Второй способ полёта также применим только к газовой среде. Это способ птиц и насекомых — так называемый динамический или силовой полёт. Он осуществляется человеком с помощью аэронефов.
Аэронефы разделяются на геликоптеры (подъём воздушным винтом с отвесной осью), ортоптеры (с махающими крыльями, как у птиц и насекомых) и аэропланы.
Между пассивным и силовым полётом есть ещё средний способ (микст), когда летательный снаряд пользуется и газом и крыльями. На практике он только в зачатке, хотя и было много опытов в этом духе. И сейчас дирижабль, двигаясь в наклонном положении (носом кверху), увеличивает свою подъёмную силу. Но тут крылья заменяются всей поверхностью дирижабля: специальных органов силового подъёма нет. С другой стороны, и всякий аэронеф по закону Архимеда теряет часть своего веса, так что отчасти поддерживается воздухом, как и газовый корабль.
Третье средство полёта — реакция, отталкивание тел, находящихся в самом снаряде: взрывание пороха и других взрывчатых веществ, вылет газов, паров, жидкостей и твёрдых тел.
Он осуществляется большими или малыми ракетами, забавляющими или служащими на пользу человека.
Прижизненное издание Константина Циолковского
Реактивные приборы могут быть громадных размеров. Тогда они могут подымать людей или грузы и носиться на большой высоте. Преимущество их заключается в том, что они могут летать не только в атмосфере или в какой-либо жидкой среде, но и вне её, в пустоте. В ней их действие даже значительнее. В самом деле, давление атмосферы мешает безграничному расширению вылетающего газа, а значит и приобретению им наибольшей скорости. От этой же скорости зависит и скорость снаряда. Особенно заметно слабое использование энергии газа при давлении, немного превышающем атмосферное. Хорошее использование требует в воздухе сильного сжатия газов.
Таким образом, ракетный способ может вознесть человека к небесам, за атмосферу, в межпланетное пространство.
Реактивные приборы с людьми ещё не осуществлены по многим причинам. Препятствие к введению реактивных снарядов в следующем: 1) взрывчатый материал чересчур дорог, тяжёл и скоро расходуется (в несколько минут); 2) не испытаны ещё способы управления реактивными приборами; 3) их не умеют делать лёгкими при большом запасе двигательной силы; 4) вследствие не испытанной управляемости они могут несвоевременно потерять свою восходящую силу, упасть и расшибиться вместе с людьми; 5) ракетные аппараты с взрывающимися веществами только тогда могут использовать значительный процент заключённой в них запасной энергии, когда скорость их близка к скорости вылетающих газов, то есть когда эта скорость не менее нескольких вёрст в секунду. Но такая скорость невозможна нигде, кроме эфирного пространства или очень разрежённой атмосферы; 6) требуются весьма тугоплавкие и прочные материалы и не изобретённые ещё инжекторы.
Других препон мы тут перечислять не будем.
Впрочем, теория строго доказывает, что реактивные снаряды в несколько тонн весом могут подыматься запасами существующих взрывчатых веществ на тысячи вёрст в высоту, достигать луны, планет и даже выходить из пределов планетной системы. В этом грандиозном назначении они не имеют соперников между другими известными средствами полёта. Затруднительно (пока), даже в теории, посещение планет и возвращение. Так, расчёт показывает, что для поднятия с Земли и полного одоления её тяжести нужен запас самых энергичных взрывчатых веществ в девять раз превышающий вес снаряда с остальным содержимым. Значит для снаряда массою в одну тонну надо девять тонн взрывчатых веществ. Для поднятия и безопасного возвращения на ту же планету надо уже девяносто девять тонн. Для посещения планеты, как Земля, поднятия оттуда и возвращения домой требуется уже запас в 9999 тонн, то есть почти в десять тысяч раз превышающий массу ракеты.
Итак, хотя приборы эти и нуждаются ещё в бесчисленных опытах, многих технических открытиях и усовершенствованиях, но им принадлежит великое будущее в области заатмосферных путешествий.
Четвёртый способ носиться над землёй — это очень быстрое движение снаряда, приобретаемое раз навсегда: заранее на Земле, в пути или там и сям. Он не требует никакого расхода энергии, кроме первоначального, и может совершаться миллиарды лет без «копейки».
Таково движение лун, которое мешает им падать на планеты. Наша Луна есть летательный снаряд. Планеты также носятся миллионы лет вокруг Солнц, не падая на них, несмотря на силу их тяготения.
Остановите это движение — и планеты упадут на солнца, а луны на планеты. Сами солнца рискуют упасть друг на друга при остановке их стремительного бега.
Миллионы и дециллионы больших и малых тел солнечных систем в виде небесной пыли, сора, камней, болидов и астероидов (то есть небольших планеток) летают в пустоте солнечных систем, не падая биллионы лет.
Остатки туманного диска (лепёшки), из которого образовались Луна и Земля, в образе множества камней и минералов носятся кругом Земли, как настоящие летательные приборы.
Таков же полёт и колец Сатурна, состоящих из тучи твёрдых телец.
Самая Земля наша — летательный снаряд, не сливающийся с Солнцем только благодаря стремительной скорости своего годового движения (тридцать кило в одну секунду). Но он нехорош тем, что обременяет несносно человека в повседневной жизни своим тяготением и мешает использованию окружающего эфирного простора и текущей мимо и бесполезно солнечной энергии. Будь вместо земного шара с поперечником в двенадцать тысяч вёрст благоустроенный и приспособленный к жизни в пустоте летательный прибор, — тогда бы внезапно и без следа исчезла обременяющая нас тяжесть и нам доступны бы сделались все богатства солнечной системы.
Но опустимся в обыденную обстановку нашей планеты и скажем, что описанный способ полёта не применим в атмосфере или другой подобной среде, так как большие требуемые скорости (не менее восьми кило в одну секунду — для Земли) в таких средах невозможны. Действительно, они нуждаются в непрерывном расходе в несколько миллионов лошадиных сил.
Но этим средством полёта воспользуются со временем разумные существа, чтобы устроить жизнь в эфире (без планет), где их ожидает безграничные пространства, полные свободы и девственного солнечного света, не ослабленного атмосферой. Энергия солнечной системы превышает энергию, полученную Землёй от Солнца, по крайней мере, в два миллиарда раз.
Дирижабли
Полетом называется движение без соприкосновения с сушей и жидкостью, напр., океаном. Полет может быть в плотных слоях воздуха, до 12 верст высоты в тропосфере, затем еще выше, в более разреженных слоях воздуха — в стратосфере, наконец — вне атмосферы — в пустоте, выше 300–500 верст. (Для краткости километр называю верстой).
Есть несколько способов полета: 1) движение (брошенный камень, артиллерийский снаряд, небесные тела), 2) отталкивание воздушной среды (аэроплан, птица), 3) отталкивание веществ, запасенных в самом снаряде (ракета), 4) давление среды по закону Архимеда (аэростат). Иногда два, даже три способа служат одновременно: напр., дирижабль двигается ветром, поддерживаемый давлением среды, как водное судно и в то же время воздушным винтом отталкивает среду. Также стратоплан (т. е. аэроплан высот) может пользоваться и реактивным методом и воздушным винтом. Кроме того, все приборы в воздухе теряют часть своего веса. Значит пользуются и законом Архимеда.
Первый способ, т. е. бросание с земли, может служить в в воздухе, и в пустоте, и в среде тяжести и без ней; также третий способ, т. е. реактивное действие.
Отталкивание среды, конечно, не пригодно там, где ее нет, напр., в пустоте. Здесь действует только запасенная опора.
Конечно, без среды и тяжести неприменим и закон Архимеда.
Для полета ниже 12 верст, т. е. в тропосфере, на практике, существуют два снаряда: аэроплан и дирижабль.
Аэроплан, или самолет, подобен жесткокрылому насекомому, напр., майскому жуку (хрущу), который распустил свои верхние твердые крылья, а тонкими во всю мочь машет. Подобие неполное, так как у жука движение пропеллера колебательное, а у самолета вращательное. Полного подобия аэроплана в природе мы не знаем (как, впрочем, и подобия множества других машин. Точное копирование животных неудачно).
Дирижабль же можно сравнить с подводной лодкой, только его окружает среда в 800 раз более легкая, чем вода. Он также двигается винтом и поддерживается на весу давлением среды (по закону Архимеда).
Аэроплан в последнее время достиг почти предела в своем совершенстве, дирижабль же далек еще от него, несмотря на то, что прежде родился аэростат (1783 г.), а потом аэроплан (1904 г.). Аэростату 147 лет, а самолету — 26.
Однако мысль об аэроплане появилась гораздо раньше мысли об аэростате. О первом мечтали чуть не первые люди на земле, видевшие полет бесчисленных насекомых и птиц. Но и летающие облака (которые считались плотными и тяжелыми) наводили, с незапамятных времен, человека на идею о полете другого сорта. Нагретый воздух, поднимающий дым и легкие тела, также наводил на мысль о другом способе полета. Мыльный пузырь, надутый теплым дыханием человека, я думаю, впервые подал мысль об изобретении аэростата. Монгольфье заметил, что по близости жаровни висевшая около юбка вздулась и поднялась. Это послужило причиною изобретения им в 1783 г. воздушного шара. Осуществление его было доступнее прибора с крыльями и потому; раньше вошло в жизнь.
Аэростат с непроницаемой оболочкой мог вечно носиться в воздухе, не требуя никакого расхода сил. Он был подобен лодке или кораблю, носящемуся по воле течений. Если бы нашли средство делать оболочки аэростатов непроницаемыми и дешевыми, и умели пользоваться течениями воздуха, то этот способ движения был бы самым экономным в мире. Только вот лодка сохраняет свое положение на поверхности воды, а аэростат то поднимается, то опускается под влиянием метеорологических влияний. Это еще осложняет его использование.