Изобретение монгольфье. История развития воздухоплавания

Бумажная промышленность была одной из пере­довых отраслей производства во Франции. Одна­ко лучшие сорта бумаги выписывались из Голлан­дии, где бумажные мануфактуры стояли на более высо­кой ступени развития.

Пьер Монгольфье (отец Этьена и Жозефа) был од­ним из пионеров использования голландского способа производства, крупным бумажным фабрикантом в горо­де Аннонэ (юго-запад Франции). В эпоху религиозных войн предки Монгольфье вынуждены были бежать из Франции, но в XVIII веке вернулись на родину и основа­ли мануфактуру.

Пьер Монгольфье, войдя во владение мануфактурой в первой четверти XVIII века, вел дела с необычайной энергией и иници­ативой и передал своим детям Этьену и Жозефу передовые взгляды в области производ­ственной и научно-технической деятельности. Сыновья Монголь­фье и стали изобретателями воз­душного шара.

Жозеф-Мишель Монгольфье не имел законченного научного образования, он был талантливым изобретателем — любителем. Жо­зеф совершил пешее путешествие в столицу, где прослушал публич­ные лекции по химии и физике, в дополнение к своему самостоя­тельному изучению этих наук.

Жак-Этьен Монгольфье полу­чил систематическое образова ние в Париже, где был связан с выдающимися деятелями науки и техники: Гаспаром Монжем, Менье и другими. Этьен закон­чил в Париже строительную шко­лу и зарекомендовал себя талан­тливым архитектором. Но вско­ре он прервал научную карьеру, чтобы занять пост директора от­цовской мануфактуры. Интерес к наукам объединил братьев, по­зволил им расширить бумажное производство путем усовершен­ствования станков и заимствова­ния передовых технологий из других стран.

Аэростатические опыты нача­ли проводиться Монгольфье в 1782 году.

Сначала братья пытались пус­кать вверх мешки с водяным па­ром, буквально копируя облака. Эти опыты не особенно удались.

Вскоре Этьен ознакомился с книгой английского химика Пристли «О различных сортах воздуха», вышедшей в 1772 году, в которой ученый рассуж­дал о летучих свойствах водоро­да. Загоревшись идеей использо­вать этот газ, Этьен предложил брату надувать мешки водоро­дом. И этот опыт им не удался, так же как и Кавалло за год до этого.

Тогда братья начата опыты над пуском мешков, наполненных дымом. Один из опытных аэроста­тов емкостью 20 м3 во время за­пуска оборвал привязь и поднял­ся до высоты 300 м. Удачные ис­пытания натолкнули братьев на идею проведения показательных демонстраций своего аппарата, впоследствии получившего назва­ние «монгольфьер».

5 июня 1783 года в городке Аннонэ они провели первую пуб­личную демонстрацию. (За это позже Жозеф Монгольфье был избран действительным членом французской академии и даже по­лучил премию от императора На­полеона.)

О первом публичном опыте Этьен Монгольфье писал в пись­ме своему знакомому Фожа де Сен-Фону: «Различные части ма­шины были соединены простыми застежками с пуговицами, доста­точно было двух человек, чтобы смонтировать машину и напол­нить ее газом, но только восемь человек могли удержать ее на месте. По данному сигналу ма­шина была отпущена, поднялась с возрастающей быстротой, но замедлила движение к концу сво­его подъема. Она оставалась в воздухе 10 минут: потеря газа че­рез застежки, через швы и иные несовершенные части машины не позволили ей оставаться в возду­хе дольше… Машина опустилась так легко, что не сломала ни лоз, ни тычинок виноградника, на ко­торый она села».

После успеха в Аннонэ братья начали готовить новый опыт, ко­торый должен был состояться в Париже, в промышленном Сент-Антуанском предместье. Пло­щадку для пуска предоставил бо­гатый собственник «королев­ской» шпалерной мануфактуры Ревельон, друг Этьена.

Интересно отметить, что, когда Монгольфье присту­пил к своим работам в саду Ревельона, к нему явился молодой фармацевт и физик Пилатр де Розье, занимав­ший пост заведующего Музеем естественной истории у брата короля. Монгольфье с удовольствием принял ус­луги Пилатра де Розье и сотрудничал с ним в последую­щих опытах.

К 12 сентября новый шар Монгольфье, построенный на средства академии, был закончен. Но пуск окончился неудачей. В тот момент, когда аэростат уже наполнился горячим дымом и отделился от земли, еще держась на привязях, подул сильный ветер с дождем, шар был «разорван во многих местах… бумага размокла от дождя, и великолепная машина», стоившая стольких усилий, была разрушена. Поэтому для последующих опытов братья решили больше не использовать бумагу, обратившись к обыкновенной ткани.

Подъем шара в присутствии короля был назначен на 19 сентября, поэтому Этьен с друзьями, не теряя време­ни, принялся самым энергичным образом за постройку шара. Первый, неудачный, аэростат строили около ме­сяца. Новый шар, сделанный целиком из крепкого хол­ста, был закончен за пять дней.

Высота шара равнялась 18,5 м, диаметр - 13 м.

19 сентября в большом дворе Версальского замка состоялся подъем шара. Публика во главе с королевским семейством распо­ложилась вокруг восьмиугольной огороженной сцены, где возвы­шался помост для пуска шара. В центре помоста находилось от­верстие, над которым и помести­ли оболочку шара.

В отверстии эстрады была ус­троена жаровня, которую напол­нили соломой и рубленой шер­стью. Нижний открытый и вытя­нутый конец оболочки заправили вокруг жаровни так, чтобы обо­лочка образовала «как бы огром­ную воронку» для приема дыма. К оболочке прицепили клетку с тремя подопытными животны­ми - бараном, уткой и петухом. Разумеется, оболочка была за­креплена на привязях.

Когда публика собралась, был подан сигнал. Оболочка быстро раздулась и поднялась во всю вы­соту. Шар был выкрашен в синий цвет с золотыми украшениями в виде королевских вензелей. Гус­тая окраска шара преследовала не только эстетические, но и практические цели. Краски были замешены на квасцах и тому по­добных химикалиях и должны были сделать ткань более непро­ницаемой и несгораемой. На при­дворных такой большой и пест­рый пузырь произвел чарующее впечатление.

Когда царский двор налюбо­вался шаром, подан был второй сигнал. Привязи обрезали, и «ма­шина с пышностью поднялась на воздух», увлекая с собой приспо­собление, в котором были заклю­чены баран и птицы. Описав кри­вую, шар опустился в 3,5 км от места подъема. Максимальная высота, достигнутая шаром, со­ставляла лишь 430 м. Впослед­ствии выяснилось, что незначи­тельность высоты была вызвана двумя разрывами оболочки при пуске. Теплый воздух выходил сквозь отверстия, и шар не мог достигнуть той же высоты, что в Аннонэ.

Правительство присвоило бра­тьям Монгольфье дворянский ти­тул, представило Этьена к орде­ну, а Жозефа обеспечило пенси­ей. Академия наук дополнительно назначила братьям годовую пен­сию в 600 ливров.

Во Франции в 1783 гoду сыновьям владельца бумажной фабрики братьям Этьену и Жозефу Монгольфье удалось изготовить воздушный шар, который мог поднять человека.

Состоялась демонстрация полета воздушного шара диаметром 12 метров . Он представлял собой огромный мешок, сшитый из холста и обклеенный бумагой, который был подвешен на площади города Аннона выше трехэтажных домов, и никто не верил, что это может подняться в воздух.

В топке под оболочкой сжигали шерсть, бумагу, дерево, мокрую солому. "... одновременное сжигание шерсти и соломы соединяет животное начало с растительным и образует дым, обладающий электрическими свойствами", - это описание движущей силы воздушного шара с точки зрения братьев Монгольфье.

Мокрая солома использовалась не случайно, но объяснение этому нашли позднее. Если оболочку наполнять нагретым сырым воздухом, то подъемная сила аэростата будет больше, чем при заполнении его сухим воздухом той же температуры. Оболочка стала наполняться теплым воздухом и вскоре приобрела форму шара. Грузоподъемность шара была около 205 кг.

Этьен и Жозеф безумно боялись высоты и не решались отправиться в воздушный полет сами. Кроме того, бумажная оболочка воздушного шара была непрочной и часто сгорала в воздухе при подъеме. Поэтому первыми живыми существами, совершившими полет на воздушном шаре, были овца, утка и петух. При этом событии присутствовали король Людовик XVI и Мария-Антуанетта. За 8 мин. шар пролетел на высоте 520 м около 3 км. Пострадал при полете только петух, т.к. на него наступил баран.

Через некоторое время состоялся новый полет на воздушном шаре братьев Монгольфье.
В небо поднялся воздушный шар с двумя пассажирами на борту. Ими были Франсуа Пилатр де Розье и маркиз д"Арланд. Корзина эта была тесной и аэронавты едва помещались в ней.

Шар прогорел в нескольких местах. За 25 минут свободного полета на воздушном шаре Франсуа Пилатр де Розье и маркиз д,Арланд стали первыми в мировой истории аэронавтами.

В январе 1784 года был произведен третий запуск воздушного шара с пассажирами. На гигантском монгольфьере «Les Flesselles» в воздух поднялись 8 человек. На высоте 800 метров оболочка треснула , воздухоплаватели отделались легкими ушибами.
В 1783 году Людовик XVI вызывает Этьена и Жозефа из Аннона в Париж, жалует им дворянский титул и герб с девизом "Так поднимаются к звездам". За выдающиеся достижения в области воздухоплавания Людовик XVI наградил Этьена и Жозефа Монгольфье орденом Святого Михаила.

Воздушные шары братьев Монгольфье получили название "монгольфьеры" и применяются до сих пор. Это современные тепловые аэростаты, поднимающиеся за счет нагретого воздуха. Оболочка выполняется из легкой термостойкой синтетической, очень прочной ткани. Горелки, установленные в гондоле под куполом и прогревающие воздух в оболочке, работают на пропан-бутане.

Другие страницы по теме "Воздухоплавание":

Мечта подняться над землей, преодолеть гравитацию и приблизиться к Солнцу с античных времен живет в душе человека. Известны исторические факты, свидетельствующие о том, что еще в древнем Риме и Китае предпринимались первые попытки это сделать посредством емкостей, наполненных дымом. В Средние века они продолжались, но получаемые воздушные шары были небольшими, недолговечными и неспособными поднять еще что-то, кроме себя. Кто же изобрел воздушный шар с большой подъемной силой, имеющий возможность переносить дополнительный вес? Все началось в конце XVIII века во Франции, которую можно считать родиной воздухоплавания.

Начало пути

Всё началось 5 июня 1783 года, когда сыновья французского бумажного промышленника Монгольфье создали огромный шар из бумаги, объемом 600 кубометров. Через решетку из виноградных веток он был наполнен дымом от костра и поднялся на 500 метров. Через 10 минут, когда дым остыл, шар приземлился в 2 км от места запуска.

Проработав все лето над усовершенствованием конструкции братья Монгольфье 19 сентября 1783 года отправили в полет первые живые души: барана, петуха и утку. А 21 ноября в достаточно крепкой и надежной корзине рискнули подняться в воздух два французских дворянина. Пролетев 9 км на высоте 1000 метров они вместе с шаром вернулись на землю невредимыми и стали почитаться как герои.

Но братья Монгольфье не были единственными, кто изобрел первые воздушные шары. Параллельно с ними над изобретением летательного аппарата работал другой француз: физик Шарль. Он создал более перспективную модель, вместо дыма использовав водород, этим намного продлив нахождение конструкции в воздухе и сделав возможными ее более компактные размеры. 27 августа 1783 года его изобретение — шар объемом около 200 кубометров из пропитанного каучуком шелка, успешно оторвался от земли и, покрыв расстояние в 28 км, почти через час благополучно приземлился.

Дальнейшая работа

Жак Шарль продолжил работу над своим летательным аппаратом. Он ввел усовершенствования, которые повысили прочность оболочки шара и в некоторой степени обезопасили полет. Он изобрел способ измерять высоту и контролировать ее в полете и при посадке. Его нововведения, веревочная сеть для шара, мешки с песком для балласта, клапан для газа, воздушный якорь, сделали его летательный аппарат настоящим транспортным средством, позволяющим достаточно быстро и безопасно перемещаться на большие расстояния.

Единственный недостаток, взрывоопасный водород, по прошествии лет был заменен на безопасный гелий, но продолжал применяться на непилотируемых шарльерах. В России первый полет шара и человека состоялся в 1804 году в Петербурге. Затем воздушные шары использовались в основном для научных исследований.

Усовершенствование воздушных летательных аппаратов велось и в дальнейшем. В настоящее время аэростаты – это не только средство для практических целей, но и красивейший и популярный вид спорта. А первые ученые, которые изобрели воздушный шар, навсегда остались в истории воздухоплавания и человеческой памяти.

Братья Жозеф и Этьен Монгольфье совершили запуск наполненного горячим дымом воздушного шара в Версале. Пассажирами были овца, петух и утка. За полетом, длившимся 8 минут, наблюдали король Франции Людовик XVI и его жена Мария Антуанетта. Раздававшиеся сверху кряканье, блеянье и петушиный крик, надо думать, смутили немало зевак, над которыми проплывал шар. В столицу братьев пригласила Французская Академия после успешного испытания шара в их родном городе Анноне в июне того же года. Через два месяца в воздух поднимется и человек.

Впервые в свободный полет человек отправился на воздушном шаре, который поднялся из сада замка де ла Мюэт в западном пригороде Парижа 21 ноября 1783 г. Его пассажирами были молодой директор Парижского музея науки Пилатр де Розье и армейский офицер маркиз д"Арланд, имевший широкие связи при дворе Людовика XVI, На наполненном горячим воздухом шаре, построенном братьями Жозефом и Этьеном Монгольфье, они провели в воздухе около 25 мин, пролетев за это время почти 10 км, и благополучно приземлились в открытой местности вблизи дороги на Фонтенбло.

Полет сам по себе был замечательным событием, но помимо этого он как бы подытоживал крупнейшее достижение химии: отказ от флогистонной теории строения вещества, рухнувшей, когда оказалось, что различные газы имеют разный вес. С первыми полетами пилотируемых и беспилотных воздушных шаров тесно связаны имена четырех выдающихся химиков - Джозефа Блэка, Генри Кавендиша, Джозефа Пристли и Антуана Лавуазье, чьи работы открыли путь к ясному пониманию химической природы материи.

Первая публичная демонстрация полета воздушного шара, наполненного горячим воздухом, представлена на гравюре в несколько фантастическом виде. Опыт был проведен братьями Жозефом и Этьеном Монгольфье 4 июня 1783 г. в Анноне (Франция). Шар представлял собой сферический льняной мешок, оклеенный бумагой, имел 11 м в поперечнике и весил 227 кг. Его наполнили горячим воздухом над костром. Полет продолжался 10 мин.

Братья Монгольфье жили в Анноне, городке в окрестности Лиона. Они были одержимы идеей полета и пришли к мысли, что если надуть бумажный мешок горячим воздухом, то он может взлететь. В конце 1782 г. братья проделали два предварительных эксперимента, которые показали, что большой мешок, наполненный дымом от костра, должен подняться вверх. Первую публичную демонстрацию братья устроили в Анноне 4 июня 1783 г. Воздушный шар представлял собой сферический льняной мешок, оклеенный бумагой. Он имел в поперечнике 11 м и весил около 227 кг. Шар надули над костром, в котором жгли мелко нарезанную солому. Когда его отпустили, он поднялся довольно высоко и спустился через 10 мин, пролетев за это время около трех километров. Полет произвел на зрителей большое впечатление, и весть об этом эксперименте облетела Францию и всю Европу.

Спустя два месяца другая группа энтузиастов запустила в Париже шар иного типа. Экспериментом руководил физик Жак Шарль. Зная результаты последних исследований газов, Шарль решил наполнить баллон водородом. Поскольку бумажное покрытие не могло удержать водород, шар был изготовлен из тонкой шелковой ткани, пропитанной латексом. Водород получили, воздействуя серной кислотой на железные опилки. Чтобы полностью надуть шар диаметром 4 м, потребовалось несколько дней и было израсходовано 227 кг кислоты и 454 кг железа. 27 августа посмотреть на запуск шара на Марсовом поле собралась огромная толпа. Шар пробыл в воздухе 45 мин и в конце концов приземлился вблизи местечка Гонесс в 28 км от места старта. Он так напугал местных жителей, что те разорвали его в клочья.

Спустя еще три недели братья Монгольфье повторили свой опыт в Версале, на этот раз в присутствии Людовика XVI и его двора. Наполнить шар горячим воздухом было гораздо проще, чем водородом, и уже через 10 мин он был готов к полету. К нему подвесили небольшую клетку, в которой находились баран, утка и петух. На этот раз шар уже был не просто мешком - его ярко разрисовали масляными красками. Полет закончился в лесу в 3,5 км от места старта. Ни один из первых воздухоплавателей не пострадал.

Первый полет человека на воздушном шаре, наполненном горячим воздухом, состоялся в Париже 21 ноября 1783 г. Затейливо разрисованный шар, построенный братьями Монгольфье, имел 14 м в поперечнике и более 21 м в высоту. Корзина с двумя пассажирами, Пилатром де Розье и маркизом д"Арландом, весила около 730 кг. Принято считать, что это вид с террасы дома Бенджамина Франклина в Пасси.

Как только возможность полета на воздушном шаре была доказана, ее практическая реализация не замедлила осуществиться. В октябре де Розье поднялся на 25 м на привязном монгольфьере и пробыл в воздухе более 4 мин. А месяц спустя он и д"Арланд совершили свой исторический полет над Парижем. Шарль не хотел уступать и 1 декабря, взяв одного пассажира, отправился из Парижа на шаре, наполненном водородом. Полет продолжался 2 часа и закончился в 50 км от Парижа в маленьком городке Несле. Здесь пассажир сошел, а Шарль продолжил путешествие, поднявшись на высоту более 3,5 км. Всего за какие-то 6 месяцев человек поднялся в воздух и научился летать.

Воздухоплавание стремительно развивалось. В августе 1784 г. французский химик Гитон де Моро и сопровождавший его аббат Бертран достигли высоты более 3 км, измеряя по пути температуру и давление воздуха. В январе следующего года французский воздухоплаватель Жан Пьер Бланшар и американский врач Джон Джеффрис впервые пересекли Английский канал, перелетев из Дувра в Кале.

После полета в Анноне Французская академия наук по просьбе правительства создала комиссию, которая должна была подготовить доклад об этом эксперименте и разработать план дальнейших исследований. Видным членом комиссии был Лавуазье - французский химик, чьи научные открытия наряду с открытиями других ученых послужили основой для создания первых воздушных шаров. Правительство Франции, по-видимому, сочло изобретение воздушного шара крупным достижением, так как взяло на себя расходы по проведению ряда последующих полетов, запланированных комиссией.

Реакция английских ученых на изобретение воздушного шара была более сдержанной. В ноябре 1783 г. королю Георгу III и его придворным в Виндзоре был продемонстрирован воздушный шар, наполненный водородом. Шар произвел на короля большое впечатление, и он направил президенту Лондонского Королевского общества сэру Джозефу Бэнксу послание, в котором предлагал финансировать дальнейшие исследования в области воздухоплавания. Однако ответ гласил, что, поскольку от этих экспериментов нельзя ожидать «какой бы то ни было пользы», общество в них не заинтересовано.

В то же время военное значение воздушных шаров оценили быстро. Не прошло и месяца после зрелища в Виндзоре, как был опубликован памфлет, посвященный этому вопросу. Вскоре Бенджамин Франклин высказался в письме следующим образом:

«Изобретение воздушного шара, как Вы видите, является открытием первостепенного значения. Одним из его следствий может стать отказ монархов от войн, так как и самые могущественные из них не смогут защищать свои владения. Пять тысяч шаров, способных поднять по два человека каждый, вряд ли будут стоить дороже пяти линейных кораблей, а где найдется властитель, который мог бы покрыть свою страну войсками, способными защитить ее от десятка тысяч воинов, спустившихся с неба во многих местах и готовых нанести государству непоправимый ущерб прежде, чем удастся собрать войска и дать им отпор?»

Источники: «Изобретение воздушного шара и рождение современной химии» - автор Артур Ф.Скотт, Портал «Праздники.ру»