|
Глава I
Для чего нужны полеты в стратосфере.
Пути и методы ее завоевания
Вопрос о быстром транспорте всегда привлекал внимание людей, и над ним с давних пор работает целая армия работников науки и техники.
Несомненно, что возможность передвижения по воздуху была едва ли не самой заманчивой среди всех попыток.
Развитие авиации произошло в исключительно короткий срок. От первых, неуверенных шагов, от полетов пионеров авиации до густой сети воздушных путей, опоясавших весь земной шар, от неуклюжего «аэроплана» до современного самолета, являющегося одной из самых совершенных машин нашего времени, прошло всего три десятка лет.
В первую очередь как всякое новейшее открытие техники авиация была использована капитализмом для военных целей. Если еще в начале мировой войны авиации не придавали особенно серьезного значения, то уже к концу ее самолеты стали играть во всех боевых действиях весьма значительную роль. Дальнейшее развитие и усовершенствование авиационной техники привело к тому, что в настоящее время авиация стала одним из самых мощных средств борьбы.
Требования к боевым самолетам неуклонно повышаются. Если во время мировой войны одной из главнейших задач авиации была разведка фронта и близлежащей полосы, то сейчас самолет должен выполнять многочисленные, весьма разнообразные и сложные функции.
Самолет должен для производства той же разведки проникнуть в глубокий тыл противника и там производить самые исчерпывающие наблюдения. Самолет должен выдерживать бой с самолетами противника, уйти от огня артиллерии и, находясь в тылу у противника, производить разрушение соответствующих объектов и многое другое.
С каждым днем быстро растут качественные показатели авиации. Увеличиваются скорость полета, высота, дальность, совершенствуются средства вооружения и оборудования самолетов, техника пилотирования и пр.
Авиация становится в капиталистических странах избранным средством для широкого осуществления империалистических замыслов, а для нас – надежнейшим средством защиты наших границ.
Расширение границ применения авиации в военном деле и все увеличивающиеся эксплоатационные и летно-технические требования к самолетам способствовали непрерывному повышению летных качеств последних и в частности увеличению высоты полета. Известное влияние на увеличение высоты полета несомненно имел и быстрый рост средств противовоздушной обороны. В настоящее время зенитная артиллерия достигла значительных успехов как в смысле досягаемости цели по высоте, так и в отношении меткости стрельбы. Осуществлен целый ряд приборов, позволяющих заранее заметить приближение неприятельского самолета, и т. д.
При полете на высоте 7000 – 10000 м и выше самолет с земли не виден и не слышен. Кроме того при полете на такой высоте, применяя специальные высотные моторы, самолет благодаря разреженности воздуха может достичь весьма значительных скоростей полета.
Отсюда очевидна исключительная роль высотного самолета в смысле внезапности его появления и нападения. В этом случае наблюдение или борьба с воздушным противником будут очень затруднительными или совсем невозможными.
В настоящий момент трудно исчерпывающим образом определить тактику и все способы использования стратопланов в военном деле, но можно предполагать, что одновременно с созданием высотных самолетов будут разработаны и соответствующие типы вооружения, например для бомбометания со значительных высот, для производства высотной фотосъемки, визуального наблюдения и т. д.
Возможность воздушного боя стратопланов является сомнительной, так как будет весьма трудно обнаружить и атаковать противника, летящего с большой скоростью на огромной высоте. По этим же причинам будет затруднено или даже невозможно наблюдение за стратопланом с земли.
Из всего сказанного достаточно очевидна громадная роль высотного самолета в военном деле.
Капиталистический мир лихорадочно готовится к новой мировой бойне, используя для этого все последние достижения техники.
Во многих странах ведутся работы над высотными самолетами – стратопланами. Ряд таких машин уже построен и находится в стадии испытаний (самолеты Фармана – Франция, Юнкерс – Германия и др.). Попутно с этими работами разрешается и широкий круг сопутствующих вопросов, могущих найти самое разнообразное применение как в военном деле, так и для мирных целей. Да и сам по себе стратоплан является очень заманчивым средством передвижения будущего, и само собой разумеется, может найти самое широкое применение в хозяйственной и промышленной жизни.
Но для империалистов стратоплан является прежде всего и главным образом новым усовершенствованным средством войны и нападения. Всякие попытки применить какую-либо новую техническую мысль не для военных целей обречены на неудачу и тонут в хаосе капиталистического кризиса.
Только СССР, неуклонно проводящий твердую политику мира и непрестанно повышающий свою мощь, может достаточно широко, научно и организованно разрешить такую громаднейшую проблему, как изучение и завоевание стратосферы. При этом стратоплан является тем новым видом сверхбыстрого транспорта, который так необходим в условиях громаднейших расстояний Советского союза.
Ясно, что весьма важной и первоочередной задачей является изучение той области, где мы хотим летать и которую называем стратосферой. Кроме того изучение стратосферы само по себе представляет значительный интерес для народного хозяйства и для разрешения целого ряда научных проблем.
В стратосфере можно разрешить обширный круг вопросов из области аэрологии, ядерной физики, исследовать явление так называемых космических лучей, решить многочисленные задачи из области аэродинамики больших скоростей и т. д.
Взять хотя бы аэрологию. До сих пор существуют противоречивые мнения относительно влияния процессов, происходящих в стратосфере, на изменения погоды и на явления, совершающиеся в атмосфере, непосредственно окружающей земную поверхность.
Рис. 1. Строение стратосферы. |
Известно, что с подъемом на высоту падение температуры воздуха составляет около 6° на 1000 м. Таким образом на высоте 10000 м температура будет около 50° ниже нуля. Предполагают однако, что с дальнейшим подъемом на высоту падение температуры воздуха замедляется, а затем повидимому происходит даже ее нарастание (см. диаграмму - рис. 1). Недостаточно изучено и строение высших слоев атмосферы. Считают, что в стратосфере процессы перемешивания значительно слабее, чем у земли, и поэтому более легкие газы располагаются выше тяжелых в виде слоев с преобладанием соответствующего газа в каждом из них. Неоднократно различными учеными делались попытки определить состав воздуха на больших высотах, но результаты этих исследований были очень разноречивы и малодостоверны. Само собой разумеется, что они нуждались в практической проверке и что полное подтверждение их можно получить, только взяв пробу стратосферного воздуха и исследовав ее.
Остановимся кратко еще на одном вопросе, а именно; громаднейший интерес представляет пока еще почти не изученное явление так называемых космических лучей.
Земную атмосферу пронизывает много различных излучений. Здесь и гамма-лучи, идущие от радиоактивных веществ, находящихся на поверхности земли, и ультрафиолетовые, и инфракрасные лучи, и т. д. А около 20 лет тому назад случайно был открыт новый вид излучения – космические лучи. Известно, что гамма-лучи постепенно поглощаются атмосферой. Поэтому можно было предполагать, что на некоторой высоте излучение достигнет ничтожной, практически незаметной величины. Однако эти ожидания не оправдались, и ряд ученых, совершивших полеты на аэростатах (Геккель, Кольгератер, Милликен и др.), еще в 1910 – 1914 гг. и после мировой войны обнаружили с подъемом на высоту появление какого-то дополнительного излучения. К сожалению наука еще не может дать точного ответа на вопрос, что же представляют собою космические лучи и каковы причины их возникновения. На всесоюзной конференции по изучению стратосферы, состоявшейся в Ленинграде в 1934 г., было высказано предположение, что образование космических лучей происходит как следствие каких-то процессов, происходящих вне солнечной системы, в галактике, на расстоянии 200 млн. световых лет от земли. Возможно, что космические лучи появляются в результате сложных процессов с участием коротковолновой лучистой энергии и быстро летящих частиц, заряженных электричеством. Энергия одного импульса космических лучей в миллиарды раз больше энергии световых свойств и в тысячи раз превосходит энергию радиоактивных веществ. По приблизительным подсчетам космические лучи несут на землю в течение секунды 2,4 млрд. л. с. энергии. Для разрушений ядер атомов применялась энергия в несколько миллионов вольт. Космические же лучи могут дать энергию в десятки миллиардов вольт. Очевидно, что для образования космических лучей потребовалось бы воспроизвести какие-то исключительно мощные процессы с участием электричества, которые и происходят где-то в мировом пространстве. Интенсивность космических лучей увеличивается в десятки и сотни раз при подъеме на высоту (см. диаграмму – рис. 1). Поэтому наиболее благоприятные условия для их изучения, а также для исследования влияния их как на различного рода процессы и явления, так и на организм человека будут находиться на очень больших высотах, т. е. в стратосфере.
Существует много самых разнообразных методов для наблюдения и изучения тех или иных явлений или процессов, которые происходят в стратосфере. За последнее десятилетие было произведено значительное количество таких опытов.
Все применявшиеся до сих пор методы изучения явлений, происходящих в стратосфере, ее строения и присущих ей свойств можно подразделить в общем на две группы; первая группа – это косвенные методы и вторая – прямые методы изучения стратосферы.
К первой группе относятся опыты распространения звуковых волн, воспроизводимых специальными взрывами. Взрывы фиксируются в различных пунктах.
Скорость распространения звука равна в зависимости от температуры воздуха 300-350 м/сек. Кроме того при прохождении из теплого слоя воздуха в холодный звуковой луч преломляется. Это позволяет использовать звуковой луч как своеобразный термометр и по скорости распространения звука путем соответствующих вычислений найти температуру стратосферы.
Если опыты с распространением звуковых волн одновременно поставить во взаимнообратных направлениях, то предполагают, что по разнице в скорости распространения звука можно вычислить слагающую скорости ветра в стратосфере в направлении распространения нами звуковых волн.
Путем наблюдения различных оптических явлений, происходящих в стратосфере, как-то: явления сумерек, полярных сияний, светящихся облаков и т. д., был получен ряд важных сведений о стратосфере и в частности данные о характере изменения температуры. На диаграмме (рис. 1) приведены кривые изменения температуры с высотой, построенные на основании: одна – акустических методов наблюдения и другая – оптических.
Разнообразные наблюдения можно произвести, изучая происходящие в стратосфере электрические явления. Атмосферные разряды вызывают треск и щум в радиоприемнике. Определяя интенсивность помех и откуда они приходят, можно заранее проследить за образованием и продвижением циклонов, зарождающихся даже на очень значительных расстояниях от места наблюдения.
Изучение распространения радиоволн показало, что верхние слои атмосферы имеют на прохождение волн большое влияние. Оказывается, что слои стратосферы, начиная с некоторой высоты, сильно ионизированы и содержат в себе большое количество заряженных частиц. Благодаря этому и возможно распространение радиоволн на значительные расстояния, так как достигая при своем распространении верхних слоев атмосферы они частично поглощаются, а частично преломляются, отражаются и огибают кривизну земного шара.
Для наблюдения за различными изменениями в состоянии стратосферы применяется метод, называемый радиоэхо. Заключается он в том, что передающая радиостанция посылает кратковременный сигнал, который, достигая ионизированных слоев, отражается и возвращается назад, на землю, в виде эхо. Зная время прохождения сигнала вверх и обратно, можно определить высоту отражения и следовательно наличие и высоту расположения ионизированных слоев. Можно измерить плотность ионизации этих слоев и узнать распределение давлений в различных областях стратосферы.
Ведя подобные наблюдения систематически в разное время дня и в разных пунктах, можно составить представление о происходящих в стратосфере изменениях.
Перечисленные методы и ряд других аналогичных опытов все же не дают достаточно исчерпывающего и всегда достоверного результата того или иного наблюдения. Естественно, что для большей верности и полноты изучения явлений, происходящих в стратосфере, необходимо поднять на большие высоты если не живого наблюдателя, то соответствующие приборы и непосредственно на месте произвести отсчеты, записи и пр.
Для этой цели в настоящее время широко применяются изобретенные советским ученым профессором Молчановым шары радиозонды, которые поднимают регистрирующие приборы на высоту до 30 км. Показания приборов сейчас же автоматически передаются по радио на землю. Это позволяет с большой простотой и надежностью производить наблюдения вне зависимости от того, где впоследствии опустятся приборы и будут ли они вообще найдены. Наблюдения, произведенные при помощи шаров радиозондов, дали возможность систематически изучать жизнь стратосферы.
Но как бы совершенны ни были применяемые нами приборы и методы наблюдения, все же наиболее полных и ценных результатов можно ожидать, если удастся организовать подъем и работу летающей лаборатории. Такой лабораторией пока являются стратостаты, а в дальнейшем будут стратопланы.
Подъем советских стратостатов дал громадный научный материал и позволил произвести ряд ценных наблюдений, и на сегодняшний день стратостаты являются одним из наиболее реальных средств для изучения стратосферы. Это объясняется тем, что полет стратостата хотя и не является особенно простым делом, но во всяком случае есть дело сегодняшнего дня.
Целый ряд полетов в стратосферу уже совершен на стратостатах, в том числе и советских, поставивших пока еще никем не превзойденный рекорд высоты подъема. Наблюдатель, находящийся в кабине стратостата, имеет возможность в течение продолжительного времени вести всевозможные научные наблюдения, отсчеты, записи, производить фотосъемку, притом имея возможность все это проделывать на разных высотах.
Параллельно решается ряд технических и физиологических вопросов, связанных с длительным пребыванием в стратосфере человека.
К числу недостатков стратостатов, а равно и радиозондов следует отнести все же ограниченную высоту подъема.
На всесоюзной конференции по стратосфере высказывались предположения, что предельной высотой подъема стратостата может быть высота 30 – 35 км. Кроме того стратостат лишен возможности передвижения в желаемом направлении и маневренность и скорость его невелики.
С этой точки зрения стратоплан с высотным авиамотором или ракетным двигателем возможно и окажется как раз тем аппаратом, который позволит наиболее полно изучить явления, происходящие на высотах, значительно больших, чем 30 км, и откроет все тайны стратосферы.
|
