230 лет первому полету человека на воздушном шаре

В 1782 году Братья Жан-Этьенн и Жозеф-Мишель Монгольфье, увлекавшиеся вопросами динамического воздухоплавания, а также пытавшиеся экспериментировать с оболочками, наполняемыми водородом, знакомые с этим открытием, пришли к выводу, что причиной подъема облаков является их электризация. С целью получения газа, обладающего электрическими свойствами, они начали сжигать мокрую солому и шерсть. Этот материал они использовали по аналогии с процессами, происходящими в электрографе, а воду добавляли для получения пара, схожего с составом облаков.

Жозеф-Мишель и Жак-Этьенн Монгольфье

Свои шары (вначале они были прямоугольных форм и только затем сферические) они называли аэростатическими машинами. Один из таких шаров, диаметром 3,5 метра, был показан родным и знакомым. Шар, поднявшись на высоту 300 метров, продержался в воздухе около 10 минут. После этого братья Монгольфье построили оболочку диаметром более 10 метров, она была сделана из холста, в верхней части изнутри оклеена специальной бумагой (которую специально для этой цели создал швейцарский химик Ами Аргант) и усилена веревочной лентой. Демонстрация этого шара состоялась на базарной площади в городе Анноне 5 июня 1783 года. Был составлен протокол, который отразил все подробности полёта. Шар поднялся на высоту до 500 метров и продержался в воздухе около 10 минут, пролетев при этом 2 километра.

Это был большой матерчатый шар, проклеенный для плотности бумагой. На середине на шар был укреплен дополнительный матерчатый пояс, от которого спускались вниз веревки, за них предполагалось удерживать шар при наполнении дымом. Вся конструкция получилась большой, громоздкой и весила более 200 килограммов.

Первый полёт монгольфьера 5 июня 1783 г.

Разложив в специально устроенном очаге костер, братья и их добровольные помощники разместили над ним горловину шара, который стал быстро наполняться горячим воздухом и вскоре уже рвался в небо. Веревки отпустили, и одиннадцатиметровый шар, на боку которого было написано на латыни «К ЗВЕЗДАМ», устремился ввысь.

День выдался безветренный, и шар, хотя и поднялся довольно-таки высоко, вскоре плавно опустился примерно за километр от места старта. Демонстрация первого полета воздушного шара прошла более чем успешно. С этого дня Жозеф и Этьен Монгольфье навсегда вписали свои имена в историю покорения неба.

Жак Александр Сезар Шарль

Однако, история монгольфьера началась ещё раньше. В августе 1709 года бразильцем по происхождению Бартоломеу де Гусман, живущим в Португалии, была продемонстрирована модель воздухоплавательного аппарата, представлявшего собой тонкую яйцеобразную оболочку с подвешенной под ней маленькой жаровней. При одном из испытаний модель поднялась в воздух на 4 метра.

В том же году Гусман приступил к осуществлению проекта «Пассаролы». Однако нет никаких свидетельств о том, состоялся ли этот проект. Но в любом случае Гусман был первым человеком, который, опираясь на изучение физических явлений природы, сумел выявить реальный способ воздухоплавания и попытался осуществить его на практике.

История о том, что в 1731 году подьячий, якобы происходивший из Нерехты, Крякутной (Крякутный — в ряде публикаций XX в.; немец крещеной Фурцель — в первом варианте рукописи коллекционера и крупного фальсификатора исторических источников начала XIX века А. И. Сулакадзева) в Рязани сделал попытку подъема на тепловом воздушном шаре, многими современными исследователями признается сфальсифицированной, поскольку «записки Боголепова» (который, согласно сведениям А. И. Сулакадзева, занимал в Рязани значимый полицейский пост), на которые ссылался Сулакадзев, неизвестны, а число подделок и подложных приписок к текстам, исходящих от него, очень велико. Таким образом, история Фурцеля-Крякутного — результат двойной фальсификации.

Изобретением братьев заинтересовались в Париже. Король Людовик XVI поручил Академии наук пригласить братьев Монгольфье в столицу для демонстрации своего удивительного шара. Любопытно, что практически за несколько дней, когда посыльные только ехали к братьям, произошло повторное открытие возможности создания летучего шара. Пока братья готовились к приезду в Париж, Академия поручила физику Жаку Александру Сезару Шарлю подготовить обоснованное мнение по поводу изготовления и полета на воздушном шаре.

Удивительно, но Шарль пошел тем же путем, что и братья. Он предположил, что шар можно наполнить водородом, и даже подготовил соответствующие расчеты. О возможности использовать горячий воздух он не догадался. Так как братья Монгольфье долго не могли добраться до Парижа, Шарль решил сам произвести опыт с шаром, наполненным водородом. Но он оказался дальновиднее братьев и пропитал оболочку небольшого шелкового шара (примерно 4 метра в диаметре) раствором каучука. В последующем открытый им способ изготовления оболочки шара использовался до середины ХХ века.

2 августа 1783 года Шарль провел в Париже первый полет изобретенного им шара. Наполненный водородом шар стремительно взлетел к облакам с Марсова поля. Но затем случилось что-то непонятное, шар исчез, а на землю опустилась его лопнувшая оболочка. К тому времени ученые уже знали, что с высотой воздух становится менее плотным. Давление внутри шара, оставаясь постоянным, просто на определенной высоте разорвало его оболочку.

Шарль снова засел за расчеты, но к этому времени в Париж приехали братья Монгольфье. Они привезли с собой новый шар, названный ими монгольфьером. Шар был значительно усовершенствован, а главное, под ним была закреплена легкая корзина из ивовых прутьев. Братья предполагали рискнуть и взлететь, но парижские ученые их отговорили, мотивируя это тем, что сердце человека может не выдержать быстрого подъема в высоту.

Для начала решили отправить в полет животных. Когда шар начали готовить к полету, удивление парижских ученых вызвала простота найденного братьями решения – горячий воздух. А для поддержания подъемной силы шара в полете, братья, после наполнения шара горячим воздухом, прикрепили под горловиной небольшую жаровню с углями.

19 сентября того же года в Версале (под Парижем) в присутствии короля Людовика XVI во дворе его замка в час дня братья Монгольфье пустили в Версале шар, в корзине которого помещались баран (овца), петух (курица) и утка. Шар пролетел 4 километра за 10 минут и на значительной высоте шар прорвался, но спустился настолько плавно, что животные нисколько не пострадали. Для его наполнения потребовалось 2 пуда (32 кг) соломы и 5 фунтов (2,3 кг) шерсти.

Построенный ими новый шар был крупнее: высота 22,7 метра, диаметр 15 метров. В нижней его части крепилась кольцевая галерея, рассчитанная на двух человек. Но король Франции Луи XVI запретил авторам проекта принимать личное участие в полете.

И впервые в истории в свободный полет на воздушном шаре, построенном братьями Монгольфье, отправились химик Жан Франсуа Пилатр де Розье вместе со своим другом маркизом Франсуа д'Арландом.

Наполненный горячим воздухом шар поднялся из сада замка де ла Мюэт в западном пригороде Парижа 21 ноября 1783 года. Воздухоплаватели достигли высоты 915 метров и за 25 минут покрыли расстояние в 9 км, а затем благополучно приземлились в открытой местности вблизи дороги на Фонтенбло.

Полет сам по себе был замечательным событием, но помимо этого он как бы подытоживал крупнейшее достижение химии: отказ от флогистонной теории строения вещества, рухнувшей, когда оказалось, что различные газы имеют разный вес.

С первыми полетами пилотируемых и беспилотных воздушных шаров тесно связаны имена четырех выдающихся химиков — Джозефа Блэка, Генри Кавендиша, Джозефа Пристли и Антуана Лавуазье, чьи работы открыли путь к ясному пониманию химической природы материи. В последующие годы в Европе было совершено множество полетов на воздушных шарах.

Модель шара братьев Монгольфье в музее авиации в Ле Бурже

24 сентября 1784 года в Лионе впервые в воздух на монгольфьере поднялась женщина. Госпожа Тибль в присутствии шведского короля Густава III поднялась на высоту 2700 метров и продержалась в воздухе 142 минуты.

15 июня 1785 года стал трагическим в истории воздухоплавания. В этот день погибли пилот, физик, изобретатель Жан Франсуа Пилатр-де-Розье и его друг — механик Ромен. Этот аэростат (розьер) представлял собой комбинацию монгольфьера и шарльера, что и привело к трагедии.

В дальнейшем монгольфьеры уступили своё место аэростатам, наполняемым водородом, так называемым шарльерам. Это было вызвано присущими монгольфьерам недостатками: необходимость брать на борт большое количество топлива, опасность возникновения пожара в воздухе и т. д.

Однако, во второй половине XX века монгольфьеры вновь стали популярны. К этому привело появление новых легких и огнестойких материалов и появление специальных газовых горелок, которые вместе с газовыми баллонами составили удобный и надежный комплекс управления тепловыми аэростатами. Кроме того, появился и такой вид монгольфьеров, как солнечные. Перепад температур между воздухом в оболочке и окружающей средой может составлять около 30 °C. Разумеется, такие аэростаты могут летать только в солнечную погоду, да и объём оболочки в 2,5—3 раза больше, чем у обыкновенных.

Появление новых типов монгольфьеров привело и к появлению новых видов соревнований и воздушных праздников — фиест. В соревнованиях необходимо как можно точнее привести аэростат в заданную точку или оптимизировать временной или дистанционный интервал полета. Фиесты же представляют собой более фееричное зрелище: одновременный старт десятков, сотен, а на особо крупных фиестах и тысяч монгольфьеров различных форм и цветов производят на зрителей неизгладимое впечатление.