Рецензия на книгу д-ра К. Данилевского «Управляемый летательный снаряд» (Циолковский)
| Без названия |
| Опубл.: 1899. Источник: Научное обозрение, 1901, №5, с. 219-223 |
Управляемый летательный снаряд. Д-ра медиц. К. Данилевского. Харьков, 1900 г.
Летательный снаряд д-ра Данилевского состоит из продолговатого вертикально расположенного аэростата, наполненного водородом. Внизу подвешивается сиденье для человека. Пассажир этого корабля, с помощью педалей, вертит колесо, подобное пароходному. Только лопасти этого колеса, вообще, движутся ребром, не встречая сопротивления воздуха. Но одна из лопастей, напр., верхняя, постоянно открывается, встречая при вращении сопротивление воздуха. Можно также заставить открываться нижние лопасти или, по желанию, боковые. Так что можно заставить воздух, при вращении колеса, то давить справа и, следовательно, подвигать аэростат влево; то — наоборот: то снизу вверх, то сверху вниз.
Этот простой механизм после уравновешивания аэростата позволяет ему в неподвижном воздухе двигаться во все стороны. Я только не узнал из книги, как весь снаряд поворачивается; но допустим, что и этот процесс совершается удовлетворительно, как о том и свидетельствует г. Данилевский.
Конечно, корабельный винт действует бесконечно лучше, но ось винта нужно поворачивать, когда приходится горизонтальное действие менять на отвесное, что сопряжено с практическими затруднениями и потому понятно, почему д-р Данилевский употребил для первых опытов свой весьма несовершенный пропеллер. Тип пропеллера 97 года был еще несовершеннее, по мнению г. Данилевского.
Над колесом, под баллоном, расположен горизонтальный аэроплан, состоящий из нескольких узких пластинок, которые можно держать горизонтальными или наклонять. В 97 году аэроплана не было, а продолговатый баллон имел горизонтальное положение и заменял собою, то есть своей поверхностью, аэроплан. Горизонтальную ось баллона можно было наклонять к горизонту, как наклоняют пластинки аэроплана.
Г. Данилевский — практический труженик; никаких вычислений, ни даже самых простых расчетов он в своей книжке не дает; он не мог (или не хотел: не знаю) также сделать указаний о скоростях самостоятельного движения, которые он мог получить при своих опытах, но все это не мешает его книжке иметь некоторый интерес. Мечтать и делать — две вещи разные. Г. Данилевский именно делал дело, как умел.
Г. Данилевский приобрел большую известность и недаром: такие опыты, если не ошибаюсь, у нас в России производятся в первый раз. Что же касается до новизны идеи, то об этом умолчим: важнее всего знать, насколько она плодотворна.
Обратимся сначала к снаряду 97 года.
Д-р Данилевский называет свой снаряд началом или зачатком снарядов, тяжелейших воздуха. Действительно, снаряд его обыкновенно падает книзу с небольшою силою (в несколько фунтов). Эта тяжесть одолевается вращением колеса и тогда снаряд стоит неподвижно или даже поднимается.
Итак, поднятие и опускание обеспечены. Но если при поднятии или опускании надлежащим образом наклонить горизонтальную ось баллона, то результатом будет и поступательное движение его в желаемую сторону. Г. Данилевский, хотя и делает свои полеты в абсолютно тихую погоду, но почему-то, как я говорил, ничего не сообщает о полученных самостоятельных скоростях движения, как в горизонтальном, так и в отвесном направлении (зато он довольно подробно указывает на выгоды своего изобретения). В таком случае нам остается только теория, на основании которой мы скажем, что эти самостоятельные скорости настолько ничтожны, что о них не стоит и говорить.
В 99 г. г. Данилевский делает те устройства своего летательного снаряда salto mortale, изменив положение продолговатого баллона на вертикальное. B самом деле, не получив заметного результата в горизонтальном движении, он напер на вертикальное, которое, конечно, улучшилось, благодаря малому сопротивлению при отвесном движении. Но совсем от самостоятельного горизонтального движения он не отказывается: в 99 году над головой пассажира г. Данилевский устраивает наклонные плоскости. При поднятии и опускании снаряда, встречный воздушный поток ударяет в них и заставляет баллон немного отклоняться от вертикального направления и приобретать поступательное движение также и в горизонтальном направлении. За неимением опытных данных (то есть непосредственных точных наблюдений самого г. Данилевского), опять сообщим г. Данилевскому, что если в 97 году самостоятельная горизонтальная скорость его снаряда была незаметна, то в 99 году она наверно была еще меньше вследствие вертикального положения баллона и его увеличенного сопротивления при боковом движении. Если даже допустить, что наклонное поднятие (или опускание) баллона совершается по направлению его наклонной оси, то и тогда — раз вертикальная слагающая, или скорость поднятия, мала — горизонтальная слагающая или поступательное горизонтальное движение будет еще меньше (потому что движение немного уклоняется от вертикали).
Зато 99 год выиграл в отвесном направлении или, лучше сказать, в скорости отвесного движения. Однако и тут мы должны разочаровать г. Данилевского. Он совсем не имеет в виду нагревание шара солнцем во время полета. В таком случае подъемная сила шара (вернее, аэростата продолговатой формы) настолько увеличивается, что для спуска необходимо выпускание газа, а следовательно нужен клапан, без которого г. Данилевский вначале думал обойтись. Что же касается до его колеса, приводимого во вращение человеческой силой, то его действие окажется недостаточным, а человеческая работа должна быть доведена до неестественного напряжения. Впрочем и сам д-р Данилевский не отрицает необходимости клапана в исключительных случаях и даже думает со временем приспособить его к своему аппарату.
С воздухоплавателем г. Данилевского уже был такой случай, когда мальчика (сам г. Данилевский не летает, вероятно вследствие недостаточной подъемной силы баллона) подняло, вместо предполагаемых нескольких десятков сажен, на 1½ версты. Д-р Данилевский объясняет этот случай неправильным уравновешением аэростата и соскочившей цепью, но он же упоминает еще и о солнце, которое еще более подгадило дело, нагрев оболочку и заключенный в ней газ (см. стр. 45). Если мальчик справился с своей задачей, слегка только рискнув собою, то, может быть, лишь потому, что солнце опять скрылось за облака, шар остыл и потерял свою излишнюю подъемную силу. После этого случая г. Данилевский и пришел к необходимости клапана для выпускания водорода. Итак, снаряд г. Данилевского должен иметь клапан; он должен бы иметь и округлый внизу рукав, как большинство воздушных шаров, если бы поднятия его были так же значительны по высоте, как и обыкновенных аэростатов. По крайней мере, того требует полная безопасность снаряда.
Г. Данилевский особенно упирает на свободу вертикального передвижения, хотя эта свобода в его снаряде более чем сомнительна. Поднявшись в соответствующий слой воздуха, г. Данилевский думает отправиться по любому направлению. Мы сообщим г. Данилевскому, что ветер на высотах хотя изменяется, но вообще весьма медленно, так что мечтать на этом основании о воздушных путешествиях по желаемому направлению неосновательно.
Из 83 воздушных путешествий воздухоплавательного отдела Имп. Русского Технического Общества видно, что среднее изменение азимута ветра, при поднятии шара на высоту 1000 метров (около одной версты), составляет только 7 градусов. Так что если бы мы хотели найти противоположное течение воздуха, то в среднем нам пришлось бы подниматься на высоту 25 верст (см. VII вып.: Воздухоплавание, стр. 34). Не спорю, бывают случаи противоположных ветров, при незначительной разнице высот, но, судя по предыдущим данным, довольно редко. Правда, данные из воздушных путешествий довольно односторонни, потому что такие путешествия обыкновенно совершаются в благоприятную погоду и потому относятся только к таковой; но во всяком случае отыскать подходящее течение на незначительной высоте вовсе не так легко, как воображает г. Данилевский. Он даже думает, что идеал будущего воздушного корабля состоит в полном его подчинении воздушным стихиям или в полете по ветру (стр. 78). Со временем, может быть, это и будет так, но теперь едва ли. Направление ветра меняется часто и сильно с течением времени и потому движением атмосферы можно и выгодно пользоваться, но для этого едва ли теперь найдут возможным забираться на высоту 5-10 верст, не говоря уже о 25 верстах. Итак, летательный снаряд г. Данилевского, если бы и был управляем в вертикальном направлении, остается бессилен в достижении благоприятных воздушных течений.
Рассмотрим его самостоятельное поступательное (или горизонтальное) движение. Почему-то г. Данилевский думает, что для успешного достижения этого непременно нужно то подниматься к верху, то опускаться.
Правда, мысль пользоваться всей поверхностью аэростата, вместо малой поверхности винта, бесспорно хороша, но, с одной стороны, г. Данилевский уже почти отказался от нее, с другой — такой прием сопряжен со многими невыгодами. Эта идея неблагоразумна уже потому, что снаряд вместо кратчайшей прямой траектории должен описывать ломаную или кривую весьма изгибистую линию. Кроме того, поднимаясь даже невысоко, снаряд попадает в слои воздуха, где скорость его течения раза в два более, чем внизу. Значит, в случае противного ветра, снаряд должен расходовать значительно большую работу, чем если бы он двигался внизу и одолевал только слабый противный ветер. Также и в случаях благоприятного течения, опускаясь вниз, он попадает в медленно движущиеся слои атмосферы и опять теряет в скорости сравнительно с тем, что было при движении его на определенной высоте. Выходит, что для получения той же скорости, ему нужно усилить энергию.
Скорость движения летательного аппарата г. Данилевского также неравномерна, в особенности если при поднятии не иметь поступательного движения. При неравномерном же движении расходуется тем большая работа, при прохождении одного и того же пути, чем неравномерность больше. И с этой стороны идею г. Данилевского нельзя одобрить.
Наконец, постоянное изменение в направлении движущей снаряд силы, постоянное изменение давления воздуха и других метеорологических условий, которым подвергаются пассажиры и корабль, не может хорошо отозваться ни на них, ни на корабле и его принадлежностях.
Г. Данилевский имел похвальное желание призвать научные силы для теоретической разработки своих мыслей. На его призыв отозвался профессор С.-Петербургского Политехнического Института, известный г. Евневич. Он пишет письмо д-ру Данилевскому, в котором посвящает несколько страниц интегралам и дифференциальным уравнениям для выяснения движения плоскости под определенным углом к горизонту. Мы готовы были разобрать эти формулы и сделать кое-какие выводы о траектории плоскости, не сделанные г. Евневичем, но в самом начале были остановлены в этом благом намерении самим же профессором Евневичем. Действительно, основанием для своих выводов г. Евневич берет формулу Ньютона о сопротивлении воздуха движению наклонной плоскости, формулу, как известно, грубо неверную (см. стр. 32). В моих глазах Ньютон есть величайший гений в мире математики и физики, но формула его все-таки неверна и может давать показания в 10, 100, 1000 раз и более неправильные, в зависимости от угла наклона плоскости к направлению воздушного потока.[1]
Профессору Евневичу и г. Данилевскому это неизвестно. Г. Данилевский печатает работу г. Евневича и присоединяет ее к своей книжке, как драгоценный перл.
Д-р Данилевский глубоко умиляется перед профессором и думает, что не столько он, г. Данилевский, сколько будущие поколения оценят труды г. Евневича на пользу воздухоплавания.
Бесспорно, г. Евневич ученый необычайно доброй души, но ведь этого мало, чтобы работать над делом воздухоплавания. Бесспорно, профессор Евневич почтенный ученый в своей области и уважаемый преподаватель, но в чуждом для него деле воздухоплавания он лишь исполнил забавную роль сапожника, вздумавшего печь пироги. Г. Данилевский захотел пирожка, а г. Евневич, не научившись новому делу печения пирогов, преподносит оные публике; и не только публика, но и г. Данилевский, известный изобретатель, скушал их с упоением и благодарностью (см. стр. 37).
Прибавим, что книга г. Данилевского издана очень опрятно и читается не без интереса, вследствие живого изложения глубоко увлекающегося человека. Не достает только числа наблюдений и еще кое-чего…
Примечания
править- ↑ Циолковский был уверен, что исправил формулу Ньютона о давлении потока на пластину в своей работе «Давление жидкости на равномерно движущуюся в ней плоскость» (1891). Это неверно, в той ранней своей работе Циолковский предложил модель, альтернативную ньютоновской, кроме того совершил множество ошибок. (Прим. ред.)