Вековую мечту человечества — перемещаться по воздуху осуществляют направляемые аэростаты и аэропланы. Сначала остановимся на аэростатах (Dиrиgeable — направляемый) — принцип легче воздуха.
Аэростат с его мотором, винтами, рулями и пассажирами поднимается потому, что он легче воздуха, т.е. его вес меньше, чем вес вытесненного им воздуха.
Воздушный корабль — аэростат состоит из двух существенных частей: собственно аэростата — оболочки, заключающей в себе легкий газ водород, — дающего грузоподъемную силу, и соединенной с ним гондолы с двигателем и прочими частями, дающей кораблю движение.
Вес одного куб. метра воздуха — 1,293 kgr. (при 760 m/m. и 0° С), а водорода, добываемого для целей воздухоплавания (не химически чистого), — 0,189 kgr.; таким образом, каждый куб. метр водорода дает грузоподьемную силу около 1,100 kgr. Для поднятия определенного груза требуется определенный кубический обьем аэростата.
Если мы будем двигать в воздух какое-нибудь тело, площадь поперечного сечения которого (перпендикулярно траэктории движения) будет F квадратных метров, со скоростью v — метров, или если поместим это тело в поток воздуха, дующий со скоростью v, то оно будет испытывать сопротивление движению в первом случае и покою — во втором, равное
которое постоянное число, зависящее главным образом от того, будет ли тело иметь заостренный нос, плоскую переднюю часть или вогнутую — в вид кармана.
Таким образом, только в зависимости от формы носа корабля сопротивление может возрасти почти в 5 раз. Так как сопротивление возрастает пропорционально площади F, — выгодно ее уменьшать, поэтому аэростаты и делают продолговатыми, в вид сигары. Некоторые обстоятельства, однако, не позволяют чрезмерно увеличивать отношение длины аэростата к его поперечнику; самое большое отношение в аэростат Цеппелина № 3, где оно на столько превосходит 10.
Формула (1) также показывает, что сопротивление пропорционально квадрату скорости, т. е. с возрастанием скорости вдвое — оно возрастает вчетверо, с увеличением скорости втрое — в девять раз и так далее.
Работа, необходимая для движения аэростата, за вычетом потерь в винт и передач должна быть равна:
или в лошадиных силах:
Двигатель корабля посредством гребного винта отбрасывает воздух назад, чем и заставляет аэростат двигаться вперед. Не вдаваясь в теорию гребного винта, которая еще мало разработана, считаю в данном месте не лишним сделать лишь следующее замечание.
