Воздушный путь

Выражение «легче воздуха» надо понимать в том смысле, что вес предмета, о котором идет речь, должен быть меньшим, чем вес воздуха, взятого в таком объеме, какой занимает данный предмет. Те же рассуждения применяются обычно при сравнении весов, и когда встречается выражение, что медь приблизительно в 8 раз тяжелее воды, а ель приблизительно в 2 раза легче, то во всех случаях материалы берутся в том же объеме, как и вода. Уже очень давно стало известным, что в воде плавают предметы, которые «легче» воды. Многие свойства воздуха похожи на свойства жидкостей. Естественно поэтому было предположить, что если бы удалось сделать такой предмет, который весил бы меньше, чем воздух, взятый в равном объеме, т. е. был бы легче воздуха, то такой предмет поднялся бы на воздух, «всплыл бы» в нем, как всплывает в воде кусок дерева. Но если создание предмета, плавающего по воде, являлось делом очень простым, так как в природе имеется множество материалов легче воды, то сделать что-нибудь легче воздуха было гораздо более сложной задачей, так как все имеющиеся в природе твердые и жидкие материалы во много раз тяжелее воздуха. Например, легкое дерево — ель — приблизительно в 500 раз тяжелее воздуха. Сам воздух приблизительно в 800 раз легче воды, т. е. 1 кубический метр воздуха в обычных условиях весит около 1,293 килограмма. В старых русских мерах вес выразился бы таким образом: приблизительно 20 ведер воздуха будут весить один фунт[ 1 ]. Таким образом воздух, которым мы дышим, который служит точкой опоры для птиц, представляет из себя вещество очень легкое. В природе, однако, встречаются вещества еще значительно более легкие, чем воздух. Это — некоторые газы, т. е. вещества, имеющие строение похожее на воздух.

К таким легким газам относятся: светильный газ, весящий приблизительно в 10 раз легче воздуха, и еще более легкий газ — водород. Как известно, в воде могут плавать не только твердые, но и жидкие тела. Масло или керосин поднимаются на поверхность воды так же, как и всякое другое плавающее тело. Приблизительно такие же явления происходят и в воздухе. Более легкие газы стремятся «всплыть», т. е. подняться в высшие слои атмосферы[ 2 ] . Из всего сказанного станет понятным, каким образом практически мог быть создан аппарат «легче воздуха». Для этого нужно было сделать непроницаемую оболочку — как бы мешок возможно малого веса и наполнить его одним из упомянутых выше легких газов. В том случае, когда вес газа, оболочки и всего, что к ней прикреплено, будет меньшим, чем вес воздуха, взятого в том же объеме, такой прибор должен будет подняться на воздух. Эти научные сведения стали известными во второй половине 18-го столетия. Немногим позже последовало и практическое применение их, т. е. постройка первых воздушных шаров.

До сих пор мы говорили о применении особого легкого газа. Но можно поступить и иначе. Можно достигнуть того, чтобы обыкновенный воздух внутри оболочки шара весил значительно меньше, чем равный ему объем воздуха снаружи оболочки. Для этого достаточно нагреть воздух внутри шара, оставив в нижней части оболочки отверстие. От теплоты воздух расширяется, и часть его будет вытолкнута через нижнее отверстие. Оставшееся внутри шара количество воздуха будет теперь весить меньше, чем наружный воздух в том же объеме. Если степень нагревания и размеры шара достаточны и оболочка не тяжела, то такой прибор должен будет подняться на воздух, так же как и наполненный легким газом.

Первые воздушные шары

Приведенные выше научные данные были впервые применены на практике во Франции. Честь постройки первого воздушного шара, заведомо поднявшегося на воздух, принадлежит братьям МОНГОЛЬФЬЕ. Летом 1783 года они сделали небольшой воздушный шар из легкого полотна, оклеенного бумагой. В нижней части шара было оставлено отверстие, сохранявшее свою форму благодаря имевшимся в нем обручам. Для нагревания воздуха шар помещался над небольшим очагом, в котором сжигали солому. В присутствии посторонних зрителей 5-го июня 1783 года вблизи Лиона во Франции был произведен первый опыт. Когда воздух внутри оболочки был достаточно нагрет, шар был отпущен и сейчас же плавно и быстро поднялся на высоту почти в две версты[ 3 ]. За это время воздух в нем успел охладиться, и шар начал опускаться и потом упал на землю. Удача первого опыта воодушевила строителей, и они сейчас же приступили к постройке шара значительно больших размеров, такого, который мог бы поднять на воздух двух человек. В то же время французская академия наук поручила одному из своих ученых, профессору ШАРЛЮ, построить другой воздушный шар. На этот раз было решено наполнить воздушный шар или, как его называют иначе, аэростат, не гретым воздухом, а легким газом — водородом.