Для современного человека подготовка к путешествию – это написать заявление на отпуск,
сделать пару кликов в приложениях и вовремя приехать в аэропорт. Но раньше люди покоряли
новые высоты и земли буквально с помощью подручных материалов и – самое главное – силы
ветра.
Воздушный шар
Как только его не называют: аэростат, монгольфьер, шарльер, розьер. Формально это разные виды воздушных шаров, но различает их только наполненность – внутрь могут запускать водород,
водяной и светильный газ или нагретый воздух. Все шары работают по одному принципу – огромная «надувная» оболочка и прицепная корзина, движимые силой ветра. Как они взлетают без мотора и механических элементов управления? С помощью пропановой горелки «внутренность» шара нагревают, а поскольку нагретый газ или разреженный воздух легче холодного, устройство взлетает – чистая физика. Чтобы начать снижение, нужно выпустить часть горячего воздуха из шара с помощью специального шнура, и вся конструкция медленно опустится вниз.
Воздушный шар придумали в 1783 году во Франции два брата – Жозеф-Мишель и Жак-Этьенн
Монгольфье. Их первыми пассажирами стали животные – в сентябре ввысь взмыли петух, баран и
утка. Запуск шара в небо стал прорывом, и за триумфом даже наблюдали король Людовик XVI и
его жена Мария-Антуанетта. Полет длился около 8 минут, в течение которых животные успели
преодолеть около 3 км. В какой-то момент сфера надорвалась, но шар плавно спустился на землю.
Пострадал только петух: баран отдавил ему лапу.
Спустя два месяца в небо отправились люди. Звание первых в мире аэронавтов принадлежит
Пилатру де Розье и Франсуа д’Арланду. Они поднялись и преодолели расстояние в 8 км.
Сегодня полетать на воздушном шаре может любой, кто готов за это заплатить. Но кроме
развлечений их используют в благих целях. Например, запускают, чтобы брать пробы воздуха для
исследований. А в Пуэрто-Рико и на Американских Виргинских островах после урагана «Мария»
аэростаты стали точками раздачи мобильной сети LTE – перемещаясь по региону, они
обеспечивали людям возможность написать близким.
Когда мир еще не знал самолетов с бизнес-классами и огромных пассажирских лайнеров, на
помощь путешественникам приходили парусные суда. Тысячи лет назад благодаря им люди
открыли новые земли, европейцы «переехали» в Новый свет и наладили торговлю между
странами. Тогда парусники ходили медленно, но после сотен лет модернизации, они способны
двигаться быстрее скорости ветра и даже идти против него.
Паруса шьют из синтетической материи, которая крепится к рангоуту – системе мачт, реев и
гафелей. Если на судне стоит прямой парус, то сила ветра просто давит на него, заставляя
двигаться вперед. Если установлен косой парус, как на многих современных яхтах, то он работает
как крыло самолета, создавая «подъемную силу», направленную вперед. Из-за особенностей
аэродинамики воздух с выпуклой стороны паруса движется быстрее, чем с вогнутой, и давление с
внешней стороны паруса меньше, чем с внутренней.
Парусники способны ходить практически против ветра, если он дует спереди и немного под
углом – моряки называют это острым курсом или бейдвиндом.
XXI век предлагает автоматизацию любого процесса, и парусные суда – не исключение. В
прошлом году парусник-робот Sailbuoy SB Met, построенный норвежской компанией Offshore
Sensing AS, за два с половиной месяца самостоятельно пересек Атлантику.
Четырехмачтовый барк «Крузенштерн», носящий имя русского мореплавателя Ивана Крузенштерна. Фото: www.espritgrandlarge.com
Параплан
«Парашют планирующий» с легкостью помещается в небольшой сумке, так что, если увидите
коллегу с набитым рюкзаком, не удивляйтесь, если в ближайшем будущем он будет хвастаться
фотографиями своих полетов. Хотя в конструкции параплана нет ничего, кроме мягкого крыла и
пары креплений, на нем возможно преодолевать большие расстояния на высоте тысячи метров.
Секрет в самом устройстве: крыло сшивают из двух полотен синтетической ткани сзади и по
бокам, а спереди появляется щель, перекрытая нервюрами (перегородками). Через них образуются воздухозаборники, которые принимают поток воздуха, создающий повышенное давление в крыле, – так оно становится жестким и держит форму.
Чаще всего парапланеристы стартуют с высоких точек: холмов или гор. Главное условие –
прыгать против ветра, чтобы восходящий поток помог взлететь. Если ветер спокойный, параплан
просто балансирует, постепенно опускаясь. А чтобы подняться выше, нужно поймать восходящие
воздушные потоки. На помощь приходят либо термические, возникающие из-за разницы
температур воздуха, либо динамические, появляющиеся, когда ветер сталкивается с препятствием, например, с горой.
Управлять полетом можно, «потягивая» тросы крепления и меняя траекторию полета. В таком
случае нужно учитывать эффект маятника – аппарат реагирует на все манипуляции позже на 1–2
секунды.
Второй способ управления – своим весом влиять на положение центра тяжести
относительно крыла, после чего меняются ориентация крыла и траектория полета.
В мире нет единого мнения о том, кто создал первый параплан. Американцы считают его
создателем инженера Дэвида Бериша, который делал парашюты для NASA в 1960-х и представил
им что-то, очень напоминающее параплан. А европейцы отдают лавры изобретателя Пьеру
Лемуаню — он примерно в то же время предложил сделать в куполе парашюта горизонтальные
щели, чтобы положение пилота было горизонтальным, а устройством можно было управлять.
Бурное развитие парапланеризма пришлось на 80-е годы, после чего они только
модернизировались. Сегодня на параплан можно установить мотор, чтобы полет стал динамичнее.
Но это ведь не так интересно!
Человек в костюме белки-летяги прыгает с Эйфелевой башни вниз, увы, разбиваясь насмерть. Вот
так трагично и шумно началась история вингсьюта, когда француз Франц Райхельт в 1912 году
решился проверить свой экспериментальный летательный аппарат. После его неудачи
изобретатели со всего мира пытались создать безопасный летающий костюм, и в результате этой
гонки погибло около 80 человек. Из-за такой высокой смертности в Америке в 50-х годах
наложили запрет на любые испытания устройств по типу «летучая мышь» и «белка-летяга»,
который действовал на протяжении 30 лет. Но в 1996 году француз Патрик де Гайардон создал
прототип вингсьюта с тремя двухслойными крыльями, надуваемыми за счет входящего потока воздуха. Тестируя устройство, сначала он прыгал в нем из самолета, спускался на несколько
километров и забирался обратно в летящий самолет. После нескольких попыток и испытаний
устройство можно было считать безопасным, но только в 2015 году Международная авиационная
федерация признала вингсьют-пилотирование видом воздушного спорта.
Вингсьют – простой тканевый костюм, сшитый из парашютного материала и внешне
напоминающий что-то среднее между крыльями птицы, летучей мыши и белки-летяги. И человек
в нем действительно летит как птица – в горизонтальном положении он движется вперед, а не
вниз. Как и в случае с парапланом, крылья надуваются с помощью восходящих воздушных
потоков через воздухозаборники, что создает подъемную силу для движения.
Чтобы «оседлать» вингсьют, советуют совершить минимум 200 прыжков с парашютом. Но
смельчаки, выбравшие вингсьют, не останавливаются на простых прыжках и ставят рекорды. В
2004 году вингсьютеры пересекли пролив Босфор, а в 2008-м – Гибралтар. Совсем недавно, в 2017
году двое французских «белок-летяг» (видимо, у французов генетическая предрасположенность к этому виду спорта) пролетели несколько километров, а потом на полном ходу попали в
движущийся рядом самолет. А эффектнее всего смотрятся полеты в стиле «стая», когда люди
летают большими группами, – максимальная включала в себя 61 человека.
Кто сказал, что люди не умеют летать? Фото: АНО «Центр парашютной подготовки и спорта», skycenter.aero
Воздушные шарики
Что? Да! И речь не о вымышленном дедушке из мультфильма «Вверх!» и не о летающем Винни-
Пухе, а о реальных смельчаках, которые покоряют небо на воздушных шариках. На самом деле
при должном знании физики вычислить подъемную силу шаров, учитывая свойства гелия, вес
материала и плотность воздуха на разных высотах, не сложно. Другое дело – будучи 90-
килограммовым телом, решиться на подобный риск. Но мир знает нескольких таких безумцев.
Самая нелепая, но смелая попытка принадлежит Ларри Уолтерсу. Им двигала детская мечта – всю
жизнь он хотел летать, но в военно-воздушные силы США его не взяли из-за плохого зрения.
Тогда Ларри стал водителем фуры, но мечту не забыл. И в 1982 году взмыл ввысь, привязав к
дачному креслу 45 больших воздушных шаров, наполненных гелием. С собой он взял самое
ценное: пиво, бутерброды, рацию и пневматическое ружье для отстрела шаров. Сидя в кресле, он
поднялся на высоту 4800 м, хотя изначально рассчитывал на 10–20 м. На такой высоте стрелять по
шарам было опасно, и оставалось ждать спасения. Оно пришло спустя несколько часов в виде двух пилотов самолета, сообщивших экстренным службам о присутствии человека в небе. Оказалось, что Ларри попал в пространство, контролируемое авиационными силами США. Вскоре он все же начал спускаться на землю, приземлившись без происшествий. Рекордсменом он не стал, поскольку не имел с собой сертифицированного высотомера, зато получил прозвище «Ларри - Дачное кресло», Премию Дарвина 1982 года и штраф в 4 тысячи долларов.
А вот россиянин Виталий Куликов, как выпускник физфака МГУ, подошел к делу со всей
ответственностью. Для строительства своего «неболета» он провел множество расчетов, составил
графики, таблицы и списки необходимых вещей. В 2004 году он совершил два взлета. Первый
состоялся 25 сентября, когда с помощью 360 шариков он поднялся на высоту 400 м и пролетел 8,5
км.
Теперь понятно, чем вдохновлялись создатели мультфильма «Вверх!». Фото: Jason Cross, www.flickr.com
Второй полет был масштабнее. В ноябре того же года Виталий нанял целую команду для
накачивания шаров – для связки из 800–900 штук понадобилось 15 человек и 53 баллона с гелием.
Диаметр каждого шара достигал примерно 120 см. С собой Виталий взял документы, деньги,
барометрический альтиметр, приемник GPS, часы, компас, камеры, диктофон, трос, нож, спички,
воду и еду. Он взлетел со скоростью подъема 7 м/с, и, согласно показаниям высотомера, пиковой
точкой стала высота 5724 м, после чего началось самопроизвольное снижение. Всего Виталий
провел в воздухе несколько часов, а место старта и место приземления разделяло 64 км.
