Текст книги "Парадоксы военной истории"

Автор книги: Юрий Коршунов

Соавторы: Николай Волковский,Юрий Каторин
сообщить о нарушении

Текущая страница: 31 (всего у книги 36 страниц)

5 марта того же года в протоколах Академии сделана запись: «Господин советник и профессор Ломоносов собранию представил о машинке маленькой, которая бы вверх подымала термометры и другие малые инструменты метеорологические, и предложил оной же машины рисунок; того ради г-да заседающие оное ево представление апробовали, и положили Канцелярию Академии наук репортом просить, чтоб соблаговолено было приказать реченную машину по приложенному при сем рисунку для опыта сего изобретения сделать под его господина автора смотрением».

Рисунок Ломоносова не найден. Некоторое представление об его изобретении дает запись на латинском языке в протоколах конференции от 1 июля 1754 года, которая в переводе гласит:

«Советник Ломоносов показал машину, названную им аэродромной, выдуманную им и имеющую назначением при помощи крыльев, приводимых в движение горизонтально в разные стороны заведенной часовой пружиной, сжимать воздух и подниматься в верхние слои атмосферы, для того, чтобы можно было исследовать состояние верхнего воздуха метеорологическими приборами, прикрепленными к этой аэродромной машине. Машина была подвешена на веревке, перекинутой через два блока, и грузами, подвешенными к другому концу канатика, поддерживалась в равновесии. При заведенной пружине она быстро поднималась наверх и, таким образом, обещала желаемое действие. Это действие, по мнению изобретателя, более бы увеличилось бы, если взять пружину побольше, если увеличить расстояние между крыльями и если коробка, содержащая пружину, для уменьшения веса будет сделана из дерева. Он обещал позаботиться об осуществлении всего этого».

В отчете о трудах за 1754 год Ломоносов записал:

«Делан опыт машины, которая бы подымаясь к верху сама, могла поднять с собою маленький термометр, дабы узнать градус теплоты на вышине, которая хотя с лишком на два золотника облегчалась, однако, к желаемому концу не приведена».

Ломоносов работал над осуществлением двух важных изобретений: геликоптера¹⁸18
  Ломоносов не мог и подозревать о замыслах Леонардо да Винчи, так как до середины XIX века мысль последнего о геликоптере пребывала в полной неизвестности.


[Закрыть], который представляет предмет исканий многих новаторов наших дней и только теперь приводится «к желаемому концу»; прибора для исследования верхних слоев атмосферы, по самой своей идее принципиально более совершенного, чем применяемые теперь для этой же цели шары-зонды и воздушные змеи.

Прибор Ломоносова должен был свободно летать в заданном направлении, а не туда, куда его гонит ветер, как шар-зонд, или куда его пускает веревка воздушного змея. Изобретение Ломоносова было непосредственным следствием его работ по исследованию атмосферы, по изучению движения и самой природы воздуха. Вспомним его труды: «О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном», «Слово о явлениях воздушных, от електрической силы происходящих», «Попытка теории упругой силы воздуха» и др. За время работы в Академии наук он с 1742 года постоянно уделял много внимания изучению физической стороны науки, именуемой теперь аэродинамикой.

Автор «Попытки теории упругой силы воздуха», он еще в 40-х годах XVIII века создал кинетическую теорию газов. Опубликованный на латинском языке в академических «Новых комментариях», этот труд Ломоносова был известен и западноевропейским ученым. Но величие мыслей русского гения было таково, что освоить и понять их, несмотря на всю их ясность и простоту, тогда не смогли. Только через 120 лет кинетическая теория газов получила всеобщее признание, и тем самым было подтверждено величие вклада Ломоносова, открывшего физическую сущность газов, в том числе воздуха, то есть среды, в которой осуществляется полет аэростатов, самолетов, дирижаблей. Ломоносов изобрел и построил также оригинальный прибор для измерения скорости и направления ветра – анемометр.

Работы Ломоносова сочетались с трудами других русских деятелей, а также ученых иностранного происхождения, нашедших приют в России. Это прежде всего труды голландца Даниила Бернулли и швейцарца Леонарда Эйлера, нашедших в России свою вторую родину. Уравнение Бернулли – основа всех современных технических расчетов по движению жидкостей и газов – разработано во время пребывания Бернулли в Петербургской Академии наук в первой половине XVIII века. Уравнения Эйлера, основание для всех современных работ по аэрогидромеханике, также даны миру членом нашей Академии наук.

Так еще два с половиной века тому назад в России трудами Ломоносова, Эйлера, Бернулли – действительных членов Петербургской Академии наук – заложены незыблемые по сей день основы аэродинамики, на которых покоится все развитие современной авиации и воздухоплавания.

Труды Ломоносова сочетались в тот век с трудами не только академиков с мировыми именами, работавших в России. В нашей стране совершали замечательные дела деятели, работавшие вне стен Академии, в далеких от Петербурга местах.

В 50-х годах XVIII века весь мир узнал о знаменитых опытах Франклина, запускавшего воздушных змей для изучения атмосферного электричества. В те же годы на далеком Алтае в Барнауле Иван Иванович Ползунов производил опыты, запуская воздушных змей во время гроз.

Вспомним и о том, что в Петербурге 7 (18) сентября 1783 года, когда, по словам Кондорсе, перестал «вычислять и жить» великий Эйлер, на грифельной доске остались его последние расчеты, посвященные исследованию подъемной силы аэростатов.

Первые успехи братьев Монгольфье, а затем Шарля, братьев Робер и других строителей монгольфьеров и шарльеров привлекли внимание широких кругов в России. Первое официальное испытание монгольфьера, произведенное 5 июня 1783 года во французском городе Аннонэй, и последующие полеты очень быстро стали известны в России. Первый свободный полет людей во Франции, совершенный 21 ноября 1783 года, вызвал многочисленные отклики в русской печати. О полетах воздушных шаров писали в «Санкт-Петербургских ведомостях», «Московских ведомостях», «Санкт-Петербургской вивлиофике журналов» и в других периодических изданиях. В том же 1783 году была напечатана «во граде святого Петра» книга, представлявшая перевод с французского, выполненный лицом, скрывшим свое имя литерами Н. М. А., – «Рассуждение о шарах, горючим веществом наполненных и по воздуху летающих или воздухоносных, изобретенных Г. Монголфиером в Париже. С рисунком».

В конце ноября 1783 года русский посланник в Париже И. Барятинский начал посылать Екатерине II сообщения о полетах воздушных шаров во Франции.

В мае 1784 года княгиня Дашкова передала в Академию наук «Доклад Парижской Академии наук об аэростатической машине, изобретенной г. Монгольфье».

В русской периодической печати появлялись все новые сообщения о полетах воздушных шаров.

В 1794 году в Москве издана книга «Искусство летать по-птичьему, сочиненное Карлом Фридериком Меервейном». Автор мечтал: «...ездить по Ефирным долинам, соображая мой полет с птичьим». Он описал изобретенный им аппарат с крыльями, приводимыми в движение самим человеком.

В начале XIX века несколько публичных полетов на воздушных шарах совершили у нас иностранцы. В 1802 году издана книга «Описание подготовленного профессором Черни воздушного шара с показанием открытой для поднятия оного на воздух подписки». Сама попытка подъема, предпринятая Черни, окончилась неудачей.

В 1803 году три удачных полета на воздушном шаре совершили Гарнерен и его жена. О полетах Гарнерена издали в Москве книгу «Подробности трех воздушных путешествий, предпринятых г. Гернереном в России. В Санкт-Петербурге : первое – июня 20-го, второе – июля 18-го. В Москве третие – сентября 20-го, 1803».

18 июля 1803 года состоялся второй полет Гарнерена, вместе с которым поднялся в воздух генерал Сергей Лаврентьевич Львов. Это был первый полет офицера русской армии.

Полеты и замыслы

Русские ученые и изобретатели продолжали работать над созданием аппарата тяжелее воздуха. 30 июня 1804 года академик Яков Дмитриевич Захаров совершил в Петербурге первый полет на воздушном шаре с научными целями. Вместе с Захаровым поднялся физик Робертсон, фламандец по происхождению.

«Рапорт в имп. Академию наук от академика Захарова о последствии воздушного путешествия, совершившегося июня 30 дня 1804 года», показывает, что полет выполнили со следующей целью:

«Главный предмет сего путешествия состоял в том, чтобы узнать с большею точностью о физическом состоянии атмосферы и о составляющих ее частях в разных определенных возвышениях оной».

Захарова интересовало выяснение «в самой большей от земли отдаленности» того, в каком направлении будут происходить такие физические явления: «...скорейшее или медлительнейшее выпарение жидкости; уменьшение или увеличение магнитной силы; углубление магнитной стрелки; увеличение или уменьшение согревательной силы солнечных лучей; не столь великая яркость цветов, призмою произведенных; несуществование или существование електрического вещества; некоторые замечания на влияние и перемены, какие разжиженный воздух над человеком производит; летание птиц; наполнение способом Торричелли свободных от воздуха стклянок при каждом падении на дюйм барометра и некоторые другие Физические и Химические опыты».

Первый русский ученый воздухоплаватель взял для исследований при полете: «...дюжину стклянок с кранами для взятия проб воздуха», барометр, термометры, «два спектрометра с сургучом и серою», компас и магнитную стрелку, секундомер, колокольчик, рупор, известь негашеную и некоторые другие вещи.

Захаров изобрел и успешно применил при полете прибор для показания всех изменений направления полета шара. Свое изобретение он назвал путеуказателем.

Воздушный шар, на котором летал Захаров, был наполнен «водотворным гасом». Пущенный перед полетом маленький пробный шар поднялся высоко и затем полетел к морю, то есть в самом опасном направлении. Это не остановило воздухоплавателей, отправившихся в путь около 7 ч. Через 3 ч 45 мин полета они благополучно опустились на землю. Результаты первых наблюдений и опытов, произведенных в воздухе, доложили Академии наук.

Первый в России полет на воздушном шаре, проведенный для специальных научных наблюдений, закончился успешно.

Захаров в те годы был не одинок; вопросы воздухоплавания продолжали привлекать внимание и других русских деятелей.

В 1804 году Петр Александрович Рахманов, известный в России и за рубежом математик и теоретик в области артиллерии, опубликовал статью: «Изъяснение теории аэростатов, или воздушных шаров».

В 1805 году получили известность полеты на монгольфьере штаб-лекаря Кашинского, устроившего «большой гродетуровый аэростат и парашют». Сообщая жителям Москвы о предстоящем 24 сентября полете, Кашинской «в особливой афишке» писал о том, что он: «...поднявшись в 5 часов пополудни, на весьма великую высоту на воздух, есть ли только будет благоприятствовать погода, сделает опыт с Парашютом, и по отделении оного от шара, поднимется еще гораздо выше для изпытания атмосферы. Первый сей опыт Русского воздухоплавателя многих стоит трудов и издержек, а потому льстит себя надеждою, что знатные и просвещенные Патриоты, покровительствующие иностранцам в сем искусстве, благоволят предпочесть соотчича и ободрят его своим присутствием, для поощрения к дальнейшим полезным предприятиям».

Сохранились сведения о том, что Кашинской совершил два полета на «гродетуровом шаре».

Полеты русского воздухоплавателя вызвали сильное неудовольствие иностранцев, зарабатывавших деньги показом воздушных шаров и полетами на них, как это делал в то время Робертсон и другие предприниматели.

К 1805 году относится сообщение о работах Андрея Харитоновича Чеботарева, утверждавшего, что ему удалось разработать оригинальный проект управляемого аэростата. Имеются указания, что Чеботарев пробовал пускать бумажный воздушный шар на Девичьем поле в Москве.

В 1808 году московский купец Федор Иванович Никитин объявил в «Московских ведомостях», что 6 сентября он

Проект управляемого аэростата Ф. Леппиха

«предпримет из Нескушного саду путешествие с шаром, наполненным спиртовым воздухом». Вопрос о самом полете Никитина и об его «спиртовом воздухе» пока еще ожидает своего исследователя.

В 1812 году, в связи с нашествием Наполеона, русское правительство предприняло попытку применить против завоевателя воздушное оружие. Решили использовать предложение механика Франца Леппиха. Русский посланник в Штутгарте сообщил Александру I, что Леппих берется построить за три месяца 50 воздушных управляемых кораблей. По словам Леппиха, каждый из них должен был вместить по 40 человек и поднимать по 12 тыс. фунтов. Воздушные корабли хотели применить для бомбежки наполеоновской армии с воздуха. Прожектер ожидал «особливо большого действия от ящиков, наполненных порохом, которые, брошены будучи сверху, могут разрывом своим, упав на твердые тела, опрокинуть целые эскадроны».

Предложение приняли, начали работы, предписав соблюдать «непроницаемую тайну». Леппиху предоставили все требующиеся средства и не отказывали ни в чем.

Сохранившиеся документы показывают, что изобретатель решил соорудить управляемые аэростаты, перемещаемые в воздухе вручную при помощи крыльчатых весел, устанавливаемых либо на раме при баллоне, либо в гондоле. На верхнюю половину оболочки должна была набрасываться сетка, прикрепленная к обручу, опоясывающему аэростат в его экваториальной плоскости. Обруч при помощи подкосин соединялся с жестким килем. Это проект дирижабля полужесткой системы.

На работы Леппиха истратили огромную по тому времени сумму – около 180 тыс. рублей, но прожектер претерпел полную неудачу.

После разгрома Наполеона русские деятели продолжали усиленно интересоваться воздухоплаванием. В периодической печати появлялись все новые сообщения. Воздушными шарами занимался один из самых передовых людей того времени Василий Назарович Каразин, предложивший в 1818 году использовать привязные аэростаты для изучения верхних слоев атмосферы, а также освещавший вопросы воздухоплавания в печати. Отдельные исследователи, особенно в связи с работой ветряных двигателей, занимались такими важными вопросами, как изучение сопротивления воздуха. В 1828 году в Петербурге вышла из печати книжка «Опыты о сопротивлении воздуха и о воздухе как движущей силе».

Продолжались демонстрации полетов на воздушных шарах. В 1828 году в Москве совершала подъемы на воздушном шаре Ильинская – первая русская женщина, занявшаяся воздухоплаванием. Она поднималась на аэростате, наполненном «простым дымом от аржаной соломы». Высота подъема составляла до 600 м. В те годы совершались полеты также на аэростатах, наполненных водородом.

В 40-е годы XIX века курский изобретатель А. Снегирев предложил устроить управляемый аэростат, снабженный плоскостью, могущей изменять свой угол наклона. Кроме того, он предложил применять насос для изменения объема газа, заполняющего аэростат, с тем, чтобы за счет изменения его объема можно было увеличивать и уменьшать подъемную силу, не выпуская газ в воздух. Он занимался также изучением полета птиц.

Представленный Снегиревым в Академию наук труд «Опыты над преобразованием аэростатов» рассмотрели академики Якоби и Ленц, признавшие, что идея Снегирева «сама по себе справедлива и, сколько нам известно, нова». Также правильно указали, что применение на свободном аэростате наклонной плоскости с изменяющимся углом сможет только при благоприятном ветре помочь полету в избранном направлении.

К середине XIX века в России было немало новаторов, стремившихся создать управляемые аэростаты. Они работали в разных концах страны.

В 1849 году кавказскому наместнику Воронцову был представлен труд «О способах управлять аэростатами, предположения полевого инженера штабс-капитана Третесского». Изобретатель предложил соорудить управляемый аэростат удлиненной формы. Замечательна его мысль: разбить аппарат внутри на отсеки для того, чтобы «газ не мог выйти весь из аэростата». Оригинальным был предложенный способ движения: реактивное действие газовой струи, выходящей под давлением не менее шести атмосфер. Третесский считал, что в качестве газа для реактивного движения может быть использован водяной или спиртовый пар, сжатый воздух и любой газ.

Автор составленного в 1851 году «Краткого описания аэростатической машины» Н. Архангельский поставил своей целью создать управляемый аэростат, имеющий «свойство всегда сохранять газ». Он предложил очень сложную оболочку: толстая парусина, медная сетка, тонкая парусина, медная сетка, тонкая парусина, шелк, воловьи пузыри. Между всеми названными слоями были предусмотрены скрепляющие их слои каучука. В качестве руля был предложен парус. Движение должно было осуществляться при помощи крыльев, приводимых в действие паровым двигателем.

Н. Архангельский утверждал, что паровой двигатель тем выгоднее применять, чем больше высота, на которой совершается полет. Он указал, что по мере подъема на все большую высоту паровой двигатель работает выгоднее из-за понижения температуры кипения воды по мере понижения давления воздуха.

Проект управляемого аэростата Р. Черносвитова

В 1853 году с интересным предложением выступил врач Троицкого уезда Оренбургской губернии И. Юдин. Для привода в движение аэростатов он разработал проект калорического двигателя.

В те же годы трудился Р. Черносвитов, производивший аэродинамические опыты и разработавший проект оригинального управляемого аэростата, а также проект парового двигателя для воздухоплавания. Ратуя за управляемый аэростат с паровым двигателем, он выступил в 1857 году в «Морском сборнике» со статьей «О воздушных локомотивах».

Из года в год в России все больше новаторов изыскивало способы освоения воздушной стихии. Эта задача привлекала внимание и в Петербурге, и в Сибири. В 1852 году И. И. Ерковский из Омска разработал проект аэростата, скомбинированного из трех шаровых баллонов и приводимого в движение воздушным винтом. Он составил «Описание аэростата и способов управления им». В 1856 году Л. Лазов выступил с предложениями, описанными в его работе: «Об аэростате, или ветролете, в применении к общественному быту». Подобных проектов было немало.

Большую и плодотворную работу выполнил в 50—60-х годах XIX века Константин Иванович Константинов, один из лучших представителей русской научной артиллерийской школы того времени. Он выступал в печати с очень серьезными научными трудами, излагая историю воздухоплавания, разбирая уже проведенные работы и предлагая новые решения. В числе его работ выделяются «Устройство, приготовление и употребление военных воздушных шаров» (1853), «Воздухоплавание» (1856).

На основе критического изучения накопленного опыта он пришел к выводу, что «изготовление воздушных шаров для бомбардирования не представляет никакого затруднения».

Один из лучших в мире новаторов в области пиротехники, он выполнил много работ по научному изучению ракет: «Некоторые сведения о введении и употреблении боевых ракет» (1855), «О боевых ракетах» (1864) и др. Многие из его работ были опубликованы на иностранных языках. На основе работ, посвященных ракетам, он предложил использовать одновременно ракеты и воздушный змей при спасательных работах: «Спасательные ракеты и спасательный

Боевая ракета и ракетный станок конструкции К. И. Константинова

К. И. Константинов

змей» (1867). На основе трудов Эйлера, он разрабатывал теорию воздушного змея.

Еще важнее выполненный им труд по научному обоснованию возможности полета за счет использования ракет. Он правильно указал на слишком большой вес известных тогда двигателей и четко поставил вопрос о необходимости разработки способов «применения ракет к перемещению аэростатов».

В те же годы, когда русский артиллерист Константинов изыскивал новое для развития воздухоплавания, выступил с замечательными предложениями русский военный моряк Николай Михайлович Соковнин. Еще в 40-х годах XIX века он занимался изучением полета птиц и произвел интересные подсчеты, сделав вывод, что у крупной птицы на каждый фунт веса ее тела приходится один квадратный фут площади крыльев. Он правильно оценил значение парения птицы для полета. Так еще сто лет тому назад Соковнин шел по тому пути, по которому в дальнейшем пошли такие деятели, как Н. Е. Жуковский, О. Лилиенталь и др.

Критически изучив предшествующие опыты и предложения, Соковнин выступил в 1866 году со своим собственным

Проект управляемого аэростата, разработанный Н. М. Соковниным в 1866 году

проектом управляемого аэростата. Он предложил соорудить большой дирижабль жесткого типа. Вся конструкция должна была быть разбитой продольной и поперечными переборками на изолированные отсеки. Внутри каждого отсека должны были находиться в точности соответствующие форме отсека «отдельные баллоны, сделанные из легчайшей непроницаемой ткани».

Через 30 лет это предложение Соковнина повторил Фердинанд Цеппелин в своем первом патенте, полученном в 1895 году.

Соковнин сделал много других ценнейших предложений. Он указал, что управляемый аэростат должен оказывать возможно меньшее сопротивление воздуху и поэтому «должен иметь форму тела наименьшего сопротивления». Он пришел еще к одному важному выводу: «...наружная оболочка аэростата непременно должна быть металлическая».

Учитывая, что применение горючих газов создает чрезвычайные трудности при использовании аэростатов, Соковнин за полвека до открытия гелия предложил наполнять аэростат негорючим газом. Он пришел к мысли об использовании аммиака, имеющего удельный вес 0,6, то есть на 40 % более легкого, чем воздух.

Для привода в движение аэростата Соковнин предложил реактивный мотор, работающий сжатым воздухом: «...воздушный корабль должен летать способом, подобным тому,

Проект самолета Н. А. Телешова, 1864 г.

как летит ракета». Он изучил также вопрос о применении парового двигателя и справедливо указал на целесообразность использования парового двигателя с вращающимся рабочим органом.

На основе своих исследований Соковнин разработал проект большого управляемого аэростата с подъемной силой около 2,5 т, предназначенного для полета на высоте в среднем около 200 м. При конструировании он предложил много новшеств: применение стальных труб, бамбука, изготовление реактивного двигателя из алюминия.

Насколько все эти предложения были передовыми, видно из того, что производство алюминия только еще рождалось в те годы и по сути дела на всем протяжении XIX века он оставался «металлом будущего».

Проект самолета «Дельта»Н. А. Телешова

Николай Афанасьевич Телешов

Творцы проектов «воздушных локомотивов» – Третесский, Архангельский, Черносвитов, Константинов, Соковнин – выдвинули к 60-м годам XIX века в России очень много новых и ценных идей, опередивших свое время на десятки лет.

Особое место среди них занимают два выдающихся проекта, по крайней мере на три четверти опередивших свое время, – самолет с крылом треугольной формы и воздушно-реактивный двигатель к нему. Автором этих проектов был отставной артиллерийский офицер Николай Афанасьевич Телешов. В 1864 году он разработал проект, названный «Системой воздухоплавания», – проект пассажирского самолета на 120 человек с паровой машиной и воздушным винтом. Затем этот проект, не получивший признания, был переработан в проект самолета под названием «Дельта». Для него проектировался и воздушно-реактивный пульсирующий двигатель, названный «теплородным духометом», – прототип современных реактивных двигателей. В проекте самолета «Дельта» впервые предусматривалось крыло треугольной формы с углом стреловидности 45°, имевшее тонкий профиль, десять лонжеронов по размаху и элементы продольного и поперечного наборов. Фюзеляж – цилиндрический с острой конической носовой частью; конструкция его, если пользоваться современной терминологией, – «геодезическая». Выдающиеся работы русского изобретателя не получили признания. Н. А. Телешов не смог получить «Привилегии» на свои изобретения в России: его заявки были лишь зарегистрированы. Патенты были выданы ему Министерством торговли во Франции 31 августа 1864 года на самолет «Система воздухоплавания» и 17 августа 1867 года на самолет «Дельта» и двигатель.

Во время Крымской войны русские новаторы выдвинули передовые идеи: применение реактивного двигателя; целесообразность использования парового двигателя при высотных полетах; обеспечение, без потерь газа, изменения подъемной силы мягкого аэростата при помощи регулирующего насоса; применение безопасного негорючего газа для аэростатов; сооружение жестких дирижаблей с отдельными отсеками; придание воздушному кораблю обтекаемой формы тела наименьшего сопротивления движению; создание воздушных кораблей с металлической оболочкой; применение таких строительных материалов, как металлические трубы, алюминий. Передовые русские деятели также вели изучение полета птиц, правильно придавая наибольшее значение парящему полету.

Русские новаторы в создании воздушных кораблей, не располагая необходимыми средствами и не имея должной поддержки со стороны правительства, еще в те годы, вместе со своими зарубежными собратьями, немало потрудились у истока развития техники воздухоплавания и авиации.

Менделеевский вклад

Развитие авиации и воздухоплавания неразрывно связано с именем Д. И. Менделеева.

Работы по газам, особенно изучение их упругости, метеорологические исследования всегда привлекали внимание прославленного творца периодического закона, пришедшего в связи с работами над указанными проблемами к творчеству в областях, связанных с техникой овладения воздушной стихией.

В «Списке моих сочинений», составленном лично Д. И. Менделеевым, он сам, подчеркивая двумя и тремя чертами, отметил важнейшие из них. В числе этих работ многие имели большое значение для развития наук, на которых основываются воздухоплавание и авиация.

В 1856 году в магистерской диссертации он доказал, что физические свойства газов меняются при изменениях температуры и давления. Ученый посвятил специальные исследования изучению сжимаемости газов, которые были чрезвычайно важны для развития артиллерийской техники. Занимаясь изучением явлений в газах при огромных давлениях в пушечном стволе, Менделеев обратил внимание также на изучение газов при самых малых давлениях, считая, что в последнем случае для газа «можно ждать уничтожения его упругости, то есть прекращения в дальнейшем расширения». Так он подошел к возможности признать, по его словам, «существование реальной границы для земной атмосферы».

Изучая верхние слои атмосферы, привлекавшие внимание еще в XVIII веке Ломоносова, Менделеев ознакомился с проведенными ранее исследованиями. Его особенно заинтересовали наблюдения англичанина Глэшера, поднимавшегося в 1862 году на свободном аэростате почти на 9000 м. Тщательно и критически обработав результаты наблюдений, произведенных при подъемах на аэростатах, Менделеев дал свой новый способ выражения закона изменения температуры воздуха в высоких слоях.

«Для ползающего на дне морском, – сказал тогда Менделеев, – неведомы бури поверхности; так же и нам почти неизвестны явления, в верхних слоях атмосферы происходящие. Один аэростат может дать полное знакомство с ними: он сам часть воздуха, облако ему собрат».

Менделеев со свойственной ему научной страстностью и в данном случае не ограничивался теорией, а стремился сочетать ее с практикой. Он приступил к разработке плана научных подъемов на аэростатах, провел много исследований, разработал оригинальные проекты воздухоплавательных снарядов. В связи с изучением полетов Глэшера Менделеев в дальнейшем сказал: «Меня так заняла мысль подняться выше знаменитого англичанина и постичь закон наслоения воздуха при нормальном состоянии атмосферы, что временно оставил другие занятия и стал изучать аэростатику».

Проект управляемого аэростата, разработанный Д. И. Менделеевым в 1875 году. Эскиз выполнен собственноручно творцом проекта

В 1875 году, озабоченный стремлением достигнуть подъема в самые высокие слои атмосферы, Менделеев изобрел стратостат.

Впервые дав идею стратостата, он не ограничился этим и наметил схему его сооружения. Он предложил прикрепить к аэростату «герметически закрытый оплетенный упругий прибор для помещения наблюдателя, который будет тогда обеспечен сжатым воздухом и может безопасно для себя делать определения и управлять шаром».

Опередив своим предложением на полвека сооружение первого стратостата, Менделеев разработал план работ на новом воздушном корабле.

Но правительство не поддержало предложения Менделеева построить стратостат, не предоставив ему необходимых средств. Не сумели использовать даже более скромное предложение, также впервые сделанное Менделеевым: исследование верхних слоев атмосферы при помощи шаров-зондов с самопишущими приборами.

В 1875 году, опираясь на свои достижения, а также на лучшие достижения мировой техники, Менделеев разработал проект управляемого аэростата с баллонетом, рулями, воздушным винтом и произвел необходимые расчеты.

Средства на сооружение он пытался собрать «через продажу и распространение печатаемых им книг».

Побывав за рубежом, он встретился со знаменитыми новаторами, с которыми раньше хорошо был знаком по литературным источникам. В Англии он встречался с Глэшером, во Франции – с Дюпюи де Ломом, братьями Тиссандье, Ренаром, Татеном, Пено. Во время пребывания во Франции он совершил подъем на аэростате Жиффара.

Изучение работ Менделеева, посвященных освоению воздушной стихии, показывает, как глубоко и как далеко вперед он умел видеть. Посвятив большую часть своего труда воздушным кораблям, плавающим в воздухе, и вместе с тем работая в то время, когда единственным реальным средством для полета был аэростат, он ясно видел грядущее.

В 1878 году Менделеев, применяя термин «аэродинам» для обозначения летательного аппарата тяжелее воздуха, то есть для будущего самолета, писал: «Воздухоплавание бывает и будет двух родов: одно в аэростатах, другое в аэродинамах.

Первые легче воздуха и всплывают в нем. Вторые тяжелее его и тонут. Так рыба, недвижимая и мертвая, всплывает на воду, а птица тонет в воздухе. Подражать первой уже умеют в размерах, годных для практики. Подражание второй – еще в зародыше, в размерах негодных к жизни людей, подобных полету бабочки, детской игрушке. Но этот род воздухоплавания обещает наибольшую будущность, дешевизну (в аэростатах дорогие оболочка и газ) и, так сказать, указывается самой природой, потому что птица тяжелее воздуха и есть аэродинам».

История подтвердила гениальное предвидение Менделеева, отдавшего пальму первенства аэродинаму – самолету.

Одно из основных исследований, связанных с нуждами воздухоплавания – «О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании», издано Менделеевым в 1880 году. На основе критического учета мирового опыта и собственных исследований Менделеев выдвинул в этой работе много положений, подтвержденных в дальнейшем. Он впервые показал, какое большое значение имеет трение жидкостей и газов о поверхность обтекаемых ими тел. По крайней мере, на три десятка лет он опередил то, что впоследствии дал Л. Прандтль. Имея в виду эту книгу Менделеева, Н. Е. Жуковский сказал: «Русская литература обязана ему капитальной монографией по сопротивлению жидкостей, которая и теперь может служить основным руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием или баллистикой».