Предыдущие попытки подъёма и спуска на воздушном шаре. – Пять ящиков доктора. – Горелка. – Калорифер. – Способ применения. – Верный успех.
– Не раз уж пытались подниматься и снижаться на воздушном шаре без затраты газа и сбрасывания балласта. Французский аэронавт Менье стремился этого достигнуть, нагнетая сжатый воздух в оболочку шара. Бельгийский доктор Ван-Хекке пробовал при помощи крыльев и лопастей придать шару вертикальное движение. Но в большинстве случаев силы этой оказалось недостаточно. В общем, результаты опытов Менье и Ван-Хекке были ничтожны.
И я решил подойти к этому вопросу смелее. Прежде всего я совершенно изъял из употребления балласт, кроме крайних, экстренных случаев, как, например, авария аппарата или необходимость срочно подняться выше, чтобы избежать какой-нибудь непредвиденной опасности.
Мой способ подъёма и снижения воздушного шара основан на расширении и сжатии газа, находящегося в оболочке, посредством изменения его температуры. И вот как я этого достигаю. У вас на глазах погрузили на судно вместе с корзиной шара несколько ящиков, назначение которых вам было неизвестно. Этих ящиков всего пять.
Первый из них содержит около двадцати пяти галлонов воды, в которую я прибавляю несколько капель серной кислоты для увеличения её электропроводности. Затем эту воду я химически разлагаю с помощью мощной бунзеновской батареи. Вода, как вы знаете, состоит из двух частей водорода и одной части кислорода. Кислород под действием электробатареи поступает с её положительного полюса во второй ящик. Третий ящик, вдвое большего размера, помещённый над вторым ящиком, принимает в себя водород, получаемый с отрицательного полюса батареи. При помощи кранов, из которых у одного отверстие вдвое больше, чем у другого, эти два ящика соединяются с четвёртым, который называется смесительным. Здесь действительно смешиваются оба газа, полученные в результате разложения воды. Ёмкость смесительного ящика – около сорока одного кубического фута.
В верхней части этого ящика находится платиновая пробка, снабжённая краном.
Вы уже, конечно, догадались, господа, что описываемый мною аппарат есть не что иное, как кислородно-водородная горелка, температура которой выше температуры кузнечного горна.
Теперь я перехожу к описанию второй части моего аппарата.
В нижнюю часть герметически закрытого аэростата вставлены на небольшом расстоянии друг от дружки две трубки. Одна берёт начало в верхних слоях водорода, другая – в нижних. Обе они снабжены в нескольких местах каучуковыми сочленениями, позволяющими им выдерживать колебания воздушного шара. Нижние концы этих трубок опущены в металлический сосуд цилиндрической формы, который называется сосудом нагрева и находится в корзине воздушного шара. Сосуд этот закрыт снизу и сверху двумя дисками из того же металла. Трубка, идущая из нижней части шара, входит в сосуд через нижний диск и внутри него принимает форму змеевика, занимающего почти всю высоту сосуда. Прежде чем выйти из сосуда, змеевик входит в маленький конус, вогнутое основание которого, имеющее форму сферического колпачка, обращено книзу. Из вершины этого конуса выходит другая трубка, которая, как я уже упоминал, берёт начало в верхних слоях водорода в шаре. Сферический колпачок конуса сделан из платины, чтобы он не расплавился при высокой температуре. А горелка эта помещается на дне сосуда нагрева, посреди спиралей змеевика, так, что верхняя часть пламени слегка касается платинового колпачка.
Вы, без сомнения, знаете, что такое калорифер, предназначенный для отопления домов, и вам известно, как он действует. Воздух пропускают из помещения в трубы, откуда он возвращается нагретый. Так вот, аппарат, который я вам только что описал, – в сущности тот же калорифер.
И в самом деле, что же тут происходит? Когда горелка зажжена, водород, находящийся в змеевике и в вогнутом маленьком платиновом конусе, нагревается и быстро поднимается по трубке, ведущей в верхнюю часть шара. Образовавшаяся внизу пустота заполняется газом из нижней части шара. Газ тут также нагревается и, поднимаясь, пополняется вновь образовавшимся газом. Таким образом, по трубкам и змеевику происходит чрезвычайно быстрое движение газа, который, выходя из шара, непрерывно нагревается и снова в него поступает. При нагревании на один градус газ расширяется на одну четырёхсотвосьмидесятую своего объёма. Если я повышу температуру на восемнадцать градусов[17], то водород, заключающийся в воздушном шаре, расширится на восемнадцать четырёхсотвосьмидесятых своего объёма, или на тысячу шестьсот семьдесят четыре кубических фута; следовательно, он вытеснит ещё тысячу шестьсот семьдесят четыре кубических фута воздуха, что увеличит его подъёмную силу на сто шестьдесят фунтов. Это равносильно выбрасыванию балласта такого же веса. Если я повышу температуру на сто восемьдесят градусов, то газ расширится на сто восемьдесят четырёхсотвосьмидесятых своего первоначального объёма, вытеснит шестнадцать тысяч семьсот сорок кубических футов воздуха, и подъёмная сила шара увеличится на тысячу шестьсот фунтов.
Вы понимаете, что я могу легко изменять условия статического равновесия моего воздушного шара. Объём его был рассчитан таким образом, что, наполненный до половины, он вытесняет как раз такое количество воздуха, которое равно по весу самому шару, наполненному водородом, а также корзине с пассажирами и всей её нагрузкой. Наполненный таким образом шар держится в воздухе в строгом равновесии: он не поднимается и не снижается.
Чтобы подняться, я с помощью горелки довожу газ в шаре до температуры более высокой, чем температура окружающего воздуха. От нагревания газ расширяется, шар увеличивается в объёме и поднимается тем выше, чем больше я нагреваю водород.
Снижение достигается естественным образом: понижением температуры в горелке, отчего газ внутри шара постепенно охлаждается. Вообще же подъём шара должен происходить, конечно, гораздо скорее, чем его снижение. И это очень благоприятное обстоятельство: надобности в быстром снижении у меня никогда не будет, и, наоборот, при очень быстром подъёме я могу избежать разных осложнений. Опасность ведь таится не вверху, а внизу.
Впрочем, как я уже говорил вам, у меня есть некоторое количество балласта, который в случае экстренной надобности даст мне возможность подняться ещё скорее. Клапан, находящийся на верхнем полюсе шара, является только предохранительным клапаном. Воздушный шар содержит неизменное количество водорода. Подъём и снижение, повторяю, происходят только благодаря изменению его температуры.
А теперь, господа, я хочу сообщить вам ещё одну подробность: горение водорода и кислорода на конце горелки порождает водяные пары; поэтому я снабдил нижнюю часть цилиндрического сосуда трубкой с клапаном, действующим при давлении в две атмосферы; следовательно, когда пар достигает такого давления, он сам автоматически выходит наружу.
Наконец, познакомлю вас со следующими точными цифровыми данными: двадцать пять галлонов воды, разложенные на составные части, дают двести фунтов кислорода и двадцать пять фунтов водорода. При нормальном атмосферном давлении это составляет тысячу восемьсот девяносто кубических футов первого газа и три тысячи семьсот восемьдесят кубических футов второго, итого пять тысяч шестьсот семьдесят кубических футов их смеси. Моя горелка расходует при открытом кране двадцать семь кубических футов смеси в час, давая пламя по крайней мере в шесть раз сильнее пламени больших горелок светильного газа. Держась же на значительной высоте, я сожгу в среднем не более девяти кубических футов в час. Значит, двадцать пять галлонов воды мне хватит на шестьсот тридцать часов воздушного плавания, что составляет немногим больше двадцати шести дней.
А так как я по своему желанию могу спускаться на землю и возобновлять свой запас воды, то моё путешествие может продолжаться сколько угодно.
Вот вам и вся моя тайна, господа. Она очень проста, и потому я уверен в успехе. Мой способ, основанный на расширении и сжатии газа, как видите, исключает надобность и в громоздких крыльях и в механических двигателях. Калорифер, с помощью которого я изменяю температуру, и горелка для его нагревания не представляют никаких неудобств и мало весят.
Итак, я думаю, что у меня имеются все нужные условия для успеха.
Этой фразой закончил доктор Фергюссон свою речь, вызвавшую самые горячие, искренние аплодисменты. Тут нельзя было сделать ни единого возражения: всё было обдумано и предусмотрено.
– Но всё-таки, – заметил капитан, – это дело опасное.
– Что из этого, раз оно выполнимо! – просто ответил Фергюссон.