Текст книги "Величайшие рукотворные чудеса"

Автор книги: Андрей Низовский

Соавторы: Станислав Зигуненко
сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 27 страниц)

Парашют

Плавающие по морю имеют на случай «нештатной ситуации» шлюпки или хотя бы спасательные круги. А воздухоплаватели? Можно ли спасти жизнь летчика, попавшего в аварийную ситуацию?

«Предотвращающий падение» – так переводится с французского слово «парашют». Здесь мы поговорим о том, как это изобретение получило полезное усовершенствование в России, стало безотказным инструментом для спасения жизни авиатора при аварии летательного аппарата.

В сентябре 1910 г. под Петербургом состоялся воздушный праздник, в котором приняли участие Ефимов, Уточкин, Руднев и другие известные авиаторы того времени.

Во время полетов произошла трагедия, потрясшая всю страну, – на глазах почтенной публики разбился известный пилот, капитан А. М. Мациевич.

Александр Блок, тоже ставший невольным свидетелем трагедии, отозвался на это событие стихами, в которых есть такие строки:

 
И зверь с умолкшими винтами
Повис пугающим углом…
Ищи отцветшими глазами
Опоры в воздухе… пустом!
 
 
Уж поздно: на траве равнины
Крыла измятая дуга…
В сплетеньи проволок машины
Рука – мертвее рычага…
 

Юзеф Древницкий – единственный парашютист среди участников того праздника – дал интервью газетному репортеру, в котором с горечью констатировал, что многие официальные чины смотрят «на спуск с парашютом как на акробатические упражнения». Они никак не могут уразуметь, что это спасательный прибор, способный сыграть такую же роль в авиации, какую играют пробковые пояса на флоте.

Надо сказать, что подобная мысль приходила в голову не только Ю. М. Древницкому. В том же 1910 г. француз К. Вассер предложил первый авиационный, то есть предназначенный именно для спасения в случае аварии аэроплана, парашют. Однако эту конструкцию нельзя назвать удачной, поскольку она представляла собой попросту большой зонт со спицами, который укладывался в хвостовой части аэроплана. По идее, в нужный момент авиатор должен был достать этот зонтик, раскрыть его и прыгать с ним из машины. Однако изобретатель просчитался в размерах своей конструкции – зонт площадью около 50 кв. м попросту не помещался в самолете, так что его даже не стали испытывать.

Более удачной оказалась идея французского же изобретателя М. Эрвье. Он сшил мягкий купол из трех различных видов материи. В средней части он использовал тяжелый материал со специальной пропиткой вокруг центрального отверстия, а по краям, где давление поменьше, соответственно и ткань была поставлена более легкая. Ну и посредине имелась вставка из материала средней плотности.

Испытания, проведенные путем сбрасывания 80-килограммового манекена с парашютом с верхушки Эйфелевой башни, показали работоспособность конструкции. Но когда перешли к испытаниям на самолете, то оказалось, что громоздкий купол можно разместить только под летательным аппаратом, где он изрядно мешал при посадке и создавал излишнее сопротивление в полете. В общем, было найдено не самое удачное решение. В том конструкторы вскоре убедились на печальном опыте. Во время одного из полетов погибла Кайя де Кастелла – отважная парашютистка, испытывавшая разработки своего мужа. Купол запутался в растяжках самолета и не смог раскрыться.

Наиболее удачную во всех отношениях конструкцию предложил человек, казалось бы, никоим образом не причастный к авиации, – актер императорских театров Глеб Евгеньевич Котельников. Его настолько потрясла гибель Мациевича, что он решил во что бы то ни стало создать устройство для спасения авиаторов.

Котельников долго размышлял о возможных вариантах складной конструкции. Помог ему, как это часто бывает, случай. Вот что рассказал о нем Глеб Евгеньевич в своей книге «Парашют».

«Как-то после спектакля в летнем театре Таврического сада мы с товарищами, разгримировавшись, болтали в уборной. Кто-то постучал в дверь.

– Можно, – крикнул я. – Мы уже переоделись.

Вошла актриса, жена одного из моих собеседников.

– Дай мне мою сумочку, – обратилась она к своему мужу. – В саду довольно прохладно сегодня.

– Что вы, – рассмеялся я. – Разве сумочка греет?

– Не сумочка, а щелковая шаль, – сказала актриса, взяла сумочку, открыла ее, быстрым движением выдернула щелковую шаль и распустила ее по всей комнате.

– Слушайте! – крикнул я. – Ведь это же мысль. Это же то, что надо! Ничем не пропитанный щелк!

Товарищи смотрели на меня с изумлением. Они не понимали, о чем я говорю. А я в эту минуту решил сшить купол парашюта именно из легкой, непрорезиненной и ничем не пропитанной Шелковой материи…»

Это действительно была удачная мысль. Шелковая ткань легка, эластична, упруга, легко разворачивается потоком воздуха. Впрочем, «береженого Бог бережет», и Котельников, подстраховываясь, решил вставить в край купола упругую спираль, которая бы помогла быстрейшему развертыванию купола. Потом, подумав, отказался от этой идеи – купол должен был раскрыться и так.

Теперь нужно было решить проблему, где размещать парашют в сложенном виде. Вариантов к тому времени было предложено уже немало. Так, скажем, дамские портные Майер и Гример из Парижа предлагали вниманию своих сограждан и иностранцев парашют-пальто. На первый взгляд это действительно было длинное и мешковатое пальто. Но стоило расстегнуть пояс и оно превращалось в купол, удерживающий человека на стропах, прикрепленных с изнаночной стороны.

Однако такая конструкция прижилась лишь на страницах шпионских детективов. Например, в известном романе «Тайна двух океанов» можно прочесть, что именно на таком парашюте-пальто спустился из окна высотного здания некий шпион. А вот на деле все вышло куда трагичнее.

Когда испытатель Франсуа Ренхельдт спрыгнул с той же Эйфелевой башни, то на сохранившейся киноленте отчетливо видно, как парашют-пальто, хоть и раскрылось полностью, но не смогло удержать человека от стремительного падения.

Расчет показал: для безопасного спуска нужен был купол как минимум впятеро большей площади. Скажем, у того же Котельникова получилось, что для человека весом около 80 кг нужен купол площадью не менее 50,7 кв. м.

Поначалу изобретатель хотел разместить такой купол в специальном шлеме. Но головной убор получился столь внушительных размеров, что от такой мысли пришлось отказаться.

И тогда Котельников вспомнил о солдатском ранце, который носили за плечами. «Вот туда и нужно уложить парашют», – решил он.

Воплощая идею на практике, Глеб Евгеньевич усовершенствовал конструкцию ранца, снабдив его сильными пружинами, которые и выбрасывали купол тотчас при раскрытии.

Впрочем, испытания показали, что купол наполнялся воздухом и полностью расправлялся в считанные секунды даже без помощи пружин.

Так появился на свет парашют РК-1, что означало «русский, Котельникова, модель первая», от которого ведут родословную все современные конструкции.

Парусник «Катти Сарк»

На почетной стоянке в центре Лондона навечно застыл изящный парусник. Это знаменитая «Катти Сарк» – неоднократная победительница так называемых «чайных гонок», самый скоростной корабль своего времени.

Одним из первых о его судьбе рассказал известный наш писатель-фантаст Иван Ефремов. В молодости он был моряком, а первая любовь не забывается. Вот он и вспомнил эту историю…

К середине XIX в. Лондон стал крупнейшим центром чайной торговли в мире. Лучший чай в ту пору доставлялся в столицу Англии из Китая. Причем чем меньше находился деликатный товар в пути, тем меньше он просаливался морскими ветрами, тем лучше было его качество. Вот лондонские купцы и установили премию: два фунта стерлингов за каждую тонну чая нового урожая экипажу того судна, которое первым доставит свой груз.

В итоге между капитанами и командами парусников начались захватывающие состязания. Каждое судно стремилось прийти в лондонский порт первым.

Из всех парусников того времени самыми быстроходными были клиперы, отличавшиеся узким длинным корпусом и огромной парусностью. Такие суда специально стали строить для «чайных гонок» в Америке, Франции, России и, конечно, самой Англии.

«Катти Сарк» спустили на воду в ноябре 1869 г. в шотландском городе Думбартоне на реке Клайд. Длина парусника составляла около 65 метров. Подводная часть была обита 3000 металлических листов, предохранявших деревянный корпус от морских древоточцев.

При попутном ветре «Катти Сарк» несла на трех мачтах паруса общей площадью 3350 кв. м. Издали казалось, будто над водой стремительно несется белоснежное облако…

До спуска «Катти Сарк» чаще всего на дистанции Шанхай – Лондон первенствовал английский же клипер «Фермопилы». Новичок вступил с ним в состязание, которое продолжалось четверть века. Ежегодно «Катти Сарк» и «Фермопилы» отрывались от других судов и разыгрывали приз первенства между собой.

Говорят, «Фермопилы» выиграли всего один-единственный раз, когда «Катти Сарк» попала в жестокий тайфун и получила повреждения руля, корпуса и мачт.

Легендарный клипер был побежден не соперниками, а временем. Корабль с годами постарел, а на морях появились первые пароходы, скорость которых мало зависела от силы и направления ветров. Они стали приходить в порт назначения с точностью курьерских поездов. Да и груз в их стальных трюмах сохранялся лучше. Так что надобность в гонках постепенно отпала. И «чайные клиперы» сняли с дистанции.

«Катти Сарк» стала возить в Англию шерсть из Австралии, причем в 1887 г. прошла путь из Сиднея до Лондона за 70 суток. Это был рекорд для парусных судов. А под конец своей карьеры, в годы Первой мировой войны, «Катти Сарк» перевозила даже уголь, из белой красавицы стала замарашкой. Потом и вовсе была отведена на стоянку в дальний угол гавани.

Ее собирались уж продать на дрова, да возмутились капитаны парусного флота. «Хотя бы один чайный клипер должен быть сохранен для истории», – решили они. И стали собирать по подписке деньги на реставрацию «Катти Сарк».

Сегодня полностью восстановленный парусник стал одной из достопримечательностей английской столицы.

Подземная лодка

Начиная, пожалуй, с Жюля Верна и кончая Киром Булычевым, герои фантастических сочинений путешествуют под землей, используя для этого самые разнообразные технические средства. Но существовали ли на самом деле аппараты, способные пробиться сквозь земную толщу? Оказывается, да, причем даже в нескольких вариантах.

Сегодня при прокладке телефонных кабелей, скажем, под полотном дороги, можно увидеть такую картину. Приезжает грузовик с компрессором. С него же рабочие сгружают двухметровый снаряд обтекаемой формы, сантиметров тридцати в диаметре. Укладывают на дно траншеи, направив поперек шоссе, подсоединяют шланги… И вот уже затарахтел компрессор, стальной «крот» вскоре исчезает под землей. А еще через час его уже извлекают из траншеи по другую сторону шоссе. Там же, где прошел снаряд, остается аккуратный круглый тоннель, облицованный до блеска уплотненной землей.

Этот снаряд является отдаленным потомком подземной лодки изобретателя А. И. Требелева, впервые построенной им в первой половине XX в.

«Еще в 1937 г. я вместе с другими инженерами предложил создать самоходный, движущийся под землей аппарат, – вспоминал сам А. И. Требелев. – Мы же тогда пришли к выводу, что на основе новейших данных советских ученых в теории резания можно построить эффективный аппарат для закрытой разработки грунтов…»

Всего он с коллегами разработал три модели подземной лодки. Первая прошла испытания на руднике, проложив сорокаметровый тоннель в толще горы Благодать. Экипаж лодки составили три человека. Водитель, находясь внутри лодки, управлял ее движением; двое других – механик и слесарь – готовили аппарат к работе.

Испытания показали, что его конструкция была, однако, далека от совершенства. Использование обычных фрез и турбобуров для прокладки ходов сквозь толщу земли оказалось не очень эффективным, требовало больших затрат энергии. А сама конструкция не отличалась особой надежностью.

И, судя по тому, что мир так и не услышал сенсационных сообщений о создании «субтеррины», способной совершать автономные путешествия на сотни и тысячи метров в глубь земли, новыми достижениями Требелев и его коллеги похвалиться не могли. Но задачу создать экономичный аппарат, прокладывающий каналы для кабелей, штольни для газопроводов, коллекторы для канализации, – решили. Потомки той подземной лодки работают и поныне.

Так, например, в Японии серийно выпускают микротуннельные роботы, или роботы-кроты. Эти машины прокладывают под поверхностью земли туннели диаметром от 250 мм до 1 м. Делается это так: машины опускают в колодец или шахту, прорытую до нужной глубины, ориентируют в том или ином направлении и запускают. Буровая головка под напором домкратов, дробя грунт, постепенно углубляется в землю. А к ней сзади по мере надобности пристыковывают все новые секции труб.

Таким образом ныне удается прокладывать подземные ходы длиной до 150 м. Далее мощности домкратов уже не хватает – слишком сильно трение труб о грунт. Поэтому приходится закладывать новую шахту или колодец.

Работу же по прокладке вертикальных шахт и колодцев можно довольно быстро осуществить при помощи «подземной ракеты» – аппарата, способного самостоятельно двигаться в толще недр со скоростью 1 м/с. (Для сравнения: скорость агрегата Требелева и ему подобных – 12 м в час.)

Авторское свидетельство на свою ракету советский инженер М. И. Циферов получил еще в 1948 г., то есть немногим позднее того времени, когда проводил свои опыты А. И. Требелев. Тотчас после первой публикации посыпались к М. И. Циферову запросы и от строителей-практиков, и от ученых.

«Подземная ракета Циферова очень заинтересовала наш трест, занимающийся реконструкцией зданий и сооружений на действующих заводах», – писали из челябинского треста Уралчермет. «Предложенный способ проходки скважин и горных выработок очень интересует геологов», – телеграфировали изобретателю из Сибири. А тогдашний председатель Научного совета по рудообразованию АН СССР так прямо и заявил, что «предложение Циферова способно совершить революцию в средствах проникновения в недра Земли».

По своему виду и принципу действия изобретение Циферова действительно представляло собой типичную ракету. Но поскольку данная ракета должна штурмовать не космос, а землю, то ее при использовании переворачивали «вверх тормашками». А кроме того, конструкция имеет некоторые особенности. В частности, носовые дюзы не только способствуют продвижению ракеты вперед, но также выжигают и активно выталкивают разрушенный грунт из прокладываемой скважины.

С той первой заявки прошло полвека, подземные ракеты совершенствует уже сын изобретателя. Но что-то не слышно об их широком применении. Почему? Нет, дело тут не только в ретроградах и бюрократах – противниках нового. Начнем с того, что традиционные бурильные установки по-прежнему намного безопаснее и привычнее в обращении. Что же касается такого преимущества, как скорость проходки, то, во-первых, надо еще прибавить время подготовки аппарата к работе. А во-вторых: так ли часто нужна на практике высокая скорость? Сколь дорого придется за нее платить? Еще одно, немаловажное; кто и как уследит за ракетой, если она вдруг собьется с курса?

Словом, подземные лодки революции не сделали, и во всем мире по-прежнему больше уповают на буровое оборудование и традиционные проходческие щиты. Именно с их помощью ведут проходку знаменитой сверхглубокой скважины на Кольском полуострове или транспортного тоннеля под проливом Ла-Манш. Хотя ведь есть сегодня и мощные лазеры, способные резать горные породы, компактные ядерные силовые установки для длительных подземных путешествий, маркшейдерские системы, позволяющие стыковать тоннели, идущие с двух сторон, с точностью до миллиметров… Но нет пока, видимо, острой практической необходимости соединить все эти чудеса в корпусе одной машины. Будничная реальность стоит на пути воплощения красивой, но не практичной мечты.

Хочется, однако, верить, что время подземных кораблей обязательно наступит. Не зря же эта идея занимает умы провозвестников будущего – писателей-фантастов.

Поезда-рекордсмены

Поезда как транспортные средства, появились и завоевали признание еще раньше, чем автомобили. Они достаточно быстро стали надежным, удобным и быстрым средством передвижения, а экономичность и безопасность делают их незаменимыми по сей день.

Самыми первыми железнодорожными вагонами считаются… вагонетки. Да, не удивляйтесь, примитивное транспортное средство, двигающееся без локомотива, посредством мускульных усилий человека, не по железным, а еще по деревянным рельсам, тем не менее послужило прототипом железнодорожного вагона. А цепь вагонеток – прародительница современного поезда.

Первые вагонетки появились в Лебертале еще в 1550 г., а спустя полвека их вовсю использовали в Великобритании для перевозки угля в окрестностях Ноттингема. Первым локомотивом – механическим средством, которое тащит за собой вагоны, – стал паровоз, построенный в 1803 г. Ричардом Тревитиком специально для железной дороги в Коулбрукдейле в Англии. К сожалению, по сей день не известно, мог ли он двигаться. Об этом ученые-историки и сейчас спорят до хрипоты. Однако точно известно, что 22 февраля 1804 рода второй локомотив, созданный Тревитиком, уже уверенно тащил за собой вагоны с людьми на демонстрации в Пенидаррене, графство Уэльс. Правда, не обошлось без конфуза. Чугунный рельс под паровозом лопнул, и едва не произошла первая в мире железнодорожная катастрофа.

Впрочем, несмотря на первые огрехи, люди быстро оценили преимущества железнодорожного транспорта. Уже в 1812 г. в Великобритании, в то время самой развитой в техническом отношении стране, на железной дороге, ведущей из Миддлтона Кольери в Лидс, были пущены первые коммерческие локомотивы. А первая постоянно работавшая железная дорога, на которой использовалась паровая тяга, была открыта спустя 13 лет, 27 сентября 1825 г. Пожалуй, эту дату можно считать днем рождения железнодорожного транспорта. В тот же год по железной дороге, называвшейся «Стоктон энд Дарлингтон», был пущен семитонный локомотив, который довольно уверенно тащил за собой состав весом 48 т со скоростью 24 км/ч. Кстати, машинист Джордж Стивенсон одновременно являлся и конструктором этого паровоза.

Спустя четыре года, 8 октября 1829 г., паровоз «Рокет», который сконструировал опять же Стивенсон, во время испытаний на железной дороге Манчестер – Ливерпуль, установил первый в мире рекорд скорости для поездов: 46,8 км/ч.

Поначалу рейсы совершались не регулярно, а только когда было что и кого везти. Все-таки люди еще побаивались чугунных гудящих и пыхтящих паровозов. Первое регулярное сообщение появилось лишь спустя пять лет – 3 мая 1830 г., на дистанции длиною в одну милю (1609 м) в городе Уитстейбле. Поезд курсировал между двумя улицами – Богшоул-Фарм и Саут-Стрит по железной дороге «Кентербери энд Уитстейбл». Правда, сама дорога имела длину 10 км, но тогда не было потребности использовать ее целиком.

Но вернемся непосредственно к локомотивам. Появившись в начале XIX в., паровозы вскоре стали надежным и быстроходным транспортным средством. Они доминировали на железных дорогах достаточно долго, вплоть до 60-х гг. XX столетия. И даже сейчас в некоторых отдаленных районах, куда сложно доставить горючее для современных тепловозов, можно повстречать старый добрый паровоз.

Кстати, самый мощный из паровозов был построен в 1916 г. любителями всего самого-самого – американцами, именовался он вполне скромно – № 700 или же по-другому 2–8—8—4. Был он создан на заводе «Болдуин локомотив» для работы на Виргинской железной дороге. Его шестицилиндровый двигатель развивал без состава силу тяги в 90 520 килограммов. Но все-таки самый тяжелый в мире поезд с одним паровозом довелось тянуть не ему, а локомотиву, оснащенному двигателем Матт X. Шей 2–8—8—8–2. Этот силач имел номер 5014 и использовался с мая 1914 по май 1929 г. по железной дороге Эри. Именно по ней он протащил состав из 250 вагонов, общим весом в 15 545 т и длиной 2,5 км. Правда, никто, к сожалению не запомнил, какого числа и в каком году это произошло.

Паровозостроение развивалось, как мы уже говорили, до середины XX в. Но как ни крути, а у паровой машины всегда был и будет один существенный недостаток: низкий коэффициент полезного действия (КПД), то есть очень маленькая эффективность. Даже у самого совершенного паровоза КПД не превышает 20 %. То есть в топке сжигается огромное количество угля, дров или мазута, а грубо говоря, толку мало. Дорого и не очень выгодно. Именно поэтому конструкторы задумались над тем, как создать более экономичный двигатель. И они нашли такой выход. Вернее два выхода, создав электровозы и тепловозы.

Электровозы были изобретены еще в конце XIX в. Самой первой электрической железной дорогой стал небольшой демонстрационный участок длиною всего 300 м шириной колеи 1 м. Его построил немец Вернер фон Сименс специально для Берлинской выставки, которая прошла 31 мая 1879 г.

Безусловно, это был скорее большой действующий макет, а не настоящая железная дорога, но тем не менее он вполне исправно работал и можно сказать, что положил начало созданию тех электропоездов, которые мы теперь небрежно зовем «электричками».

Кстати, самый мощный из ныне существующих электровозов построен в нашей стране в городе Новочеркасске в 1986 г. Его назвали ВЛ-86. Созданный для работы на Байкало-Амурской магистрали, он способен трудиться даже при температуре 60 градусов ниже нуля, а его двигатель имеет мощность 11400 кВт, то есть 15 287 л. с., и может разогнать состав до скорости 110 км/ч.

Именно электровозу выпала честь тащить самый длинный в мире пассажирский поезд, который состоял из 70 вагонов, имел длину 1732 м и весил 2786 т. 27 апреля 1991 г. он за 1 час 11 мин и 5 с сумел проделать путь длиною в 62 км от Гента до Остенда. Этот состав принадлежал Бельгийской национальной железнодорожной компании.

Самый тяжелый состав, который когда-либо тащил за собой дизельный тепловоз, весил 4565 т. Этот рекорд установил тепловоз № 59001 16 февраля 1986 г. во время испытаний в Север-нейк-Банк (Великобритания).

А вот самый длинный и самый тяжелый в мире грузовой состав вели за собой сразу девять электровозов и семь тепловозов. Общий вес его 660 вагонов равнялся 69 393 т. Произошло это в Южной Африке на железной дороге из Сисхена в Салданья в августе 1989 г.

Электровозы же стали и первыми рекордсменами скорости. Немецкий электровоз «Сименс-унд-Хальске» установил подряд несколько рекордов еще в 1903 г., вплотную приблизившись к рубежу 100 км/ч.

Следующий значительный рывок был сделан, когда японские конструкторы создали высокоскоростной поезд «синкасен» (подробнее о нем см. главу «Синкансен»). Он впервые в истории локомотивов показал при испытаниях на регулярном маршруте скорость 161 км/ч. Расстояние между Токио и Осакой в 516 км поезда преодолевали всего за 3 ч 10 мин, со средней скоростью в 163 км/ч. Но это был далеко не предел.

В 80-е гг. ХХ в. пальму первенства перехватили французы, создав скоростной поезд «TVG», курсирующий между Лиллем и Руасси. Двигаясь по регулярному маршруту, он развивает среднюю скорость 254,3 км/ч и проходит расстояние 203 км всего за 48 мин. 18 мая 1990 г. французский поезд «TVG Атлантик» на участке железной дороги между городами Курталан и Тур разогнался до 515,3 км/ч. Это самая высокая скорость, когда-либо зарегистрированная на государственных железных дорогах. Впрочем, при регулярных рейсах его скорость не превышает 300 км/ч. Столь же быстро ходит и поезд «Норд», курсирующий под проливом Ла-Манш, между Францией и Великобританией.

Участвуют в этой гонке за скорость и конструкторы из других стран. Так, немцам удалось в ходе испытаний разогнать свой экспериментальный поезд до скорости 405 км/ч, а англичанам – создать самый быстрый в мире тепловоз. Во время испытательного пробега между Дарлингтоном и Йорком локомотив «Интерсити 125» установил рекорд скорости в 238 км/ч.

Вообще же абсолютный рекорд скорости был установлен на полигоне во Франции: 5 октября 1982 г. специальная платформа без людей, оборудованная ракетным двигателем, пронеслась по 15-километровому отрезку со скоростью 9851 км/ч! Однако такая скорость вряд ли когда-нибудь будет достигнута на рельсах практически.

Поезда на магнитной подушке, проектируемые ныне в ФРГ и Японии, будут развивать скорость около 600 км/ч.