Стратосферой называют слой воздуха, расположенный выше той мысленной линии, где постепенное понижение температуры воздуха с высотою прекращается. Достигнув 54° холода по Цельсию, температура делается постоянной, по крайней мере для тех высот, где человеку удалось измерить ее термометром, - именно до 38 км. над уровнем моря, а вероятно и далее. Эта линия, т.е. начало стратосферы, лежит в нашем умеренном поясе на высоте около 12 км., над экватором несколько выше, а в Арктике на высоте 10 км. Слой воздуха, лежащий между стратосферой и поверхностью земли, называется тропосферой.

Ввиду постоянства температуры в стратосфере не бывает бурь, воздушные течения отличаются исключительной ровностью, а вследствие ничтожного содержания в воздухе стратосферы водяных паров там вечно безоблачное небо, не бывает никаких осадков (дождя, снега) и туманов. С этой точки зрения воздушный океан представляет там наилучшие условия для аэронавигации. Еще одно чрезвычайно важное явление наблюдаем мы в стратосфере - это чрезвычайную разреженность воздуха, которая возрастает до величайших пределов с высотою подъема. При этом около 100 км. над уровнем земли совершенно изменяется самый состав атмосферного воздуха: из него совершенно исчезают азот и кислород, атмосфера состоит сначала из смеси водорода и гелия (легких газов), а у пределов безвоздушного пространства в составе ее остается лишь водород - легчайший из газов. На высоте 38 км. (это - максимальная высота, до которой поднимались баллоны - зонты с самопишущими приборами) вес 1 куб. м. воздуха равняется всего 0,07 кг., другими словами, плотность воздуха на этой высоте в 184 раза меньше, чем над уровнем моря. Для аэронавигации, т.е. искусства вождения воздушных судов, условия полетов в стратосфере исключительно благоприятны. Пилот воздушного судна, не зная в стратосфере ни бурь, ни туманов, ни осадков, ни даже облачности, может математически точно ориентироваться и направлять свой полет по светилам. Кроме того, что особенно важно, вследствие ничтожной плотности воздуха в стратосфере и сильного уменьшения его сопротивления летательный аппарат может развивать неслыханную на земле скорость в 1.000 - 1.200 км. в час и более, пользуясь мотором той мощности, с которой у поверхности земли он достигает лишь 250 - 300 км. в час. Такая скорость летательного аппарата, при этом на огромной высоте, делает его совершенно недосягаемым для артиллерийского огня.

Преимущества суперавиации, так называют теперь воздушное сообщение на больших высотах. совершенно ясны и особенно важны для военных целей.

Но на сегодняшний день техника еще не добилась практического осуществления этих сверхвысоких полетов. Она только приближается к их осуществлению путем строительства все новых и новых, с каждым разом более совершенных опытных летательных аппаратов: аэростатов, самолетов, ракет и ракетопланов, качество полетов которых - высота, скорость и т. д. - все улучшается. Напряженная работа научных исследователей, техников и изобретателей в этой области встречает однако при практическом осуществлении полетов в стратосферу ряд затруднений.

Действие разреженной атмосферы на организм человека убийственно. Поэтому совершенно необходимо изолировать от нее команду и пассажиров воздушного корабля, поместив их в герметически закрытом помещении с воздухонепроницаемыми стенками, в котором аналогично тому, как это делается в подводных лодках, искусственно поддерживается необходимая для организма человека атмосфера. Такое устройство кабины для пассажиров воздушного корабля впервые было вполне удачно осуществлено профессором Пикаром в 1931 г. для сферического аэростата об'емом в 14.000 куб. м., на котором он проник в стратосферу до высоты 15.700 м. Для высотных же самолетов Юнкерса, Фирмана и других оно также осуществлено, но не опробовано еще в высотных полетах и находится в состоянии подготовки опыта.

Другим важным затруднением для проникновения в стратосферу летательных аппаратов, снабженных моторами, является то обстоятельство, что разреженность воздуха снижает с высотою мощность обычного авиационного мотора. На известной высоте мотор лишается возможности работать, так как карбюратор мотора не засасывает достаточного количества воздуха, необходимого для интенсивного сгорания горючего, на котором данный мотор работает. Для предотвращения этого существуют специальные нагнетатели воздуха - например типа турбокомпрессоров, с помощью которых и достигались рекордные высоты подъема на самолетах до 13.000 м., т.е. до предела стратосферы. Но недостатком этих турбокомпрессоров до настоящего времени является требующаяся для их обслуживания большая мощность мотора, из большой вес, сложность конструкции и недостаточная еще надежность вследствие огромных скоростей вращения некоторых их частей. Эта сторона полетов в стратосферу представляет в настоящее время главнейшее затруднение для осуществления стратосферных полетов на самолетах.

Наконец необходимо также считаться с физиологически вредным действием на человека не только низкой температуры этих высот, доходящей до 54° по Цельсию, но и с вредным действием огромных ускорений, испытываемых человеком ори полетах на стратопланах, как именуются теперь специальные самолеты для полета в пределах стратосферы.

Летательные аппараты, развивая огромную скорость, не в состоянии улавливать из атмосферы достаточное количество кислорода. Так же обстоит дело, если они подымаются за пределы земной атмосферы, в безвоздушное пространство. Таким образом они встречают еще специальное, крайне серьезное затруднение технического порядка - именно необходимость брать с собой в специальных резервуарах помимо горючего также соответствующее количество кислорода для его сгорания. Это чрезвычайно понижает полезную нагрузку такого летательного аппарата и, несмотря на огромную достигаемую им скорость полета, ставит существенные границы его применению.

Несмотря на всю серьезность этих затруднений технического порядка, работниками науки, техниками и изобретателями всего мира ведется самая интенсивная разработка различных приспособлений для устранения этих препятствий. Имеющиеся на этом фронте достижения показывают, что эта работа не остается бесплодной, наоборот, с каждым годом увеличиваются не только высотность и скорость полетов, но и безопасность их для человека.

Первыми проникли в стратосферу баллоны - зонты, маленькие сферические аэростаты, объемом 5 - 7 куб. м., которые были снабжены саморегистрирующими приборами, показывающими давление (барограф), температуру (термометр) и влажность (гигрометр). Разумеется, людей такие миниатюрные аэростаты не могли поднять. Поднявшись до максимальных пределов, 20 - 30 и более километров, такой аэростат, будучи сделан из чистой и чрезвычайно эластичной резины, непрерывно увеличивался в объеме, так как газ в нем с уменьшением наружного давления расширялся, в конце концов оболочка лопалась, и тогда корзина с приборами на парашюте, который автоматически раскрывался, опускалась на землю. Такие баллоны - зонты в отдельных случаях проникали до высоты 38 км. Таким образом разрез атмосферного слоя был исследован в разных пунктах земного шара главным образом с помощью этих приборов. Однако, улетая далеко, иногда за сотни километров от обсерватории, эти аэростаты с трудом обнаруживались, а иногда и совсем пропадали. Полученные записи лишь после долгого перерыва доставлялись в обсерваторию. Этот крупный недостаток, был устранен советским профессором П. А. Молчановым, который присоединил к приборам, находящимся в корзинке баллона - зонта маленький радиопередатчик. Последний немедленно же после начала подъема начинал автоматически сообщать по радио показания всех приборов, и эти показатели становились немедленно известны обсерватории.

Попытки людей проникнуть для непосредственных наблюдений в высокие слои атмосферы начались тотчас же, как были изобретены воздушные шары (первый полет аэростата братьев Монгольфье во Франции состоялся 150 лет назад - 5 июня 1783 г.). Но губительное действие разреженной атмосферы и техническое несовершенство (Оборудования аэростатов долгое время не позволяли проникнуть выше 10.800 м., до которых поднялись в 1901 г. германские воздухоплаватели Берсов и Зю - ринг. Американский пилот Грей в 1927 г. на воздушном шаре поднялся уже в пределы стратосферы - именно до высоты почти 13.000 и, во при попытке потерять свой отважный полет он поплатился жизнью. И только в 1931 г. бельгийскому проф. Пикару удалось на сферическом аэростате объемом 14.000 куб. м. спиральной конструкции не только проникнуть в пределы стратосферы до высоты 15.600 м., но продолжительное время оставаться на этой высоте со своим ассистентом Кийфером для научных наблюдений. Шарообразная алюминиевая, герметически закрывающаяся гондола, которая заменила на этот раз обычную плетеную корзину, прекрасно защитила их не только от холода, доходившего до - 54° Цельсия, но и самое главное от губительного действия разреженной атмосферы на этой высоте, так как внутри гондолы с помощью специальных приборов поддерживалось почти нормальное атмосферное давление. При этом воздух внутри ее все время непрерывно очищался и количество кислорода в нем восстанавливалось, как это делается в подводных лодках. В 1932 г. проф. Пикар повторил свой полет, достигнув небывалой высоты - 16.770 м. Таким образом воздушный шар снова дал возможность проникнуть в пределы стратосферы с научно - исследовательскими целями со всей сложной аппаратурой, и дальнейшие подъемы обещают достижения еще большей высоты.

Но для целей воздушного сообщения нужны не сферические аэростаты, а быстроходные самолеты, которые в разреженных слоях воздуха, встречая меньшее его сопротивление, достигнут огромных невиданных еще у поверхности земли скоростей.

Мировой рекорд скорости самолета, как известно, равняется в настоящее время 682 км в час. Эта скорость была достигнута на самолете Монки (итальянском) с мотором «Фиат» в 3.200 л. с. С мотором этой же мощности самолет того же веса должен достигнуть на высоте 20 - 25 км. скорости 1.500 - 1.800 км. в час. Таким образом рейс например Москва - Владивосток занял бы всего лишь 4,5 - 5 часов. Такого рода самолеты во Франции и в Германии в опытном порядке уже построены, и на них совершаются опытные полеты - сначала, разумеется, «на дне» воздушного океана в пределах тропосферы для проверки сложного оборудования.

В этих самолетах летчики, как и в аэростате проф. Пикара, заключены в герметическую металлическую кабину для защиты их от губительного действия разреженной атмосферы и холода больших высот. Самолеты эти - все монопланы - построены проф. Юнкерсом в Германии (Дессау), во Франции - Фирманом и Горше. Главная трудность заключается в построении для моторов этих самолетов мощных турбокомпрессоров, которые бы в крайне разреженном воздухе стратосферы смогли засосать и подать в карбюратор мотора достаточно воздуха для работы мотора. Достижение на таком самолете стратосферы и полет в ней осуществится лишь при безотказной работе этих турбо - компрессоров. Ввиду больших технических трудно - стен в их постройке высотные полеты самолетов не превышают еще 13.000 м. Воздушный шар пока далеко опередил своего младшего собрата (первый самолет поднялся в воздух всего 30 лет назад). Но это - явление временного порядка, и с дальнейшим усовершенствованием высотных моторов самолет не только догонит, но и значительно перегонит своего собрата - аэростат. Однако имеются еще летательные аппараты еще одного вида. Они оставят далеко за собою и аэростат и самолет и будут в состоянии проникнуть и за пределы земной атмосферы, в безвоздушное межпланетное пространство. Это так называемые реактивные летательные аппараты. Двигатели построены по принципу действия ракеты, получающей импульс для своего движения в реакции (отдаче) извергаемых ею с огромнейшей скоростью масс газов, образующихся при быстром сгорании специальных составов горючего. Ракетный летательный аппарат английского ученого Пайона уже достиг высоты полета 9.500 м. И самое главное - его ракета несла на себе, как и баллон - зонт, саморегистрирующие приборы для исследования верхних слоев атмосферы. Записи этих приборов дали вполне удовлетворительные результаты. Таким образом появилось новое мощное орудие для исследования стратосферы. По высоте подъемов оно далеко оставит за собой и воздушный шар и самолет и даст нам впоследствии полный разрез всей толщи воздушного океана от поверхности земли до крайних верхних пределов воздушного океана. Развитие ракетных двигателей достигло уже в настоящее время такого уровня, когда в Магдебурге (Германия) подготовляется к полету этим летом большая ракета. На ней в порядке опыта, получил разрешение подняться сам ее строитель, германский инженер Р. Небель.

Первенство в теоретической разработке ракетных двигателей, наиболее, как мы видели, подходящих не только для проникновения в стратосферу, но и для полета за ее пределами, принадлежит нашему Советскому союзу в лице таких его выдающихся ученых, как К. Э. Циолковский, Ф. А. Цандер и другие. Работы Циолковского в этой области приобрели мировую известность и являются основными. Труды его положены в основу работы молодой организации советской общественности ГИРЛ - группы изучения реактивного движения при ЦС Осоавиахима, объединившей основной актив практических и теоретических работников этого дела, а также изобретателей. Помимо широко развертывающейся техпропаганды и общественной кампании под лозунгом «На штурм стратосферы!» ведется и практическая работа, дающая уже осязательные результаты. В Ленинграде группа научных работников организовала постройку огромного воздушного шара для полетов в стратосферу; постройка уже заканчивается. В ближайшие месяцы этот величайший в мире воздушный шар объемом в 20.000 куб. м поднимется сначала в пробный полет, а затем начнется целая серия полетов на нем с научно - исследовательской целью. Намеченная по расчету высота подъема - 20.000 м. В конструкции самого аэростата и его гондолы советская научная мысль пошла своим путем и помимо спирального типа материи для его оболочки применила также - и для гондолы его иной материал, чем у проф. Пикара, а именно - нержавеющую сталь, из которой с таким успехом изготовляются наши стальные самолеты. Равным образом и форма гондолы применительно к размещаемой в ней научно - исследовательской аппаратуре, выбрана не шарообразная, а несколько удлиненная, приближающаяся к параллелепипеду с закругленными углами.

Ближайший период времени несомненно принесет новые победы в области полетов в стратосферу. Неутомимый проф. Пикар готовится к новому полету, на этот раз в районе Гудзонова залива с целью как можно ближе подойти к зоне максимальных магнитных возмущений. Чрезвычайно интересные результаты можно ожидать от полетов огромного советского стратостата. Подъем инж. Не - беля на его ракете и полеты немецкого и французских стратосферных самолетов также выявят крайне интересные для науки и техники детали этого дела.

Штурм стратосферы развертывается!

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.