделение летательных аппаратов в противовес обладавшему большим дирижаблем французскому подразделению под командованием полковника Ренара (Renard). Уже в том же 1884 году данным применение немецким подразделением воздушного баллона дало хорошие результаты. Стало возможным выполнять небольшие перелёты. Впервые конструкция летательного аппарата стала более близкой к той, что ранее предложил Хаенлайн. Данное подразделение Пруссии стало проводить исследования вместе с Хаенлайном так как в полной мере были оценены его предложения, в то время как во Франции попытки военных получить приемлемые результаты из за недостатков силовых установок были приостановлены.

8. С технической точки зрения в Германии в то время уже было возможно создание летательного аппарата подобного дирижаблю. К тому времени рядом изобретателей (Хаенлайн, Лилиенталь, Даймлер, Кёртинг [Körting], Бенц) уже были созданы или были близки к созданию необходимые для этого силовые установки. Конфигурация дирижабля уже давно была оптимизирована, и представления о том, каким образом необходимо было проводить дальнейшие исследования были определены при помощи Хаенлайна.

Проведение испытаний оказалось не возможным из-за большой стоимости, которую государство не имело возможности нести в связи с экономической депрессией, имевшей место в период с 1873 по 1895 годов. Среди частных инвесторов так же не нашлось заинтересованных лиц, пожелавших вложить средства в разработку объекта, который еще вообще был под вопросом в части возможности добиться каких-либо результатов и, как следствие, под вопросом находилась рентабельность подобных разработок.

Что же касалось государства, то его интересы в данном случае распространялись только на нужды вооруженных сил. Военное министерство дало отказ в решающем вопросе относительно этой военно-технической новинки в части дальности полета, поскольку в то время не имелось серьезных угроз извне от потенциальных противников. Что касается пригодности летательных аппаратов для вооруженных сил, то только в 1905 году летательные аппараты вновь привлекли к себе внимание. В это время при осуществлении планирования из-за значительного увеличения времени, необходимого на проведение предварительных исследований, Генеральный штаб вооруженных сил Германии принял решение заранее предпринять ряд необходимых мер. И все же осуществление планов по разработке летательных аппаратов стало проводиться с 1906 года.

9. Испытания больших дирижаблей могли быть проведены только после улучшения экономического положения. Новый импульс промышленности был получен за счет бурного развития автомобилестроения и технологий, созданных к 1895 году.

Последовавшие за этим исследования, на которые, к сожалению, Хаенлайн не имел возможности повлиять оказались неудачными из-за своей концепции и показали, что разработка и постройка дирижаблей должны зависеть не только от силовой установки. В это время во Франции мало значимые малые дирижабли Сантос-Дюмона всё же служили лишь стимулом, оказавшим некоторое влияние, в то время как в Германии безуспешные попытки Вольферта, Шварца (Schwarz) и фон Цеппелина были восприняты более серьёзно.

Как раз в это время Шварц и фон Цеппелин имели в необходимом количестве финансовые и материальные средства и ранее проведенные работы показали, что весь технический комплекс воздухоплавания следует развивать только за счет систематических исследований и что к успеху может привести лишь летательный аппарат с как можно более простой конструкцией. После Хаенлайна и Ренара Жулио (Julliot) первым авиационным конструктором, который вступил на правильный экономичный путь и который достиг поставленных целей.

с дирижаблем Lebaudy «Le Jaune» Анри Жулио привел к успеху концепцию Пауля Хаенлайна. В 1902 году дирижабль «Le Jaune» стал первым в мире удачным летательным аппаратом легче воздуха с силовой установкой

Так во Франции с 1902 году был создан первый удачный дирижабль с двигателями внутреннего сгорания «Julliot-Lebaudy». Этот дирижабль имел решающий импульс значительному развитию всего воздухоплавания. В Германии первое применение дирижабля «Julliot-Lebaudy» французскими вооруженными силами во время маневров в 1905 году так же привело к прорыву в этой области, и подобно Жулио уже в 1906 году Базенах (Basenach) построил дирижабль, конструкция которого в точности повторяла конструкцию, которую еще в 1872 году предложил Хаенлайн. Такое техническое решение, в принципе, стало определяющим для всех дирижаблей и по сей день остается обязательным для современных мягких дирижаблей.

То, что концепция Хаенлайна была перекрыта фон Цеппелином, является делом истории. Различие было в методике: мягкие и жесткие дирижабли. Метод фон Цеппелина оказался ошибочным. Тем не менее, в понимании ошибочного направления в развитии дирижаблей с не должно быть места эмоциям.

Как мы и предупреждали ранее, выше нами была прослежена линия в развитии дирижаблей. Дальнейшие работы будут касаться схожего описания истории развития авиационной техники.

источник: Gero v. Langsdorff «200 Jahre Luftfahrt-Geschichte. Ein Rückblick» «Luftfahrt international» 1/80