Стратосферный туризм: сколько стоит полет в «предкосмическую» зону
Если хотите увидеть Землю с небывалой высоты, но при этом не готовы отдать целое состояние, есть решение — стратосферный туризм. Разбираемся, почему этот рынок растет и сколько предстоит заплатить за такое путешествие
История покорения
Стратосфера — это слой атмосферы, расположенный на высоте от 11 до 50 км от земли. До линии Кармана — стокилометровой высоты над уровнем моря, которую условно принято считать границей между атмосферой Земли и открытым космосом, — остается примерно 50 км.
Покорение человеком стратосферы произошло в 1931 году, когда швейцарский ученый и конструктор Огюст Пикар на своем стратостате, представляющем собой баллон, наполненный водородом, с прикрепленной алюминиевой гондолой, поднялся на 15,7 тыс. м над уровнем моря. Этот и последующие полеты преследовали преимущественно научные цели: собрать информацию об атмосфере Земли и посмотреть, как организм человека реагирует на нахождение в новом пространстве, что являлось подготовкой к запуску человека в космос.
Несколько позже, во второй половине XX века, полеты в стратосферу стали также совершать военные, чтобы разработать и испытать самолеты или беспилотные летательные аппараты, которые на такой высоте не смогли бы засечь вражеские системы ПВО.
В XXI веке цели полетов в стратосферу стали расширяться: теперь покорение высот осуществлялось не только военными и учеными, но и частными компаниями, делающими из своих путешествий шоу в прямом эфире. Так, в 2012 году в рамках проекта Red Bull Stratos австрийский скайдайвер Феликс Баумгартнер совершил прыжок с парашютом с высоты 39 км. Во время полета его максимальная скорость достигла 1 357 км/ч, то есть он превысил скорость звука, став первым человеком в истории, который сделал это в свободном падении, находясь лишь в защитном скафандре. Легендарный прыжок транслировался в прямом эфире, а вырезки из записи стали использоваться компанией при рекламе своей продукции.
Прыжок Феликса Баумгартнера
(Видео: Red Bull / YouTube)
Если рекорд по скорости свободного падения человека так и не был побит, то вот предельная высота прыжка из стратосферы изменилась через два года — 24 октября вице-президент компании Google по разработкам Алан Юстас совершил прыжок с высоты 41,4 км.
В отличие от Баумгартнера, который поднимался в стратосферу в капсуле, Юстас был сам прикреплен к наполненному газом шару, а в нужный момент он просто отсоединил скрепляющий механизм.
Прыжок Алана Юстаса
(Видео: TED RU / YouTube)
Альтернатива космическим путешествиям
Сегодня космические туристы могут попасть в стратосферу двумя путями. Первый — это полеты на военных самолетах. По словам популяризатора космонавтики Филиппа Терехова, таким способом подняться на высоту, на которую не поднимаются коммерческие лайнеры, могли воспользоваться желающие из России.
«В нулевых и десятых годах можно было совершить полет в стратосферу на самолете МиГ-29, но, судя по информации на сайтах, предлагающих подобные услуги, с 2018 года доступны только самолеты Л-29 и Л-39, у которых максимальная высота полета значительно ниже границы стратосферы», — рассказывает эксперт.
Второй способ доставки пассажиров в стратосферу возможен с помощью аппарата, состоящего из наполненного газом баллона и прикрепленной к нему гондолы, — по сути ничем не отличающегося от того, что изобрел Огюст Пикар.
Что изменилось со времен пионера полетов в стратосферу, так это небывалые удобства, которыми могут воспользоваться пассажиры во время тура.
В частности, новый уровень комфорта полетов в стратосферу предлагает компания Space Perspective, которая намерена в 2024 году начать туристические полеты на космическом корабле Neptune. Летательный аппарат представляет собой заполненный водородом шар с прикрепленной девятиместной герметичной капсулой, которая оборудована панорамными иллюминаторами, удобными креслами, Wi-Fi-роутером, барной стойкой с прохладительными напитками, едой и даже туалетом. Создатели уверяют, что их корабль не оставляет углеродного следа, а сам шар сделан из полиэтилена, перерабатываемого после каждого полета. Поднявшись на высоту в 30 км, туристы увидят то же, что и космонавты с высоты 100 км — черное небо, голубую полоску атмосферы на горизонте и сотни километров земной поверхности под ногами.
Помимо сравнимой по комфортабельности с хорошим отелем кабины у путешествий в стратосферу на шаре есть еще ряд преимуществ.
Прежде всего, для таких полетов не требуется специальная физическая подготовка. Получается, что любой человек, который не имеет противопоказаний для перелетов на самолете, может быть допущен к подъему на эту высоту.
Кроме того, нет ограничений по весу пассажира, тогда как для полетов на ракете отбирают людей в строгом весовом диапазоне — от 50 до 90 килограммов. Даже незначительное отклонение от нормы может привести к техническим проблемам уже на старте.
Наконец, немаловажным преимуществом таких полетов является сравнительно низкая стоимость. Например, средняя цена путешествия на стратостате начинается от $50 тыс., тогда как компания Virgin Galactic, отправляющая людей в космос, просит за место на корабле $450 тыс., — но и это не предел: первый космический турист, предприниматель Деннис Тито, за визит на МКС 28 апреля 2001 отдал $20 млн.
Безопасность превыше всего
Поскольку стратосферный туризм — новый феномен, каких-то статистических данных или научных материалов, говорящих о безопасности полетов, сравнительно немного.
Вместе с тем любой компании, которая выходит на этот рынок, по словам Филиппа Терехова, предстоит решить множество организационных и технических вызовов, чтобы отправить туриста в стратосферу и вернуть его живым. Например, необходимо создать сам стратостат, который должен быть технологичным, дешевым или многоразовым, а также разработать надежную систему посадки.
Один из главных вопросов безопасности сводится к дилемме: чем заполнять баллон — гелием или водородом? Водород дешевле, но считается более опасным газом — по мнению некоторых ученых, именно из-за водорода произошла катастрофа с дирижаблем «Гинденбург» в США в 1937 году. Хотя компании, использующие именно этот газ, говорят о том, что он безопасен и риск взрыва баллона отсутствует, поскольку применяются так называемые «шары нулевого давления», то есть давление внутри шара соответствуют давлению снаружи аппарата. Но на случай чрезвычайной ситуации компании оборудуют капсулу дополнительными парашютами.
Однако не обходится и без инцидентов.
Так, 19 октября 2017 года жители города Тусона в штате Аризона услышали звуки взрыва. Как выяснилось позже, во время испытаний взорвался и загорелся шар компании World View Enterprises — одного из самых известных игроков в сфере стратосферного туризма. Какой газ использовался во время тестов — неизвестно, однако эксперты говорят о том, что только воспламеняющийся водород мог вызвать такую реакцию, хотя сама компания говорит о применении в полетах гелия.
Филипп Терехов считает, что безопаснее всего организовать полеты в стратосферу на военных истребителях: «Полеты на истребителях, которые производились раньше, имели очень высокий уровень безопасности — техника серийная и отработанная, пилот опытный, на самый худший случай есть отличное катапультируемое кресло. Если говорить про полеты на стратостатах, то это исторически был удел ученых и рекордсменов».
Российский рынок, или его отсутствие
В отличие от США в России после прекращения полетов в стратосферу на военных истребителях рынок таких путешествий исчез.
Сегодня лишь компания «Стратонавтика» планирует поставить на поток стратосферные туры, однако, когда такие полеты станут возможны — неизвестно.
«Если говорить про «Стратонавтику», то, по информации с их сайта, пилотируемые стратосферные полеты являются направлением, которое может быть реализовано в будущем. Насколько мне известно, они проводили эксперимент с запуском скафандра «Сокол» в стратосферу, но это нельзя назвать высокой степенью готовности к полетам — туристам необходимо нечто более комфортное и с надежными механизмами безопасности. Логична разработка некоей капсулы массой в несколько центнеров, но, судя по сайту «Стратонавтики», они сейчас работают с полезными нагрузками 50 кг, а 100 и 300 кг — это следующие этапы», — замечает Терехов.
Директор компании «Стратонавтика» Денис Ефремов заявил РБК Трендам, что первый испытательный полет должен был состояться летом 2022 года, однако из-за трудностей с приобретением специального оборудования пока сделать это не получилось.
«Сложностей в любом новом деле много. Начиная с финансовых (сейчас мы делаем проект лишь за свой счет, не имея сторонних инвесторов) и заканчивая сложностями с поиском необходимого оборудования и проведением испытаний. Так, например, в советское время в стране было множество барокамер, где можно было бы испытать стратосферную технику человеком, но сейчас их осталось очень мало и доступ к ним сложен. Ну и вопрос с согласованием и получением разрешений на такие полеты тоже совсем не прост», — отмечает Денис.
Пессимистичный взгляд на будущее отечественного космического туризма в целом и стратосферного в частности и у Ольги Зуевой, кандидата географических наук, доцента кафедры менеджмента и организации производства из Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева. Эксперт отмечает: «В стране пока нет серьезных намерений [развиваться в этой сфере], так как нет соответствующих космических аппаратов. Только после глобальной экономической стабилизации космический туризм начнет развиваться.
И вряд ли наша страна будет лидером. Слишком много проблем в нашей экономике».
ПРОРЫВ В СТРАТОСФЕРУ | Наука и жизнь
К числу достижений отечественной авиации 1930-х годов по праву принадлежат разработки Бюро особых конструкций, возглавляемого Владимиром Антоновичем Чижевским. Под его руководством были созданы и герметичная гондола стратостата «СССР», впервые в мире поднявшего человека на высоту 19 километров, и высотные самолеты с гермокабинами серии «БОК», покорившие стратосферу.
Авиаконструктор В. А. Чижевский (1899-1972).
Начальник Бюро особых конструкций, главный конструктор гондолы стратостата «СССР» В. А. Чижевский (слева) проверяет качество сборки аппарата. 1933 год.
Первый советский высотный самолет БОК-1 с герметичной кабиной.
Двухместный самолет связи БОК-3.
Бесхвостка БОК-5 — самолет, предназначенный для отработки органов управления и других систем тяжелого бомбардировщика ТБ-6 конструкции В.
А. Чижевского.
А. Н. Туполев (в центре) и В. А. Чижевский (слева от него) с ведущими конструкторами ОКБ «Опыт». 1971 год.
‹
›
Открыть в полном размере
Сегодня пассажиры реактивного лайнера, совершающего полет на границе со стратосферой, вряд ли задумываются о том, что еще каких-то 60 лет назад достижение подобных высот (свыше 10 километров) считалось поступком героическим. К высотным полетам допускались только специально подготовленные летчики, бороться с недостатком кислорода в разреженном воздушном пространстве им помогала кислородная маска.
Защитить человека от низкого атмосферного
давления и холода, а главное, сохранить его
работоспособность в высоких слоях атмосферы
могли скафандр или герметичная кабина. Решением
этой проблемы занималось созданное в январе 1931
года Бюро особых конструкций — БОК. Новое
подразделение было организовано при ЦАГИ -
Центральном аэрогидродинамическом институте.
Первенцем БОКа стала герметичная гондола
стратостата «СССР». В 1933 году он совершил
блестящий рекордный полет в стратосферу. Оставив
далеко позади мировое достижение швейцарского
физика и воздухоплавателя Огюста Пиккара (16370
метров), советский летательный аппарат поднялся
на высоту 19 километров. Экипаж провел уникальные
опыты и собрал материал, уточнявший строение
атмосферы и ее параметры на больших высотах.
Облик стратосферного самолета сформировался в БОКе еще во время работы над гондолой стратостата «СССР». В апреле 1934 года Чижевский выступил на Всесоюзной конференции по изучению стратосферы. В своем докладе он сформулировал основные требования к высотному самолету с герметичной кабиной и сразу вслед за этим предложил проект первого в СССР стратосферного самолета БОК-1(СС). На этой машине предполагалось провести на больших высотах аэродинамические исследования, отработать гермокабину и выводы наружных органов управления, проверить возможности двигателя.
Обосновывая необходимость создания высотного
самолета, Чижевский писал: «Если предположить,
что авиация противника будет обладать
стратопланами, могущими совершать полеты на
высоте 12000 метров с дальностью 2000 километров,
хотя бы в количестве 100 штук, то это значит, что
эти 100 самолетов в любое время дня и ночи и при
любых атмосферных условиях, господствующих в
стратосфере, пользуясь благоприятной
обстановкой, ориентируясь по Солнцу и звездам,
незаметно и беспрепятственно проникнут на нашу
территорию и с точностью, достаточной для
нападения, сбросят в наши крупные промышленные
центры тонны фугасных, зажигательных и
отравляющих бомб.
Противопоставить что-либо
такому нападению в настоящий момент мы не можем…
Нам необходима, в свою очередь, сильная и еще
более высотная авиация, могущая не только
производить бомбометание, но и выдерживать
сложный бой в стратосфере, бой на дальних
дистанциях, бой сосредоточенного огня, бой,
ведущийся из герметических кабин…»
А остерегаться было чего: в Германии создавались аналогичные самолеты. Работа над ними была засекречена.
В основу БОК-1 была положена конструкция
самолета РД (главный конструктор А. Н. Туполев),
получившего известность после рекордных
трансполярных перелетов. В фюзеляж этой машины
была помещена трехместная гермокабина, которую
считали настоящей диковинкой — до той поры
герметичные отсеки умели строить лишь на
подводных лодках. Это была кабина
регенерационного типа: для удаления из нее
выдыхаемого человеком углекислого газа и влаги
использовали специальные поглотители, а
кислород подавали из баллона поворотом обычного
вентиля.
Впервые самолет БОК-1 с герметичной кабиной поднялся в небо с аэродрома завода № 35 в Смоленске 13 декабря 1935 года. Его пилотировал военный летчик-испытатель И. Ф. Петров. На этой машине отрабатывалась система жизнеобеспечения. В первых испытательных полетах, несмотря на то, что за бортом температура воздуха достигала минус 50 градусов, в кабине было жарко и влажно, причем настолько, что летчикам приходилось раздеваться и обматываться полотенцами. Случалось, замерзали остекление гермокабины и наружные органы управления. Немало сюрпризов преподнесла и силовая установка: не давала нужного давления маслосистема двигателя, нередко из-за слишком больших оборотов разрушались турбокомпрессоры.
Свыше трех лет доводилась машина. Лучший
результат был зафиксирован 28 августа 1937 года. В
тот день летчик-испытатель НИИ ВВС П. М.
Стефановский и его помощник смогли подняться на
высоту 14100 метров, оказавшуюся для БОК-1
предельной, достичь запланированной высоты 16700
метров на ней так и не удалось.
В новой машине БОК-7, предназначенной главным образом для достижения рекордных высот, уже стояла гермокабина с вентиляцией. Одновременно в производство запустили такую же вторую машину, но в военном варианте — стратосферный бомбардировщик БОК-11. В нем были не только гермокабина, но и дистанционно управляемые пулеметы.
Летные испытания самолетов БОК-7 и БОК-11
начались в 1939 году, но так и не были доведены до
конца. Попытки установить на них мировые рекорды
высоты остались безуспешными. Опять во всем
оказались виноваты двигатели. Позже на базе БОК-7
спроектировали стратосферные самолеты БОК-10 для
пассажирских перевозок, БОК-12 для исследования
стратосферы и БОК-13 для военной разведки. Но все
они так и остались проектами. Исключением стал
сверхдальний рекордный самолет БОК-15.
В 1930-е годы эйфория рекордных достижений не давала покоя ни политикам, ни летчикам. В 1937 году, вскоре после удачного завершения трансполярных перелетов, экипаж В. П. Чкалова писал Сталину:
«Мы помним Ваше обещание разрешить нам перелет в 1939 году за пределы СССР. До 1939 года осталось времени не так много, и поэтому мы решили Вас просить … построить самолет с дальностью 15-20 тысяч километров, с дизельными моторами и рабочей высотностью 8-10 тысяч метров…»
В ответ на это обращение 10 мая 1938 года вышло постановление правительства о разработке в КБ-29 под руководством Чижевского самолета БОК-15. Новая машина должна была удивить мир, показать в очередной раз, что СССР — великая авиационная держава. (К этому времени Бюро особых конструкций переехало из Смоленска в подмосковные Подлипки и вошло в состав КБ-29, сохранив прежнее обозначение своих изделий.)
На авиационном заводе № 35 в Смоленске строили
сразу два самолета БОК-15, предназначавшиеся для
экипажей М.
М. Громова и Г. Ф. Байдукова.
Предполагалось, что в 1939 году на них будет
выполнен ряд перелетов, в том числе и по кругосветным маршрутам зарубежных пилотов Вильяма Поста и Говарда Хьюза. Были и более грандиозные планы: кругосветные перелеты через два полюса с промежуточными посадками.
По первоначальным расчетам БОК-15 должен был в так называемых «тепличных» условиях (без учета встречного ветра и возможных отклонений от заданного профиля) пролететь без посадки около 24000 километров. Расчетная крейсерская скорость доходила до 240 км/ч (на 70 км/ч больше, чем показывал в перелетах самолет РД). Для достижения таких рекордных параметров нужен был дизельный мотор. Единственным претендентом на эту роль оказался отечественный АН-1РТК, по расчетам он должен был снизить путевой расход горючего с 0,62 кг/км (у РД) до 0,43 кг/км.
Но то, что хорошо на бумаге, не всегда удается
реализовать в жизни.
Вновь и вновь выходили из
строя турбокомпрессоры. Вдобавок расход масла
оказался таким большим, что на борт нужно было
брать огромный его запас, а это существенно
снижало топливную экономичность мотора.
Пришлось корректировать маршруты полетов, ведь
гарантированная дальность на самом деле не
превышала 15000 км. Конструкторы подумывали даже
заменить дизель на карбюраторный мотор АМ-35ТК.
Подготовка БОК-15 к перелетам шла со значительным отставанием от графика. главным виновником всех бед были по-прежнему двигатели. Но нарком авиапрома М. М. Каганович вместо того, чтобы оказать поддержку КБ-29, стал искать виновного. «Врагом народа» оказался В. А. Чижевский.
28 января 1938 года Каганович докладывал Сталину:
«Состояние конструкторского аппарата и работ
КБ-29 Чижевского таково, что не дает уверенности в
выполнении той большой задачи, которая перед ним
поставлена, по постройке самолета БОК-15.
.. Для
того чтобы построить машину без Чижевского,
необходимо поставить на эту работу крупный
квалифицированный коллектив конструкторов и
перевести ее производство на более
квалифицированный завод… В течение месяца надо
основательно укрепить и очистить от
сомнительных людей коллектив… С Чижевским
вопрос решить немедленно».
Спустя четыре дня — новый доклад о том, что
комиссия, проверявшая конструкторскую
документацию БОК-15, выявила принятый в расчетах
трехкратный коэффициент перегрузки. По мнению
комиссии, коэффициент необходимо довести до 3,5,
лишь в этом случае самолет сможет выдержать
нагрузки, возникающие при попадании в
«болтанку». Но ведь и РД, дважды перелетавший
через Северный полюс и побывавший в серьезных
переделках, также рассчитывался с учетом
трехкратной перегрузки. Ни ЦАГИ, ни наркомат, ни
ЦК ВКП(б) не считали тогда, что машина может
разрушиться. Этот факт лишний раз подтверждает,
что обвинения против Чижевского были
необоснованными.
1 февраля 1939 года В. А. Чижевского арестовали. По свидетельству заместителя А. Н. Туполева Л. Л. Кербера, он не падал духом и не сомневался, что происходившее, в том числе и репрессии, имело какие-то высшие и тайные причины. Чижевский считал, что человеческому уму не все доступно: «Вот подождите, — говорил он, — пройдет несколько лет, и скрытые для нас причины обнажатся». Чижевский стойко перенес арест и больше двух лет лагерей. Перед самой войной он оказался в тюремном конструкторском бюро — ЦКБ-29, которое возглавлял опальный в то время А. Н. Туполев.
Первый из двух строившихся самолетов БОК-15, пилотируемый летчиком М. М. Громовым, поднялся в воздух уже после ареста Чижевского — 23 октября 1939 года. До середины следующего года продолжалась их доводка, но перелет так и не состоялся. В Европе в это время уже шла Вторая мировая война.
Советское руководство распорядилось
прекратить дальнейшую работу по высотным БОКам,
а созданный в ЦКБ-29 высотный многоместный
истребитель «100» переделать в пикирующий
бомбардировщик Пе-2.
Одной из причин такого
решения стал показ в 1939-1940 годах немецкой
авиационной техники нашим специалистам.
Среди продемонстрированных образцов высотных
самолетов не было, и советские руководители
поверили в то, что их не существует, а значит, и
опасности для СССР быть не может. Но уже очень
скоро немецкие высотные «Юнкерсы» совершали
разведывательные полеты над Англией и Египтом,
забираясь на высоту до 14000 метров. Есть данные о
том, что они летали и над Москвой.
По мнению Г. Ф. Байдукова, главной причиной
прекращения работ по БОК-15 была все же проблема
дизельных двигателей. На больших высотах они
вдруг отказывали, и, чтобы запустить их снова,
приходилось снижаться, теряя тысячи метров
высоты, в более плотные слои атмосферы. В лучшем
случае это приводило к перерасходу горючего, в
худшем (на одномоторном самолете) — к катастрофе.
После войны дизельные двигатели так и не
прижились в отечественном авиастроении.
А
Владимир Антонович Чижевский продолжал
проектировать самолеты. Больше 30 лет он
проработал с Андреем Николаевичем Туполевым и
внес большой вклад в создание крылатых машин
серии «Ту».
См. в номере на ту же тему
Н. ГЕЛЬМИЗА — «Болидов бояться — в стратосферу не летать».
Огюст Пиккар и Поль Кипфер первыми поднялись в стратосферу
Обзор27 мая 1931 года Огюст Пиккар (1884-1963) и Пол Кипфер стали первыми людьми, которые благополучно поднялись в стратосферу на гондола под давлением, установленная под воздушным шаром, спроектированным Пикаром. Этот подъем был первым из многих, и беспилотные полеты на аэростатах подобной конструкции продолжаются и по сей день. Помимо подготовки почвы для пилотируемых и беспилотных исследований атмосферы, он также был предшественником пилотируемых исследований океанских глубин, которые также первоначально проводились на корабле, спроектированном Пикаром.
Предыстория С давних времен человек завидовал способности птиц летать.
Истории и мифы о человеческих полетах являются одними из самых ранних и наиболее универсальных в истории человечества, хотя трудности полета не позволяли человеку летать в небе на протяжении тысячелетий.
Первый полет человека произошел в 1783 году, когда двое мужчин пролетели над Парижем, Франция, на воздушном шаре, спроектированном и построенном братьями Монгольфье. Им предшествовали в полете овца, петух и утка, которые летели на более раннем воздушном шаре Монгольфье.
Воздушные шары мало изменились за следующее столетие, продолжая наполняться горячим воздухом, который поднимается вверх, потому что он менее плотный, чем более холодный воздух атмосферы. Они рассматривали военные действия как наблюдательные пункты во время Гражданской войны в США, и Наполеон использовал их для наблюдения за позициями вражеских войск во время своих многочисленных войн. Во время Первой мировой войны воздушные шары также использовались для наблюдений, а также для превращения воздушных шаров в дирижабли и дирижабли.
В дополнение к их ролям военного времени, воздушные шары были быстро введены в эксплуатацию учеными, ищущими устойчивую платформу, фактически любую платформу, для научных исследований на больших высотах. С высоты воздушные шары могли оглядываться на Землю, делая фотографии для последующего изучения. Кроме того, воздушные шары предоставили ученым возможность получать пробы воздуха и показания приборов на различных высотах. Самая нижняя область атмосферы называется тропосферой, а стратосфера — это область прямо над тропосферой. Первые воздушные шары собирали большую часть своих данных из тропосферы. Горстке воздушных шаров удалось поднять инструменты в стратосферу, получив интересные научные показания. Некоторые из этих чтений одними из первых показали существование космических лучей, благодаря которым был сделан ряд важных научных открытий.
В 1931 году швейцарский физик Огюст Пиккар и его коллега Пол Кипфер стали первыми людьми, достигшими стратосферы на воздушном шаре Пиккара, достигнув высоты 51 762 фута (15 777 м).
Во время этого полета, помимо некоторых научных наблюдений, Пиккард и Кипфер также смогли продемонстрировать, что конструкция Пиккара работает. Чтобы люди могли выжить в стратосфере, Пикар спроектировал первую герметичную гондолу, предназначенную для поддержания давления воздуха внутри гондолы на комфортном уровне даже в разреженных верхних слоях атмосферы. Еще одним нововведением Пиккара было создание огромного воздушного шара, который мог поднять всю гондолу, оставаясь при этом лишь частично надутым. Это позволяло газу внутри воздушного шара расширяться по мере его подъема, создавая неуклонно увеличивающуюся подъемную силу по мере того, как воздушный шар поднимался.
В следующем году Пикар побил свой рекорд, поднявшись почти на 55 000 футов (16 764 м), а в течение нескольких лет другие поднялись почти на 61 000 футов (18 593 м). С тех пор пилотируемые воздушные шары поднялись на высоту более 113 000 футов (34 442 м), хотя исследования высот сами по себе в основном прекратились.
Недавние рекордные полеты на воздушном шаре, в том числе пересечение Атлантического и Тихого океанов и кругосветное плавание в 1999 году, происходили, по крайней мере частично, в герметичных гондолах, летящих под воздушными шарами в стратосфере.
Самым непосредственным воздействием полета Пиккара было показать, что люди могут выживать в стратосфере. Более ранний воздухоплаватель-высотник, американец Хоторн Грей, умер в 1920-х годах, потому что потерял сознание от нехватки кислорода на большой высоте (он поднялся примерно на 40 000 футов [12 192 м] в открытой гондоле). Спроектировав и поднявшись в герметичной гондоле, Пикар показал, что в стратосфере можно выжить. Этот же принцип, в свою очередь, использовался для всех последующих высотных самолетов, в том числе и для пассажирских авиалайнеров. Кроме того, Пикар
полет открыл двери для высотных исследований космических лучей, свойств атмосферы на таких высотах и других областей исследований. Наконец, во всех недавних рекордных полетах на воздушном шаре использовались воздушные шары, очень похожие по конструкции на воздушные шары Пиккара, что доказывает надежность его оригинальной конструкции.
С инженерной точки зрения конструкция гондолы Пиккара была если не революционной, то, по крайней мере, очень важной. Другие построили суда, рассчитанные на перепады давления, но ни один из них ранее не строился исключительно для путешествий на больших высотах. Другие конструктивные особенности сделали гондолу еще более инновационной. Например, Пикар покрасил одну половину гондолы в белый, а другую в черный цвет, а затем добавил двигатель, чтобы вращать ее с низкой скоростью, чтобы помочь контролировать температуру. К сожалению, гондола застряла черной стороной к солнцу, и внутри стало неприятно тепло. Еще одна авария, исправленная во время второго полета, привела к заклиниванию клапана, который должен был использоваться для выпуска газа при спуске. Вместо этого Пиккарду и Кипферу пришлось ждать темноты, когда газ достаточно остынет, чтобы опустить их обратно на землю. Однако это не было серьезными проблемами и не должно умалять общего звукового дизайна Пиккара.
Более революционным был дизайн самого воздушного шара.
Это был первый воздушный шар, предназначенный для полетов на больших высотах и при низком давлении воздуха. Вместо того, чтобы быть полностью заполненным, когда он взлетел, воздушный шар выглядел почти пустым, с небольшим пузырем водорода наверху и длинным слабым шаром под ним. Однако по мере того, как воздушный шар поднимался и атмосферное давление падало, газовый пузырь наверху расширялся, заполняя всю оболочку на высоте. Предыдущие воздушные шары, не предназначенные для этого, могли создавать большие перепады давления между атмосферой и внутренним газом, угрожая разрывом оболочки. Понимая это, Пикар специально сконструировал воздушный шар с достаточной грузоподъемностью, чтобы проникнуть в стратосферу, и достаточным дополнительным объемом, чтобы приспособиться к расширению газа на больших высотах. Эта же базовая конструкция использовалась практически во всех высотных аэростатах, пилотируемых и беспилотных, за последние 70 лет.
Другим важным результатом полета Пиккара были научные знания, полученные им и теми, кто последовал за ним.
Во время своих полетов в 1930 и 1931 годах Пикар проводил исследования космических лучей, которые впервые были обнаружены во время более ранних полетов на воздушном шаре на более низких высотах. В будущих полетах было проведено еще много экспериментов с космическими лучами, что дало обширную информацию об этом тогда еще неизвестном явлении. На самом деле, этот метод сбора данных остается важным и по сей день, и научные исследователи во многих странах регулярно запускают эксперименты в космос.
высотные аэростаты для изучения космических лучей, источников внесолнечного рентгеновского и ультрафиолетового излучения и поиска другой астрономической информации.
Полеты на высотном воздушном шаре за прошедшие годы также дали впечатляющий объем метеорологических данных. Воздушные шары, спроектированные по образцу Пиккара, почти ежедневно поднимаются в верхние слои атмосферы, собирая информацию, дополняющую спутниковые данные и помогающую ученым лучше понять нашу атмосферу и погоду. Эта информация используется для прогнозирования погоды, а также для научных исследований.
Другим значительным результатом этого полета было влияние, которое он оказал на последующие высотные пилотируемые полеты на воздушном шаре, включая недавние рекордные полеты и попытки. В течение почти трех десятилетий после полета Пиккара и Кипфера многие страны занимались пилотируемыми высотными полетами на воздушном шаре. Двумя из этих программ были программа Skyhook ВМС США и программа Manhigh ВВС США. Эти программы, разработанные для проверки способности пилотов действовать на больших высотах, а затем и для проверки конструкций скафандров, завершились несколькими подъемами на высоту более 100 000 футов (30 480 м). В одном из таких рейсов 16 августа 19 г.60 лет капитан ВВС Джозеф Киттингер прыгнул с парашютом с высоты более 102 000 футов (31 090 м), что до сих пор является самым высоким прыжком из когда-либо совершенных.
Интересно, что конструкция Пиккара также без труда была адаптирована для подводных исследований. Обдумывая вопрос создания корабля для исследования океанских глубин, Пикар остановился на конструкции, в которой металлическая сфера, набитая инструментами, подвешивалась под большой металлической оболочкой, наполненной бензином.
Поскольку бензин менее плотный, чем вода, эта конструкция была почти идеальным аналогом конструкции его воздушного шара (использовался бензин, потому что, в отличие от воздуха, он очень мало сжимается при увеличении морского давления, что обеспечивает более постоянную плавучесть при изменении глубины). В этом автомобиле, названном Триест , сын Пиккара Жак спустился на высоту более 10 000 футов (3048 м) в 1953 году. Позже Триест нырнул на дно Марианской впадины, самого глубокого места на Земле.
П. ЭНДРЮ КАРАМ
Дополнительная литератураКниги
Бриггс, Кэрол. Исследовательские воздушные шары: исследование скрытых миров. 1988.
Деворкин Давид. Гонка в стратосферу: пилотируемый научный полет на воздушном шаре в Америке. Книги Springer Verlag, 1989.
Джексон, Дональд. Аэронавты. Time-Life Books, 1980.
Наука и ее время: понимание социальной значимости научных открытий
Почему самолеты летают в стратосфере?
Если вы когда-нибудь задумывались, как высоко ваш пилот поднимается на самолете, на котором вы летите, больше не удивляйтесь.
Самолеты обычно летают в стратосфере, которая является вторым основным слоем земной атмосферы. Причины, по которым они это делают, очень практичны и не так уж сложны для понимания.
Содержание
- Почему самолеты летают в стратосфере?
- Практические причины летать в стратосфере
- Почему это снижает турбулентность?
- Чем быстрее летать, тем лучше
- Лучше летать ветром от
Почему самолеты летают в стратосфере?
Основная причина, по которой самолеты летают в стратосфере, заключается в том, что именно там наблюдается наименьшая турбулентность. Кроме того, поскольку стратосфера очень сухая, в этом слое меньше облаков, что в целом делает поездку более плавной. Это просто идеальный слой для полета по ряду причин.
Редакционная группа Оранжевый слой — это тропосфера, где создаются и удерживаются все погодные явления и облака, которые мы обычно наблюдаем и переживаем.
Этот оранжевый слой уступает место беловатой стратосфере, а затем мезосфере.Практические причины летать в стратосфере
Конечно, у самолетов есть очень практические причины летать в стратосфере. В дополнение к меньшей турбулентности этот слой атмосферы обеспечивает гораздо лучшую экономию топлива. Это связано с тем, что на больших высотах, например, в стратосфере, сопротивление воздуха меньше.
На самом деле сопротивление воздуха в стратосфере составляет примерно половину сопротивления на земле, что означает, что самолет может поддерживать воздушную скорость при более низких настройках мощности, поэтому расходуется меньше топлива. Более низкие настройки мощности всегда означают лучшую топливную экономичность, что важно для всех авиакомпаний.
Коллектив редакции Механические слои Земли (не в масштабе) Как правило, экономия топлива улучшается с увеличением высоты, поэтому полеты в стратосфере могут сэкономить авиакомпаниям много денег.
Чем постояннее соотношение струи к топливу, тем лучше экономия топлива, и это еще одно огромное преимущество полета в стратосфере.
Когда самолеты летят в разреженном воздухе, например, в стратосфере, в двигатель поступает меньше воздуха, и для полета самолета требуется меньше топлива, что позволяет снизить затраты на топливо и обеспечить более эффективную работу двигателя в долгосрочной перспективе. Легко понять, почему авиакомпании предпочитают лучшую экономию топлива.
Почему это уменьшает турбулентность?
Турбулентность может быть вызвана многими причинами, но часто она является результатом плохой погоды. Пилоты стараются избегать районов с наибольшей турбулентностью. Поскольку чаще всего плохая погода возникает ниже стратосферы, это одна из причин, по которой пилоты летают в стратосферном слое атмосферы. Но есть исключения из этого правила.
Если будет действительно сильная гроза, она может пронзить стратосферу.
В таких случаях пилоты обычно просто облетают шторм, чтобы держаться от него подальше.
Турбулентность также может быть вызвана турбулентностью ясного неба, или CAT, которая возникает, когда между областями смешения обнаруживается сильный реактивный поток.
Тем не менее, чаще всего плохая погода в стратосфере практически отсутствует, что обеспечивает плавный полет большинства самолетов. Меньшая турбулентность ценна по многим причинам, и именно поэтому полеты в стратосферном слое атмосферы являются правилом для большинства самолетов.
Быстрый полет имеет значение
Как вы понимаете, большинство пилотов хотят летать как можно быстрее, находясь в воздухе, и это то, что им предлагает полет в стратосфере. Уменьшается трение о воздух и увеличивается истинная воздушная скорость, или TAS, самолета, что приводит к более высокой скорости полета.
Летать быстрее особенно важно на коммерческих рейсах, потому что пассажиры всегда ожидают, что их самолеты приземлятся и взлетят в определенное время.
При более высоких скоростях полета пассажиры могут рассчитывать на небольшое количество опозданий или вообще на отсутствие опозданий и быть довольными тем, что их рейсы будут вылетать и приземляться, когда авиакомпания говорит, что они это сделают.
Лучший ветер для полета
Легко понять, почему лучший ветер способствует лучшему полету, и это еще одна из многих причин, почему полеты в стратосфере являются нормой для большинства самолетов. Реактивные потоки могут увеличить путевую скорость и при определенных обстоятельствах позволить сократить полет.
Струйные течения движутся с запада на восток, и в северном полушарии есть три типа струйных течений. Вот почему рейсы из Северной Америки в Европу быстрее, чем рейсы из Европы в Северную Америку. Когда реактивный поток толкает самолет на восток, ему легче успевать.
Редакционная группа Конечно, если струйный поток дует как встречный ветер, это может иметь противоположный эффект, поэтому большинство полетов рассчитаны на максимальное использование струйных течений.