Сегодня 29.09.2026, 18:19 мск, публикаций: 13653, за сутки: пользователей 47204, просмотров 105816
Новости истории
15.04.2023 16:01
Новости.
Просмотров всего: 6125; сегодня: 3.

Применение парового двигателя в воздухоплавании в XIX столетии

В области развитии воздухоплавания есть наиболее яркие представители, а есть те изобретатели и исследователи , чьи работы в этой области были незаслуженно забыты. Для успехов воздухоплавания нужен был человек, который сумел бы заложить теоретические основы и наметить дальнейшие пути развития перемещения по воздуху на основе научных данных, проверенных практикой. Таким человеком явился знаменитый английский математик Джордж Кейли.

Работы Джорджа Кейли над паровым двигателем для аэростата.

В 1816 г. Сэр Джордж Кейли (1773-1857), английский учёный и изобретатель занимается аппаратами легче воздуха и опубликовывает проект аэростата - шарльера, приводимого в движение паровым двигателем. Уже в этом проекте были предусмотрены условия минимального сопротивления - удлиненная форма аэростата. В своих работах он использовал достижения братьев Монгольфьер и Жака Алекса́ндра Сеза́р Шарля. Джорджу Кейли принадлежит мысль разделить баллон аэростата – дирижабля на ряд изолированных друг от друга отсеков.

Эта мысль нашла свое повторение через пол-столетия у Соковнина Н. М. в России и принята теперь в современном дирижаблестроении. Конструкция корпуса дирижабля проектировалась Кейли в двух вариантах: деревянный корпус дирижабля с натянутой на него тканью (рис. 2.1); корпус цельнометаллический с листовой обшивкой, к этой идее самостоятельно пришел Циолковский полустолетием позднее. В последующей конструкции, разработанной в 1837 г., Кейли предлагает создание аэростата, наполненного водородом. Длина аэростата была им запроектирована в 131,7 м. Аэростат должен был поднимать 50 человек и, находясь в воздухе 48 часов, проделать путь в 1545 км.

Основной задачей Кейли было найти двигатель, который мог бы при[1]вести в движение два пятилопастных пропеллера аэростата. В своей работе 1809 г. «О воздушном судоходстве» Кейли в разделе, озаглавленном «Нужда в первичном двигателе», утверждает, что для решения этой задачи «необходимо лишь иметь источник двигательной силы, который давал бы в течение определенного времени большую мощность на единицу веса, чем это в состоянии сделать животная мускульная сила».

В качестве двигателя для своего аэростата Кейли останавливается на паровой машине. Изыскания в этом направлении привели его к мысли о применении облегченной паровой машины с водотрубным котлом. Котел проектировался из водяных трубок, образующих как бы кожух для топки. Кейли писал: «В последнее время были построены паровые машины, которые могут быть сделаны достаточно легкими, при условии замены обычного большого котла котлом с системой трубок, расположенных вокруг топки, в которые подается соответствующее количество воды. Сопротивление стенок сосуда внутреннему давлению обратно пропорционально его диаметру. Поэтому очень тонкие металлические трубки будут достаточно прочными, в то время как большой котел должен быть очень массивным, чтобы выдерживать большое давление». Двигатель, по своему весу ненамного превышающий вес одного человека, мог, как предполагал автор, заменить работу шести человек. Кейли рассчитывал с помощью этого парового двигателя получить скорость 24 км/час, имея на борту воздушного корабля команду в 7 человек.

Управляемый аэростат Патриджа.

В Англии в конце 30-х годов над проблемой управляемого дирижабля с паровой машиной много работал Патридж, предложивший изготовить баллон удлиненной формы с жесткими частями в брюшной части оболочки. Дирижабль должен был иметь в качестве двигателя паровую машину, расположенную в гондоле. При емкости оболочки 3838110 м 3 и полном весе в 45 англ. т. (45,7 метрических тонн) автор запроектировал очень высокую для того времени мощность паровой машины на жидком топливе – 140 л. с.

Патридж считал необходимым предпочесть обычной паровой машине ротативный паровой двигатель с большим числом оборотов и конденсатором. Идея Патриджа была передовой для своего времени. Сведения о его работах над управляемым аэростатом крайне ограничены и предлагаемый материал взят в работе [8].

Аэростат Жиффара с паровым двигателем.

В 1830 году французская промышленность использовала паровые машины суммарной мощностью в 10000 л. с., а в 1847 году уже 4853 машины дали промышленности более 60000 л. с. Экономическая революция во Франции пробудила интерес и к средствам сообщения по воздуху. В этот период времени проявился талант исследователя и изобретателя в области воздухоплавания француза Анри Жиффара (1825-1882).

Анри Жиффар был первым человеком, которому удалось совершить полет на аэростате с помощью парового двигателя. Анри Жиффар, сын мелкого служащего, рабочий Сен-Жерменских железнодорожных мастерских, позже машинист паровозного депо, сумел, упорно работая, выйти в ряды лучших механиков Франции.

6 ноября 1850 г. Анри Жиффар наблюдал на ипподроме за полетом модели аэростата часового мастера Жюльена. Семиметровая модель при помощи двухлопастных винтов, приводимых в движение стальной пружиной, не плохо держалась в воздухе и даже двигалась против сильного ветра. Веретенообразная форма аэростата с утолщением впереди, применение рулей поворота и высоты говорят о том, что Жюльен хорошо понимал и разрешил задачу управления полетом.

Работы Жюльена оказали известное влияние на творческую деятельность Жиффара, который до этого несколько раз поднимался на привязном воздушном шаре. В 1851 г. он получил привилегию «на применение пара к воздухоплаванию». Построенная им паровая машина мощностью 3 л. с. весила всего 50 кг, что было большим достижением для того времени. 24 сентября 1852 г. возле Парижа состоялась проба парового аэростата Жиффара (рис. 2.3). Аэростат был наполнен светильным газом. На другой день после полета Анри Жиффар опубликовал в журнале «La Presse» статью «Описание первого парового аэростата». Позже Французская академия наук, заслушав сообщение об этом опыте, опубликовала в своих ежегодных отчетах описание этого изобретения.

Аэростат имел удлиненную форму с двумя острыми концами, длина его 44 м, а диаметр в средней части 12 м и содержал около 2500 куб.м газа. Со всех сторон, кроме верхней части и острых концов, оболочка покрыта сетью. Ее крайние части - «гусиные лапки» - соединяются в такелажную систему, закрепленную на деревянной горизонтальной траверсе (балке) длиной в 20 м.

Эта траверса имеет на одном конце своего рода треугольный парус, подвешенный одной стороной к заднему стропу подвески. Строп является для паруса осью вращения, а парус служил рулем поворота.

Машина установлена на деревянном помосте, четыре стороны которого поддерживаются стропами подвески. Середина помоста, обшитая досками, служила для размещения людей, запасов воды и топлива. Котел вертикальный с внутренней топкой, без трубок. Тяга в трубе обеспечивалась с помощью изобретенного им парового инжектора. Смешиваясь с дымом, пар отбрасывался в направлении, обратном движению аэростата.

Топливо - кокс хорошего качества. Получаемый пар непосредственно направлялся в вертикальный цилиндр двигателя, а поршень с помощью шатуна вращал коленчатый вал. На конце коленчатого вала насажен трехлопастный пропеллер диаметром в 3,4 м, обеспечивавший движение судна. Скорость вращения пропеллера составляла около 110 оборотов в минуту, а мощность паровой машины была равна З л. с., что можно приравнять к мощности 25-30 человек. Вес силовой машины 150 кг, т. е. 50 кг на 1 л. с., или 5,6 кг на силу одного человека. Грузоподъемность составила около 1800 кг. По сторонам машины расположены два брезентовых мешка. В одном помещалось топливо, а в другом - вода, которую подавали в котел с помощью насоса, работавшего от шатуна поршня» [8].

Во время полета Жиффар достиг на своем аэростате высоты 1800 м. В своем сообщении о полете Жиффар указывал: «что действие руля давало себя прекрасно чувствовать». В дальнейшем Жиффар приступил к разработке проекта дирижабля ёмкостью в 220000 м³ при длине 600 м. Его скорость, по расчётам автора, должна была составлять до 72 км/час. Паровая машина должна была питаться от двух котлов, топливом для одного из которых служил керосин, а для другого - газ из оболочки дирижабля. В процессе работы над двигателем для нового дирижабля Анри Жиффар усовершенствовал паровой инжектор, получивший впоследствии широкое распространение в промышленности.

Благодаря этому изобретению Жиффар смог заработать значительное состояние. Однако обстоятельства (в частности, ухудшившееся зрение), воспрепятствовали реализации проекта громадного дирижабля. Жизнь Анри Жиффара оборвалась трагически, он покончил собой 15 апреля 1882 г., приняв хлороформ. Последователем Жифара в области применения паровой машины к аэростату в России был Рафаил Черносвитов.

Литература - {8} Дузь, М. Л. Паровой двигатель в авиации/ М. Л. Дузь. – М.: Госиздат. оборонпром, - 1939. – 315 с.

Автор: Гусев Ю.А.

Тематические сайты: Авиация, Воздушный транспорт, Изобретательство и рационализация, История, Соотечественники, земляки, диаспоры
Региональные сайты: Великобритания, Европа Центральная, Европейский союз, Россия, Франция

Интересно:

В Сочи подвели итоги кинофестиваля «Победили вместе»
24.09.2026 17:33 Мероприятия
В Сочи подвели итоги кинофестиваля «Победили вместе»
Церемония закрытия XXI Международного кинофестиваля «Победили вместе» имени Владимира Меньшова состоялась 23 сентября 2026 года в Сочи. Событие стало частью второй Всемирной общественной ассамблеи «Новый мир: ценности, которые объединяют», организованной Ассамблеей народов мира. Программа кинофестиваля включила 105 фильмов из 23 стран. Работы были представлены в десяти тематических блоках, среди которых: - секция «Память» и «Отражение» основного Международного конкурса; - Международный конкурс студенческих работ; - национальный конкурс документальных фильмов; - программа «Голоса несломленных людей»; - программа фильмов Валерия Тимощенко; - внеконкурсные программы «Культурный код» и «Ателье киноискусства»; - специальные показы. Торжественную церемонию провели куратор международных программ фестиваля Елизавета Баранова и куратор зарубежных участников и гостей фестиваля Полина Попова. Вечер начался с новации – вручения денежной премии «Счастье Победы», учрежденной...
Деньги, дела и место в истории барона Александра Штиглица
13.09.2026 11:13 Персоны
Деньги, дела и место в истории барона Александра Штиглица
13 сентября 1814 года родился барон Александр Людвигович фон Штиглиц. Человек, имя которого должно стоять в одном ряду с крупнейшими русскими предпринимателями и благотворителями. Барон Александр Штиглиц строил фабрики и дороги, создавал финансовую систему страны. Наравне с другими "русскими иностранцами", такими как Людвиг Нобель и Франц Сан-Галли, работал для России и считал это делом чести. Но XX век с его революциями и войнами почти стер из человеческой памяти имя мецената. Только в начале XXI века в России начали восстанавливать историю его жизни, которую он полностью посвятил этой стране. Репутация дороже денег Александр Штиглиц родился в 1814 году в Петербурге. Его отец Людвиг, купец первой гильдии, приехал в Россию из немецкого княжества Вальдеке в поисках денег всего за 10 лет до рождения сына. Здесь его дела пошли в гору. Он основал собственный банкирский дом и получил российское подданство. Император Александр I очень ценил честного и трудолюбивого немца, который превыше...
Премьера фильма «Руки, что держат небо» пройдет в Сочи
10.09.2026 18:03 Мероприятия
Премьера фильма «Руки, что держат небо» пройдет в Сочи
16 сентября в Сочи, в рамках XXI Международного кинофестиваля «Победили вместе» имени Владимира Меньшова, состоится премьера документального фильма «Руки, что держат небо». Кинокартина о проекте, объединившем тысячи добровольцев всей страны, создана оргкомитетом национальной премии «Хрустальный компас», Русским географическим обществом, телекомпанией «Под знаком Пи» и продюсерским центром «Чайка» при поддержке фонда помощи «Русский Крест». Фильм «Руки, что держат небо», рассказывает о масштабном проекте «Общее дело. Возрождение деревянных храмов Севера», получившем благословение Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Кирилла и отмеченного национальной премией «Хрустальный компас». С 1917 года количество храмов на Севере сократилось с 1302 до менее чем 400. Без срочных действий оставшаяся часть наследия тоже могла исчезнуть. Отец Алексей Яковлев и его супруга Татьяна побывали на Русском Севере и восстановили храм в деревне Ворзогоры. Так возник проект «Общее дело». За 19 лет к...
Знамя победы над Веной
09.09.2026 9:05 Аналитика
Знамя победы над Веной
Только вдумайтесь: размер этого красного полотнища с пятиконечной звездой, серпом и молотом — 40 квадратных метров! Специально сконструированное устройство несколько раз поднимало его над столицей Австрии. Советские войска овладели городом 13 апреля 1945 года. Сейчас Венское Знамя Победы хранится в Центральном музее Вооружённых сил. История сохранилась в документах, которые сопровождают указанный музейный экспонат.  Лейтенант Арон Эммануилович Стомахин предложил сконструировать специальный аэростат, с помощью которого можно было подавать с большой высоты световые сигналы. Парашютисты при приземлении могли бы ориентироваться на них и быстро собраться в одном месте после десантирования. Сказано — сделано. С помощью специалистов из Центрального аэрогидродинамического института изготовили небольшой аппарат (типа аэростата) объемом 17 кубических метров. Он был наполнен водородом и был способен нести груз массой 10 кг. Аппарат получил название САС-2 — Сигнальный аппарат Стомахина. 6...
Патриотизм и девиации детей в годы Первой мировой
06.09.2026 11:24 Аналитика
Патриотизм и девиации детей в годы Первой мировой
После начала великой войны среди педагогов и общественности возникла дискуссия о степени информирования и об ограничении влияния войны на детей. На заседании Петроградского родительского кружка, например, были высказаны диаметрально противоположные точки зрения. Одни говорили, что "следует охранять детей от всяких влияний войны и в семье, и в школе, устраняя их от участия в работе взрослых, имеющей какое-либо отношение к войне"1. А вот председатель общества дошкольного воспитания считал, что, "кроме всевозможных отрицательных проявлений, на войне имеется и самопожертвование и героизм, что рядом с ней имеется обширное поле для проявления любви и сострадания к человеку… Как ни оберегай детей от влияния войны, дети всё равно о ней узнают, ибо ею насыщено всё кругом. Если нельзя избежать с детьми разговоров о войне, надо, чтобы внимание детей было устремлено на положительные стороны войны. Надо указывать на скромные, но полные самопожертвования подвиги солдат, на работу врачей, сестёр...