Дирижаблем считается аэростат, который может летать независимо от направления воздушных потоков с помощью своего двигателя, к числу последних относится, также и мускульный двигатель. Именно на приводе от собственных сил аэронавта летали дирижабли, которые конструировал доктор Константин Данилевский в конце 1890-х гг. в Харькове. Формально они стали первыми пилотируемыми дирижаблями, созданными как на территории Украины, так и Российской империи, конструкция которых, к тому же, была запатентована автором. Лишь в 1911 г. в Киеве появится «полноценный» дирижабль уже с двигателем внутреннего сгорания, который формально считают первым украинским дирижаблем, но это не совсем так.
Но вернемся к нашему изобретателю. Константин Яковлевич родился в 1857 г. в Харькове, в 1879 г. закончил Медицинский факультет Харьковского университета. Будучи студентом, принимал участие в Русско-турецкой войне 1877-1878 гг. — но не как солдат, а в составе Красного креста. Как и его более известный брат, Василий (в честь которого названа улица Данилевского в Харькове) Константин также стал врачом. 2 года он ассистировал доктору Владиславу Франковскому, которого мы не раз вспоминали, был преподавателем электротерапии в Харьковском университете, проводил научные исследования по электрофизиологии.
Получив ученую степень доктора медицины в 1889 г., в 1892 г. он открыл собственную клинику, которая называлась «Санаторий и водолечебное заведение приват-доцента К.Я. Данилевского» на 25 койко-мест располагалось во дворе современного здания по ул. Мироносицкой, 47 (здание лечебницы сохранилось).
Удивительным образом этому, безусловно, выдающемуся человеку, при всей его преданности и самоотдаче в научной, преподавательской и врачебной деятельности, хватало энергии и сил, чтобы параллельно лелеять, вынашивать и воплощать в жизнь свою давнюю мечту об управляемом полете на аэростатах.
Всего известно о 5 аэростатах, сконструированных доктора Данилевского.
1. Ковер-самолет. Первый летательный аппарат получил название «ковер-самолет» и в теории напоминал скорее парашют-крыло с плоским баллоном с водородом в форме матраца размером 20 на 13 метров, состоявший из двух секций.
К «ковру» должна была подвешиваться корзина с пилотом, который с помощью педального привода вращал винт, закрепленный над головой — таким образом аэростат мог подниматься и опускаться без выброса балласта и стравливания газа. Модель не была построена в натуральную величину — Данилевский ограничился беспилотной, значительно уменьшенной в масштабе версией, полеты которой он демонстрировал разным потенциальным инвесторам, но она никого не заинтересовала. Тем не менее изобретатель подал на неё патент в 1894 году, который получил лишь 19 марта 1897 г., когда уже вовсю работал над более совершенной версией дирижабля. Патент на его конструкцию он подал в этом же 1897 г. и получил его 20 августа 1900 г.
Толчком к созданию полноразмерных дирижаблей для пилотируемых полетов стал промышленник Андрей Пильстрем, который выступил в роли мецената Данилевского. Он заказал очень дорогие шелковые оболочки для своих летательных аппаратов во Франции, у фирмы Lachambre & Machuron. Эта парижская компания специализировалась на изготовлении компонентов для аэростатов многих именитых аэронавтов. Например, из их оболочек были созданы первые аэростаты Альберто Сантос-Дюмона, которого, наряду с Фердинандом Цеппелином, считают одним из «отцов» дирижаблестроения. К слову, первый аэростат Сантос-Дюмона полетел лишь через год после дирижабля Данилевского, но уже был оснащен двигателем внутреннего сгорания.
Отдельно стоит остановиться на генераторе водорода, которым наполнялись аэростаты. Константин Данилевский сделал его сам по планам и чертежам химика Харьковского Технологического Института В. Пашкова. После реакции серной кислоты с железными стружками образовывался водород для дирижаблей и железный купорос на продажу, покрывавший расходы на сырье и другие необходимые реактивы (такие, как кокс и негашеная известь). По мнению исследователей, такое изобретение выгодно отличало аэростаты Данилевского от конкурентов, которым приходилось покупать водород на химических заводах за большие деньги.
И хотя первая версия генератора сломалась в конце наполнения оболочки дирижабля «Эмбрион» (процесс тогда занял трое суток), но уже следующие версии генератора, созданные в 1898 г., работали надежно и наполняли аэростаты всего за полчаса. Летать на одной заправке водорода, по словам Данилевского, можно было до 8-9 дней, хотя немного подкачивать аэростаты водородом ежедневно было все же желательно. Конечно, водород был взрывоопасен, но в дальнейшем инцидентов связанных с его возгоранием у изобретателя не было. Возможно, вследствие того, что он крайне щепетильно относился к технике безопасности — на фото ангара с дирижаблем можно увидеть огромные таблички «С огнем не подходить».
Для испытаний в Харькове Данилевский арендовал участок в районе современного адреса ул. Мироносицкая, 50 (близко от своей гидролечебницы) и построил там ангар. Тогда это была пустынная, незастроенная окраина Харькова, расположенная недалеко от ипподрома.
2. Эмбрион. Каким же был первый пилотируемый дирижабль, который построили на территории Украины? В целом он повторял концепцию, изложенную во втором патенте. Длинна вытянутого баллона объемом около 170 куб. м. составляла 11 м, диаметр — 3.6 м, его нос имел клиновидную форму для уменьшения аэродинамического сопротивления при горизонтальном полете. К баллону с помощью шелковой попоны подвешивался киль, к которому тросами крепилось седло для пилота со стременами, приводившие в движение крылья. Выбор стремян легко объясним — наибольшую мускульную силу у человека производят именно ноги, а не руки. С помощью 4.8-метровых маховых крыльев можно было подниматься, опускаться, маневрировать и, с совсем небольшой скоростью, летать горизонтально. Объем баллона и водорода был рассчитан для обеспечения нейтральной плавучести в воздухе.
Данилевский не был удовлетворен оболочкой, которую сделали братья Лешамбр, ее форма отличалась от той, которую он указывал в своих чертежах — нос был не столь клиновидным, как предполагалось. Название «Эмбрион» было выбрано по причине того, что это был первый, несколько неуклюжий пилотируемый прототип, который послужил бы толчком для более совершенных, «взрослых» версий дирижабля. Про постепенный, «итерационный» подход в конструировании и испытаниях летательных аппаратов Данилевский говорил неоднократно, как наиболее оптимальный путь к их безопасному совершенствованию. За все 200 полетов его дирижаблей пилот ни разу не травмировался, не случалось катастроф и серьезных аварий, что было обыденным у многих конкурентов изобретателя.
«Эмбрион» выполнил первый полет 8 октября 1897 г. В этот день, в течение 1,5 часа было выполнено 25 подъемов и спусков, больше в этом году полетов не проводилось из-за поломки генератора водорода. Изначально пилотировать «летательный снаряд» собирался сам Константин Данилевский, но из-за недостаточной подъёмной силы баллона роль пилота взял на себя 19 летний механик Петр Косяков, вес которого был лишь 50 кг. Всего Косяков совершил более 200 полетов на 4 аэростатах Данилевского.
3. Пильстрем. В следующем, 1898 году братья Лешамбр поставили Данилевскому 2 новых оболочки. Из первой был создан, пожалуй, наиболее удачный дирижабль изобретателя, который был назван в честь мецената — «А. Пильстрем», что можно увидеть по большой надписи на попоне аэростата.
Его 13-метровый баллон диаметром 4.4 метра и объемом 150 куб. м. отличался от «Эмбриона» формой носа (заостренного, как пуля), для облегчения конструкции были использованы алюминиевые трубки.
Отдельно стоит остановиться на сложной конструкции маховых крыльев, собранных из бамбуковых жердей и шелка. Они были уменьшены до 3,6 метров, но совершенно отличались от первоначальных. По сути это были крылья-жалюзи, открывавшиеся при движении так, чтобы создавать минимальное сопротивление воздуху при обратном махе (при котором не требовалось усилий благодаря гуттаперчевой струне).
Рукоятками регулировался угол наклона крыльев для маневрирования и горизонтального полета. Они также могли фиксироваться и выступать как аэродинамический тормоз при спуске или крыло для планирования. Вообще, на одних и тех же аэростатах испытывались разные варианты крыльев.
У пилота также был балласт из мешочков с землей для аварийных ситуаций, которые, к счастью, с «Пильстремом» так и не случились. Дирижабли Данилевского оснащались гайдропом — балластной цепью, которой можно было легко регулировать нейтральную плавучесть, отстегивая или добавляя фрагменты цепи перед полетом.
Одной из главных проблем дирижаблей мягкой конструкции была горизонтальная нестабильность. Водород, особенно при нагреве оболочки на солнце, менял плотность и мог распределяться неравномерно внутри баллона, скапливаясь в отдельных его частях. Это приводило к потере жесткости других частей баллона, он мог «схлопнуться», или получить недопустимый крен на нос или корму. Проблему чаще всего решали усилением основного баллона отдельным «баллонетом» внутри, который наддувался сжатым воздухом. Так как двигателя для компрессора на борту аэростатов Данилевского не было, он решил проблему элегантно и просто — в баллоне располагались неполные шелковые перегородки, которые существенно ограничивали перетекание водорода внутри объема баллона.
Стоит отметить, что у всех аэростатов Данилевского не было полноценной корзины — амортизаторами при посадке служили ноги пилота, после чего он закреплял дирижабль тросом на земле с помощью бура, который ввинчивался в землю.
«Пильстрем» совершил первый полет 18 июня 1898 г. Согласно статье в Scientific American, дирижабль свободно маневрировал на высоте 85 метров. Всего до середины августа было совершено около 150 успешных полетов на «Пильстреме», в том числе в присутствии представителей инженерно-военного управления и министерства путей сообщения.
4. Оричка. О третьем дирижабле Данилевского известно меньше всего — он подымался в воздух лишь 5 и 6 августа 1898 года. Длинна его баллона была увеличена примерно до 16 метров, диаметр уменьшен до 4 метров. Объем — до 180 куб. м. Как можно видеть на фото, у «Орички» не было попоны для удержания киля с седлом, он крепился сетью, перекинутой через баллон.
27 августа 1898 г. Данилевский зачитал доклад о своих летательных аппаратах в подсекции воздухоплавания на Х съезде естествоиспытателей и врачей в Киеве. К сожалению, особого энтузиазма доклад не вызвал — «летательные снаряды» Данилевского казались его коллегам устаревшими, в то время как за границей уже давно совершали полеты аэростаты с паровым, электро и двигателями внутреннего сгорания. Правда, они были по сути единичными экспериментами, часто заканчивались авариями и катастрофами — действительно удачной конструкции до сих пор не существовало. Факт создания первого отечественного дирижабля, пусть и с мускульным приводом, был по сути проигнорирован.
Впрочем, скепсис аудитории съезда можно понять, так как сколь-нибудь быстрого горизонтального полета аэростаты Данилевского не могли продемонстрировать без безопасного и легкого двигателя внутреннего сгорания. Именно на такой двигатель, который был практически недоступен в те годы, возлагал все свои надежды и сам Константин Данилевский, что неоднократно подчеркивал в своих трудах. Ко времени доклада было создано всего 3 дирижабля с бензиновым двигателем Готтлиба Даймлера, все — конструкции аэронавта Фридриха Вёльферта, который погиб в 1897 из-за воспламенения баллона от двигателя. Отдельным замечаниям удостоились «летательные снаряды» Данилевского в силу того, что хорошо летали они лишь в штиль или совсем слабоветренную погоду, так как для компенсации силы ветра мускульной силы было недостаточно. Впрочем, ветер погубит огромное количество более совершенных дирижаблей и в будущем…
Однако, не все были столь категоричны. Поддержал Данилевского известный ученый-аэродинамик Николай Жуковский. В сентябре 1898 года, начальник Харьковской инженерной дистанции, военный инженер-полковник Г. В. Ясевич, присутствовавший на испытаниях «Пильстрема», отправил в Главное инженерное управление весьма благосклонный отчет. В нем полковник рекомендовал использовать дирижабли Данилевского вместо привязных шаров для рекогносцировки позиций (особенно в районе крепостей), и похвалил изобретателя за энергию и настойчивость, подчеркнув, что он вложил в свои детища не только средства, знания и досуг, но и всю душу.
Сколько же стоил дирижабль Данилевского? Как писали немецкие и американские газеты в 1898-1900-х гг., его стоимость составляла всего 800 рублей против типичных 3000 за военный наблюдательный шар аналогичного объема, а обслуживать и перевозить его могли всего 3-4 человека против типичной команды из 15 для военного шара. В своей книге Данилевский дает чуть большие оценки — до 1000-1200 руб. Если использовать баллон не из шелка, а из хлопчатобумажной ткани (как принято в немецкой армии), то стоимость могла упасть до 500-700 руб.
Общая масса дирижаблей Данилевского составляла 65-80 кг, что позволяло перевозить их в разобранном состоянии вместе с баллонами для водорода на 1 повозке.
В октябре 1898 г. VII отдел русского технического общества пожелал привести дирижабль Данилевского для демонстраций в Петербург, но этого не случилось. Зиму 1898-1899 гг. изобретатель провел в Петербурге в поисках финансирования от военного министерства. Увы, как оказалось, время было потрачено зря, электротехническому комитету Главного инженерного управления аэростатыДанилевского показались бесперспективны, в финансировании ему было отказано.
5. №4. У последнего дирижабля Константина Данилевского не было названия, он упоминал его просто как «летательный снаряд типа 1899 года». Аэростат обладал странной, вертикально вытянутой формой, но был наиболее интересным с технической точки зрения.
Братья Лешамбр вновь поставили оболочку неудовлетворительной формы, к тому же и заказал его Данилевский слишком поздно, поэтому создать новый дирижабль и начать на нем полеты удалось лишь к сентябрю 1899 года. Для постройки этого аэростата Данилевский использовал баллон от «Пильстрема», перевернув его вертикально. Баллон от этого дирижабля не был спроектирован для такой ориентации изначально, поэтому снизу его внешний вид портило множество складок, о чем сокрушался Данилевский, для которого была важна не только функциональная, но и эстетическая сторона вопроса.
Основные улучшения претерпела гондола с пилотом. Так как бамбуковые крылья часто ломались, был создан цепной, педально-велосипедный привод, который приводил в движение барабан с лопастями (аналогичный колесным пароходам тех лет). Углы наклона лопастей регулировались двумя ручками в полете, поэтому барабан мог работать не только на подъем и спуск, но и для движения по горизонтали.
Новым узлом было крыло, представляющее собой жалюзи из 6 бамбуковых планок, оббитых шелком. Жалюзи могли отклоняться ручкой на различные углы при маневрах, действуя как воздушный тормоз или крыло для планирования и маневрирования.
Необычная, «вертикальная» ориентация дирижабля была продиктована тем, что изобретатель хотел сократить аэродинамическое сопротивление при вертикальных подъемах и спусках, именно они должны были стать основой его испытаний.
Но удавалось на таком аэростате летать и в горизонтальных направлениях, несмотря на его «вертикальную» форму и соответствующее сильное аэродинамическое сопротивление. Для этого использовался волнообразный полет (wellenflug) — выставляя крыло на определенные углы, поднимаясь с помощью педалей и опускаясь, пилот мог лететь по диагонали в нужном направлении.
Для испытаний нового дирижабля был сооружен ангар возле железнодорожной станции Рогань Харьковско-Балашевской железной дороги, туда же был перенесен водородный генератор. Полеты проходили с 10 сентября по 7 октября 1899.
Единственный инцидент произошел 7 октября. Данилевский отмечает, что пилот недостаточно сбалансировал вес аэростата при подготовке полета на земле, вследствие чего он получил излишнюю положительную плавучесть и начал стремительно подниматься. Аэронавт стал интенсивно крутить педали, что привело к тому, что цепь соскочила с привода — в итоге дирижабль, нагретый на солнце, поднялся до высоты в 1.6 км. Петру Косякову удалось натянуть цепь обратно прямо в воздухе и опустить аэростат в поле, используя педальный привод.
Увы, меценат Андрей Пильстрем умер в 1899 году, его наследники не были заинтересованы в финансировании опытов Данилевского. Реквиемом по мечте врача-изобретателя стала книга «Управляемый летательный снаряд», изданная в Харькове в 1900 г. на русском и немецком языках. Автор подробно описал расчеты, чертежи как дирижабля (обр. 1899 г.), так и схемы полетов, его потенциальные преимущества в военном деле в сравнении с традиционными воздушными шарами. Увы, этот труд также оказался не в фаворе у специалистов, Константин Циолковский в своей рецензии его просто разгромил.
Скачать книгу в формате PDF можно по этой ссылке:
Оказавшись без денег на дальнейшие эксперименты, униженный и подавленный «геростратами» (как выражался Данилевский), в середине 1900х гг. он переезжает в Петербург и продолжает там заниматься лишь врачебной деятельностью. После 1917 г. след Константина Яковлевича окончательно теряется.
История не знает сослагательных наклонений. Возможно, если бы Данилевский получил финансирование в 1898-99 г., Слобожанщина увидела бы свой дирижабль с двигателем внутреннего сгорания уже в первые годы ХХ века, а имя Константина Данилевского, регулярно мелькавшее не только в отечественной, но и западной прессе в те годы, крепко вошло бы в историю аэронавтики и не было бы предано забвению. Тем не менее даже на поприще летательных аппаратов, приводимых в движение лишь силами пилота, достижения Данилевского являются бесспорными и выдающимися даже в глобальном масштабе — о них стоит помнить.