Я познаю мир. Авиация и воздухоплавание

Казалось бы, весьма трудно смоделировать полет воздушного шара таким образом, чтобы ветры несли его все время в нужном направлении. Ведь аэростат не дирижабль, рассчитывать на мощность моторов тут не приходится. Однако, как показывает практика, трудность эта вполне преодолима. За годы «холодной войны» синоптики накопили немало данных о ветрах и струйных течениях, практически постоянно существующих в верхних слоях атмосферы, на высоте порядка 11 км, и успешно использовали эти знания не только для запуска метеорологических зондов, но и при посылке шаров-шпионов неоднократно пересекавших, скажем, территорию нашей страны с Дальнего Востока до Скандинавии. Этими же воздушными течениями, как мы уже говорили, постоянно пользуются экипажи рейсовых авиалайнеров.

Иное дело — техническая подготовка по лета. Здесь сложностей хоть отбавляй. Вот что, к примеру, рассказывал о них Д. Нотт, один из пионеров в организации сверхдальных перелетов на воздушных шарах. По его словам, из пяти попыток облететь Землю еще в начале 80-х годов три провалились из-за утечки газа. Только потому, что заполнить лежащую на земле оболочку шара — дело весьма деликатное; острая веточка или даже травинка могут сыграть роль иголки.

Но вот, допустим, нам удалось удачно стартовать. Теперь необходимо набрать исходную высоту полета, достичь тех воздушных потоков, которые понесут наш шар в выбранном направлении.

Высота полета воздушного шара, как известно, регулируется либо изменением подъемной силы, либо сбросом балласта. К первому способу очень часто прибегают пилоты монгольфьеров — аэростатов, наполняемых теплым воздухом. Здесь в распоряжении пилота всегда есть пропановая горелка, с помощью которой он подогревает воздух в оболочке до нужной температуры, и шар исправно набирает высоту.

Однако такой шар обладает малой подъемной силой и для сколь-нибудь длительных воздушных путешествий не годится. Здесь обычно используются шарльеры — аэростаты, оболочка которых наполняется легким газом, обычно гелием.

Такой шар обладает максимальной подъемной силой при взлете. Потом же, из-за неизбежных утечек газа из баллона, он постепенно теряет часть своей подъемной силы. И чтобы компенсировать потерю, удержаться на нужной высоте полета, экипаж вынужден сбрасывать на землю заранее взятый с собой в кабину балласт.

Обычно роль балласта выполняют мешки с песком или свинцовой дробью. Косвенно ту же роль выполняют и баки с топливом, используемым для обогрева кабины, баллоны с кислородом — на больших высотах, как известно, бывает холодно даже летом, да и кислорода для дыхания катастрофически недостает.

Уже упоминавшийся международный экипаж в составе американца JI. Ньюмена, того же англичанина Р. Бренсона и нашего летчика-космонавта В. Джанибекова для своего полета в начале 1993 года использовали конструкцию, позволившую им обойтись без традиционного балласта. Вместо него к гондоле был прикреплен еще один герметический баллон. Только наполнялся он не гелием, а обычным воздухом.

Регулировка высоты полета происходила следующим образом. Утром верхний, гелиевый баллон, обогретый солнцем, увеличивал свою подъемную силу, и вся конструкция начинала набирать высоту. Чтобы не выйти за пределы попутного воздушного потока, экипаж с помощью компрессоров закачивает в нижний баллон дополнительное количество воздуха, как бы добавляет балласта, и шар прекращает подъем.

К ночи может возникнуть обратная ситуация: охлаждающийся гелиевый баллон теряет часть подъемной силы, его тянет вниз. Экипаж теперь откачивает часть воздуха из нижнего баллона, конструкция облегчается, можно продолжать полет.

Остроумное техническое решение оказалось тем не менее не самым удачным. Именно балластный баллон и зацепился за вершину одной из гор Сьерра-Невады. Не помог и аварийный сброс обычного балласта — нижний баллон был прорван, полет пришлось прекратить.

В будущем, как полагают эксперты, полет вокруг земного шара удастся осуществить, скорее всего, с помощью аэростата комбинированной конструкции — розьера. Кроме гелия, в оболочке необходимо предусмотреть и отсек, заполняемый воздухом, который может нагреваться пропановыми горелками, увеличивая по мере необходимости подъемную силу гелиевых отсеков.

Именно такие шары использовали тот же Бренсон и его коллеги в начале нынешнего года. Однако и на сей раз их постигла неудача: никому не удалось облететь вокруг земного шара. Хотя и был поставлен новый мировой рекорд продолжительности полета — международному экипажу в составе швейцарца Б. Пикара, бельгийца Б. Верстраэтена и англичанина Э. Элеона удалось преодолеть свыше 20 тыс. км, побив рекорд американского воздухоплавателя-одиночника С. Фоссета, пролетевшего в прошлом году 16 тыс. км.

В начале 1999 года НАСА планирует запустить беспилотный шар-зонд диаметром около 90 м. Он, возможно, и будет первым летательным аппаратом легче воздуха, который облетит вокруг земного шара без посадки.

Новые цеппелины