Во время работы цилиндры от ряда непрерывно происходящих внутри них взрывов сильно нагреваются. Это могло бы даже разрушить их материал и, во всяком случае, сделало бы невозможной работу двигателя, т. к. на раскаленных металлических стенках не удержалось бы никакое смазочное масло, если бы цилиндры не были охлаждены снаружи специальными приспособлениями. В большинстве двигателей цилиндры охлаждаются следующим образом: на цилиндр снаружи надевается металлический колпак, так, чтобы между ним и стенками цилиндра оставалось свободное пространство, приблизительно в палец толщиной[15]. К этому колпаку или, как его называют, водяной рубашке, приделываются с противоположных сторон две трубы. В одну из них все время с помощью небольшого насоса подается холодная вода, через другую вода выходит из рубашки цилиндра. Холодная вода, касаясь стенок цилиндров, все время охлаждает их, но зато нагревается сама. В моторной лодке это не страшно, так как холодная вода накачивается все время из-за борта. На автомобиле или на воздухоплавательном аппарате, где запас воды приходится брать с собою, вся вода в несколько минут закипела бы и очень скоро испарилась бы, если бы пустить ее из мотора прямо в тот сосуд или резервуар, в котором она взята с собою. Поэтому воду, которая охлаждает работающей двигатель, приходится в свою очередь тоже охлаждать. Для этой цели обычно пользуются так называемым радиатором. Делается этот прибор следующим образом: два металлических резервуара соединяются между собой большим числом тонких трубочек. Весь радиатор располагается таким образом, чтобы на трубочки возможно сильнее дул ветер. Иногда для этого делают небольшой вентилятор, который создает искусственный ветер между трубочками. Горячая вода из мотора идет по трубе в верхнюю часть радиатора и затем по тонким трубочкам медленно течет в нижнюю его часть. Проходя медленно по тонким трубочкам, обдуваемым снаружи ветром, вода, значительно охладившись, поступает в нижнюю часть радиатора, а оттуда насосом накачивается опять в двигатель, охлаждая его, нагревается сама, т. е. уносит из него избыток теплоты в радиатор. Это продолжается во все время работы, и сравнительно небольшого количества воды достаточно, чтобы обеспечить надолго исправное действие мотора. Так, например, в аэропланный двигатель в 100 лош. сил надо было вливать около 2 ведер воды, чтобы заполнить рубашки цилиндров, радиатор и все трубы. Летом, часов через 10 полета, требовалось подлить около одной четверти ведра.
Так устроен двигатель, который сделал практически возможным воздухоплавание во всех его видах. Главным преимуществом бензинового мотора перед паровым или электрическим двигателем была большая легкость его самого, а также и вещества, которое служит источником его работы. Когда мы говорим, что бензиновый двигатель легче парового или электрического, то, понятно, мы сравниваем машины, дающие одну и ту же мощность, т. е. развивающие одинаковое число лошадиных сил. Сравним, для примера, веса трех разных типов двигателей, дающих по 25 лош. сил.
I. ПАРОВАЯ МАШИНА такого типа, какой стоял на аэростате Жиффара, весила бы для 25 лош. сил около 3000 фунт. (75 пудов).
II. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ с батареей элементов – около 3100 фунт. (77 пудов).
III. БЕНЗИНОВЫЙ МОТОР со всеми принадлежностями – около 200 фунт. (5 пудов).
Кроме того, бензиновый двигатель такой силы израсходует в час работы не более 18 фунтов бензина и от 1-го до 3-х фунтов смазочного масла, тогда как два других типа двигателей потребуют, по крайней мере, в 3 раза больше разных веществ.
Это имеет тоже очень большое значение. За последнее время некоторым строителям удалось построить очень легкие паровые машины, но большой вес топлива и воды, необходимых для их работы, оставлял их далеко позади бензинового двигателя. Когда строились управляемые аэростаты, о которых упоминалось выше, приходилось всегда соблюдать громадную экономию в весе всех частей и материалов, которые шли в дело, так как данного размера аэростат может поднять только определенный груз, и если он со всеми своими частями будет слишком тяжел, то он не отделится от земли.
Таким образом, двигатель, со всеми его частями, должен был тоже весить не больше определенного количества фунтов; пока строители пользовались паровыми и электрическими двигателями[16], сила двигателей всегда была слишком малой.
Понятно, что если сделать аэростат большим, то и подъемная сила его окажется большей и можно будет поставить более сильный двигатель. Но, чтобы двигать по воздуху громадную оболочку такого аэростата, потребуется также значительно большая сила, и значит, двигатель всегда останется слишком слаб, если только он не дает много силы на каждый фунт своего веса.
Бензиновый двигатель и оказался тем достаточно легким мотором, который сделал возможным осуществление управляемых аэростатов, действительно летающих даже и против сильного ветра, согласно воле того, кто им управляет. Этот же мотор сделал, наконец, возможным и постройку наиболее важных современных летательных машин – аэропланов, о которых подробно будет рассказано далее.
Первое удачное применение бензиномотора на аэростате представляли из себя работы САНТОС-ДЮМОНА – одного из наиболее замечательных изобретателей, работавших в области воздухоплавания.
Альберто Сантос-Дюмон (1873–1932)
Первые работы этого молодого талантливого строителя относятся к 1897 году. Он сделал для себя небольшой круглый аэростат и производил на нем полеты вблизи Парижа. Получив таким образом некоторый опыт в воздухоплавании, он построил свой первый управляемый аэростат, бывший, вероятно, самым маленьким из всех когда-либо строившихся. Аэростат должен был поднять на воздух лишь вес изобретателя и маленького бензиномотора в 3½ лош. силы, снятого с мотоциклетки.
Аэростат оказался сравнительно удачным, довольно хорошо слушался рулей и позволил своему строителю получить много ценных сведений для дальнейших работ. Первый же полет окончился гибелью аэростата, причем его изобретатель не пострадал лишь случайно. Это нисколько не смутило Сантос-Дюмона, и он немедля принялся за осуществление второго аэростата, давшего лучшие результаты, а затем и целого ряда других. В это время к воздухоплаванию уже относились с большим интересом, и во Франции одним человеком[17] был обещан крупный приз тому воздухоплавателю, который вылетит из указанного места вблизи Парижа, облетит вокруг Эйфелевой башни[18] и вернется к месту, откуда он начал свой полет.
Выше указывалось, что уже инженеру Жиффару, а также полковнику Ренару удавалось возвращаться к месту вылета на своих управляемых аэростатах. В данном же случае требование было более серьезным. Надо было совершить заданный полет в определенное время – не больше, чем в полчаса. Чтобы выполнить это условие, требовалось создать аэростат, идущий с значительно большей скоростью, чем та, которая достигалась до этого времени.
В июле 1901 года Сантос-Дюмон решился попробовать выполнить условия упомянутого приза. В присутствии свидетелей и большого числа зрителей он поднялся на воздух на своем аэростате № 5 из указанного предместья Парижа и полетел к Эйфелевой башне. Через 10 минут он уже поворачивал свой аэростат, огибая башню, но на обратном пути встретил довольно сильный ветер, значительно замедливший скорость хода. Аэростат успешно двигался против ветра, но скорость его настолько уменьшилась, что он достиг места вылета лишь на сороковой минуте. Приз, таким образом, взят не был. Вдобавок к этому, вскоре после возвращения, когда аэростат еще находился в воздухе, на нем остановился двигатель. Аэростат перестал быть управляемым, его понесло ветром на большое дерево и он был сильно поврежден.
