Воздухоплавание

Воздухоплавание, летание на аппаратах легче воздуха (в отличие от авиации). До начала 20-х гг. 20 в. термин «В.» обозначал передвижение по воздуху вообще. Зарождение научных основ В. и первые попытки подняться в воздух, используя законы аэростатики, относятся к 18 в. Как свидетельствует летопись, в России попытка подъёма на большом шаре, наполненном дымом, относится к 1731 (записки С. М. Боголепова, воспроизведённые в рукописи А. И. Сулукадзева «О воздушном летании в России с 906 лета по Р. Х.»). В 1783 член Петербургской АН Л. Эйлер вывел формулы для расчёта подъёмной силы аэростатов. В том же году французы братья Ж. и Э. Монгольфье построили аэростат, названный воздушным шаром. На этом шаре, наполненном тёплым воздухом, в Париже 21 ноября 1783 Пилатр де Розье и д'Арланд поднялись и совершили 25-мин полёт. По предложению французского учёного Ж. Шарля воздушные шары стали наполнять водородом, подъёмная сила которого более чем втрое превышает подъёмную силу нагретого воздуха того же объёма. Первый полёт длительностью 2,5 ч на наполненном водородом воздушном шаре диаметром 8,5 м совершили (также в Париже) Ж. Шарль и Робер 1 декабря 1783. Воздухоплаватели провели замеры давления и температуры воздуха на высоте 3400 м. В России первые полёты на воздушном шаре совершил француз Ж. Гарнерен 20 июня и 18 июля 1803 в Петербурге и 20 сентября 1803 в Москве.

После первых полётов, носивших больше развлекательный характер, аэростаты стали применять с научными (для изучения атмосферы, географических исследований и др.) и военными целями. 30 июня 1804 в Петербурге русский учёный Я. Д. Захаров и бельгийский физик Э. Робертсон совершили полёт на аэростате с целью наблюдения различных физических явлений. Полёт продолжался 3 ч 45 мин, была достигнута высота 2550 м. Для торможения и мягкого приземления Захаров впервые применил канат с грузом на конце (гайдроп). В феврале 1805 участники русской кругосветной экспедиции под командованием адмирала И. Ф. Крузенштерна, находясь в г. Нагасаки (Япония), впервые для наблюдения воздушных течений отправили в полёт аэростат, наполненный тёплым воздухом. В 1849 во время борьбы Италии за независимость австрийские войска организовали с помощью небольших (объёмом 82 м³) свободных аэростатов бомбардировку Венеции зажигательными и разрывными бомбами. В 1859 в сражении при Сольферино французский воздухоплаватель Ф. Надар с привязного аэростата производил разведку расположения австрийских войск, сделав фотоснимки позиций противника. Привязные аэростаты для разведки и корректирования артиллерийского огня применялись также в США во время Гражданской войны 1861—65. Во франко-прусской войне 1871 посредством свободных аэростатов была налажена связь окружённого немцами Парижа с остальной Францией. За 4 мес на 65 аэростатах объёмом 1—2 тыс. м³ было переправлено 3 млн. писем и депеш общим весом 16 675 кг, а также 150 пассажиров. В 1871 парижские коммунары пользовались аэростатами для разбрасывания листовок революционного содержания.

С момента возникновения В. до 70-х гг. 19 в. применялись только свободные и привязные аэростаты. Первый проект управляемого аэростата с воздушными винтами, вращаемыми вручную, был выдвинут в 1784 французским военным инженером Ж. Менье. В 40-х гг. 19 в. проекты управляемых аэростатов были предложены русским военным инженером И. И. Третесским, предусматривавшим, в частности, ракетный двигатель, и другими изобретателями. 24 сентября 1852 француз А. Жиффар совершил первый управляемый полёт со скоростью до 11 км/ч (в безветренную погоду) на аэростате с паровым двигателем. В 1869 в России была организована постоянная Комиссия по применению воздухоплавания к военным целям. С 1870 в Усть-Ижорском сапёрном лагере под Петербургом производились наблюдения с аэростатов за передвижениями войск и корректирование артиллерийской стрельбы по невидимым с земли целям. В 1875 русский учёный Д. И. Менделеев выдвинул идею стратостата и обосновал выбор конструкции отдельных его частей. В 1880 был основан воздухоплавательный отдел Русского технического общества. С 1 января 1880 в Петербурге начинает выходить журнал «Воздухоплаватель», издававшийся с перерывами до 1917. В 1885 в Петербурге была учреждена кадровая команда военных воздухоплавателей (в 1887 реорганизована в «Учебный кадровый воздухоплавательный парк»), которая приступила к учебно-тренировочным подъёмам и полётам на аэростатах. По инициативе русских учёных М. А. Рыкачёва, Д. И. Менделеева, М. М. Поморцева и других возобновилось применение В. для научных целей. В 1885 в Главной физической обсерватории, которой руководил академик М. А. Рыкачёв, были разработаны самопишущие метеоприборы, поднимавшиеся на шарах-зондах и воздушных змеях. 19 августа 1887 Менделеев на военном аэростате совершил полёт из г. Клина длительностью 3 ч 36 мин на высоте 3350 м для наблюдения солнечного затмения. Русские учёные использовали для научных целей и учебные полёты офицеров, снабжая аэростаты метеоприборами. Одним из организаторов этих полётов и многократным их участником был военный учёный профессор М. М. Поморцев. Ему удалось выработать методику наблюдений, усовершенствовать существовавшие аэронавигационные приборы и создать новые. Научное применение В. не ограничивалось областью метеорологии и аэрологии. Производились попытки применить свободные аэростаты (позднее дирижабли) для исследования труднодоступных местностей. В 1897, вылетев на аэростате объёмом 5000 м³ с о. Шпицберген, шведский воздухоплаватель С. Андре с двумя спутниками пытался достичь с попутным ветром Северного полюса, но попытка была неудачной, воздухоплаватели погибли.

В 1887 русский учёный К. Э. Циолковский предложил проект цельнометаллического бескаркасного дирижабля с изменением его объёма в полёте и с подогревом газа. Первый успешный полёт дирижабля со скоростью 22—25 км/ч был совершен французским воздухоплавателем А. Сантос-Дюмоном, который 13 ноября 1899 облетел вокруг Эйфелевой башни в Париже и благополучно вернулся к месту старта. В 1900 в Германии совершил первый полёт дирижабль Ф. Цеппелина. Это был дирижабль жёсткой системы, конструкция которого вскоре стала основной для дирижаблей, строившихся в Германии, Англии и США. Агрессивные устремления правящих кругов Германии и других империалистических держав побуждали развивать В. прежде всего в военных целях. В захватнической войне 1899—1902 против буров английские войска применяли сферические привязные аэростаты. В русско-японской войне 1904—05 и русские, и японские войска использовали привязные аэростаты для корректирования артиллерийского огня. С начала 20 в. получили распространение более совершенные змейковые аэростаты, созданные немцем А. Парзевалем в 1893. Такого типа аэростаты, имея сравнительно обтекаемую форму, вертикальный стабилизатор и боковые паруса, были устойчивы в воздухе и допускали наблюдение при скорости ветра до 60 км/ч. В итало-турецкой войне 1911—12 итальянские войска наряду с привязными змейковыми аэростатами впервые использовали для бомбометания и разведки 3 дирижабля полужёсткой системы. Накануне и во время 1-й мировой войны 1914—18 в наиболее развитых капиталистических странах на вооружении находились разные типы дирижаблей объёмом от 1500 м³ (английский мягкий дирижабль для обнаружения подводных лодок) до 68 тыс. м³ (немецкий жёсткий дирижабль для бомбардировки и дальней разведки). Скорость их полёта 80—130 км/ч, высота 3500—5000 м. Во время войны они эффективно участвовали в морской разведке и охране берегов, в борьбе с подводными лодками на местах стоянок морских судов и при сопровождении судов в море. Также весьма эффективны были и привязные змейковые аэростаты для разведки поля боя и корректирования артиллерийской стрельбы. Только Россия, Франция и Германия имели на фронтах около 550 таких аэростатов наблюдения объёмом 820—1050 м³, поднимаемых на высоту 600—2000 м. К концу войны в Великобритании, Франции и Италии змейковые аэростаты объёмом 100—270 м³ стали подниматься как заграждения против самолётов на высоту 2—4 км.

После победы Великой Октябрьской социалистической революции по инициативе В. И. Ленина в декабре 1917 началось формирование первых «социалистических воздухоплавательных отрядов» в гг. Петрограде, Москве, Саратове, Новгороде и др. В начале 1918 состоялся 1-й Всероссийский воздухоплавательный съезд, который наметил программу развития отечественного воздухоплавания. В первом советском научно-авиационном учреждении «Летучая лаборатория» (Москва), руководимом профессором Н. Е. Жуковским, в мае 1918 был создан аэростатный отдел. 10 августа 1918 при Реввоенсовете Республики создаётся Полевое управление авиации и воздухоплавания действующей армии (Авиадарм). Советские воздухоплаватели активно участвовали в годы Гражданской войны в боях под Царицыном, Камышином и др. Новым в боевом использовании привязных аэростатов был подъем их для разведки и корректирования артиллерийского огня с судов речных флотилий (на Волге и Днепре), а также с бронепоездов. Впервые аэростат был поднят 16 марта 1919 с бронепоезда «Черноморец», действовавшего на Южном фронте, 2-й воздухоплавательный отряд во взаимодействии с бронепоездом «Воля» за 2 недели ожесточённых боев произвёл 75 подъёмов аэростатов. Советские военные воздухоплаватели совершили на всех фронтах за годы Гражданской войны около 7 тыс. боевых подъёмов, проведя в воздухе более 10 тыс. ч.

27 июля 1920 в честь 2-го конгресса 3-го Интернационала состоялся полёт свободного аэростата. Н. Д. Анощенко, И. И. Олеринский и Л. Э. Куни поднялись на аэростате с Красной площади в Москве, достигли высоты около 5000 м и приземлились у г. Богородска. С 1921 начались регулярные полёты на аэростатах с учебной и тренировочной целями и одновременно проводились научные наблюдения. 26 января 1921 Совет труда и обороны постановил создать специальную комиссию для разработки программы по В. и авиационному строительству. Было проведено несколько конкурсов на создание лучших образцов воздухоплавательных аппаратов. 8—9 ноября 1922 Н. Д. Анощенко, И. И. Мейснер и Н. Г. Стобровский на свободном аэростате совершили полёт продолжительностью 22 ч 10 мин на расстояние 1273 км (из Москвы до озера Лиекса в Северной Карелии). Это было рекордное достижение. 12 октября 1924 Обществом друзей воздушного флота были проведены первые Всесоюзные воздухоплавательные состязания, в которых участвовало 8 аэростатов (5 аэростатов объёмом по 640 м³, 2 — по 1437 м³ и 1 — 2000 м³). Была достигнута наибольшая высота 2485 м и продолжительность полёта 23 ч 10 мин.

После окончания 1-й мировой войны в США, Франции, Италии, Германии и других странах продолжалось строительство дирижаблей различных систем объёмом от 1400 м³(полумягкая система) до 184 тыс. м³ (жёсткая система) для перевозки пассажиров, грузов и для военных целей. Достижения В. в этих странах нашли своё отражение в полётах дирижаблей 20-х гг. В мае 1926 норвежец Р. Амундсен на дирижабле полужёсткой системы «Норвегия» (конструкции итальянского инженера У. Нобиле) объёмом 18,5 тыс. м³, оборудованном 3 двигателями мощностью по 185 квт (250 л. с.), совершил за 71 ч беспосадочный перелёт с о. Шпицберген через Северный полюс на Аляску. В 1928 на таком же дирижабле У. Нобиле отправился в полёт через Северный полюс. В 1929 немецкий дирижабль жёсткой системы «Граф Цеппелин» объёмом 105 тыс. м³ совершил с 3 промежуточными посадками кругосветный перелёт протяжённостью 35 тыс. км за 21 день. Средняя скорость полёта была 177 км/ч. Позже, в 1932—37, дирижабль, совершив 136 полётов в Южную Америку и 7 полётов в США, перевёз 13 110 пассажиров.

В 30-е гг. для изучения стратосферы в разных странах совершались полёты на стратостатах. 27 мая 1931 бельгийцы А. Пикар и М. Кипфер на стратостате объёмом 14 300 м³ пробыли в воздухе 16 ч и поднялись на высоту 15 780 м, а 12 августа 1932 на том же стратостате Пикар и М. Козине пробыли в воздухе 11 ч 45 мин и поднялись на высоту 16 370 м. 30 сентября 1933 советские стратонавты Г. А. Прокофьев, К. Д. Годунов и Э. К. Бирнбаум на стратостате (конструкции К. Д. Годунова) «СССР-1» объёмом около 25 тыс. м³ достигли высоты 19 тыс. м, пробыв в воздухе 8 ч 20 мин. 30 января 1934 советские стратонавты П. Ф. Федосеенко, А. Б. Васенко и И. Д. Усыскин на стратостате «ОАХ-1» объёмом 24 920 м³ достигли высоты 22 тыс. м, пробыв в воздухе 7 ч 04 мин. 11 ноября 1935 американские стратонавты А. Стивенс и О. Андерсон на стратостате «Эксплорер-2» объёмом 105 000 м³ поднялись на высоту 22 066 м. Полёты стратостатов и шаров-зондов с автоматическими радиопередатчиками до высоты 40 км значительно расширили применение В. для научных исследований.

В СССР В. получило распространение также и в спортивных целях — в состязаниях на продолжительность, высоту и дальность полёта. 9 марта 1935 пилот В. А. Романов и профессор И. А. Хвостиков на аэростате с открытой гондолой достигли высоты 9800 м, а 3 сентября 1935 И. И. Зыков и А. М. Тропин на аэростате объёмом 2200 м³ осуществили рекордный полёт продолжительностью 91 ч 15 мин из Москвы в Актюбинскую область, 29 сентября — 4 октября 1937 на советском дирижабле «СССР В-6» объёмом 19 тыс. м³ с 3 двигателями мощностью по 177 квт (240 л. с.) был установлен мировой рекорд продолжительности полёта — 130 ч 27 мин. На борту дирижабля находились 16 человек экипажа: командир экипажа И. В. Паньков. Наибольших успехов среди женщин добилась А. П. Кондратьева, которая 14—15 мая 1939 на сферическом аэростате «СССР ВР-31» объёмом 600 м³ пролетела за 22 ч 44 мин расстояние 481 км. 16 марта 1941 С. С. Гайгеров и Б. А. Невернов совершили рекордный (по продолжительности и дальности) полёт на аэростате из Москвы в Новосибирскую область, пролетев за 69 ч 20 мин 2767 км. К началу Великой Отечественной войны из 24 официально зарегистрированных мировых рекордов в области В. 17 были завоёваны советскими воздухоплавателями. Широкое применение В. нашло в годы Великой Отечественной войны 1941—45. Аэростаты наблюдения вели длительную артиллерийскую разведку, корректировали огонь батарей. Большое распространение в системе противовоздушной обороны гг. Москвы, Ленинграда и других от налётов немецко-фашистской авиации получили аэростаты заграждения (АЗ). Значительный вклад в создание совершенных конструкций АЗ внесли коллективы инженеров, руководимые В. Н. Архангельским, К. Д. Годуновым. В обеспечении надёжной эксплуатации АЗ большую роль сыграли военные инженеры, подготовленные в Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского профессорско-преподавательским составом, возглавляемым профессором В. А. Семёновым. Кроме привязных аэростатов, в дни войны для перевозки специальных грузов в тылу применялся дирижабль мягкой системы «В-12» объёмом 3 тыс. м³. В 1944 под руководством инженера Б. А. Гарфа был сконструирован и построен дирижабль «Победа» объёмом 5 тыс. м³, показавший отличные лётные качества. С 1945 по 1947 этот дирижабль применялся на Чёрном море для отыскания минных полей, затонувших судов и др. Начиная с 1950-х гг. полёты отечественных дирижаблей прекратились. В США и ФРГ до 1960-х гг. эксплуатировалось несколько дирижаблей мягкой системы. Большинство их полётов совершалось с рекламными целями.

После окончания Великой Отечественной войны спортивное и научное В. в Советском Союзе продолжает развиваться. 3 июля 1945 на аэростате «СССР ВР-70» объёмом 600 м³ поднялись в воздух С. А. Зиновеев и А. М. Боровиков для научных наблюдений атмосферного электричества, а 9 июля 1945 с аэростата «СССР ВР-63» они провели наблюдение солнечного затмения. 11 ноября 1945 на субстратостате «ВР-79» объёмом 2700 м³ Г. И. Голышев и М. И. Волков поднялись на высоту 11 500 м для изучения физических явлений в верхних слоях атмосферы. 27 апреля 1949 на аэростате «СССР ВР-79» объёмом 2700 м³ П. П. Полосухин и А. Ф. Крикун поднялись на высоту 12100 м. 25—28 октября 1950 советские аэронавты С. А. Зиновеев, С. С. Гайгеров и М. М. Кирпичёв совершили полёт на том же аэростате из Москвы в Казахстан, пролетев по прямой около 3200 км за 84 ч 24 мин. Полёт происходил на высоте более 5 тыс. м. 50-е гг. ознаменовались большим скачком в изучении физики атмосферы и, в частности, закономерностей движения воздушных масс. Были открыты так называемые струйные течения в атмосфере. Возникла возможность создания карт струйных течений над всем земным шаром и прогнозирования трассы полёта аэростата с момента его старта на несколько суток предстоящего полёта. Одновременно с расширением знаний по физике атмосферы произошли и существенные изменения в воздухоплавательной технике. Химическая промышленность выпустила новые пластические материалы для изготовления оболочек аэростатов (полиэтилен, полиэтилен-терефталат и др.). Эти материалы прозрачны, прочны, морозостойки, очень легки (1 м² такой плёнки весит 30—50 г) и мало нагреваются лучами Солнца. На аэростате, выполненном из таких материалов, можно достичь высоты около 40 км и продолжительности полёта более 15 суток. Достижения радиотехники, электроники, автоматики, точного приборостроения и др. позволили создать надёжно летающие и выполняющие сложную исследовательскую программу беспилотные свободные аэростаты, называемые автоматическими аэростатами. Ими пользуются для изучения воздушных струйных течений, для географических и медико-биологических исследований в нижних слоях стратосферы, как стартовыми площадками для запуска метеорологических ракет и подъёма телескопов и т.д.

Лит.: Жуковский Н. Е., Теоретические основы воздухоплавания, кн. 1—3, М., 1911—12; Циолковский К. Э., Аэростат металлический управляемый, М., 1892; Молчанов П. А., Полёты в стратосферу, М. — Л., 1935; Стивенс А., Два полёта американских стратостатов, пер. с англ., М., 1937; Воробьев Б. Н., Циолковский, М., 1940; Стобровский Н. Г., Воздухоплавание, М., 1949; его же, Наша страна — родина воздухоплавания, М., 1954; Ревзин С. В., Свободное воздухоплавание, М., 1951; Анощенко Н. Д.. Воздухоплаватели, М., 1960.

Н. Ф. Логинов.