Наконец, существеннейшей особенностью дирижабля по идее Циолковского являлась изменяемость объема его металлического баллона в полете.
При нагревании находящегося в полете аэростата лучами солнца или вследствие подъема аэростата в более высокие, разреженные слои атмосферы, а также и от совместного воздействия этих двух причин, газ, наполняющий баллон аэростата, расширяется. Когда же аэростат опускается в нижние, более плотные слои атмосферы или подвергается охлаждению, то объем газа в нем сокращается.
Для того чтобы дать возможность газу расширяться без выпуска его излишка, в современных дирижаблях[46] внутрь газового баллона помещают воздушные баллонеты, то-есть мешки, наполняемые воздухом с помощью вентилятора или другого приспособления.
Схема цельнометаллического дирижабля Циолковского в продольном и поперечном разрезах.
а) блоки, б) лебедка стягивающей системы, В) и в) верхнее и нижнее основания оболочки, г) боковины оболочки из гофрированного листового металла, д) колпаки, прикрывающие шарнирные соединения.
Когда пилот по показаниям манометра замечает повышение давления газа в баллоне выше нормы, он открывает соответствующие выпускные клапаны баллонетов и дает этим возможность газу беспрепятственно расширяться в баллоне за счет вытесняемого из баллонетов воздуха. При сокращении же объема газа в баллоне — вследствие охлаждения или при опускании из верхних, разреженных слоев атмосферы в нижние, более плотные — пилот замечает по приборам падение давления газа в баллоне ниже нормы и немедленно приводит в действие приспособление, нагнетающее воздух в воздушные баллонеты. Давление восстанавливается, и оболочке аэростата не угрожает более опасность потерять форму (деформироваться), со всеми тяжелыми последствиями этого.
Вместо применения воздушных баллонетов Циолковский проектировал осуществить изменяемость объема оболочки с помощью стягивающей системы тросов. Этим путем становилось возможным по мере надобности регулировать (увеличивать или уменьшать) самый объем дирижабля.
Шарнирное соединение гофрированных боковин с основанием оболочки.
а) основание» б) боковина, в) шарнирное соединение, г) колпак, делающий соединение газонепроницаемым.
Итак, Циолковский еще в начале 90-х годов не только научно обосновывал полную техническую осуществимость дирижаблей и подчеркивал их крупное значение для народного хозяйства, но начал также разработку таких конструктивных деталей, которые лишь в самое последнее время действительно начали вводиться в жизнь, и то пока лишь по отдельности (цельнометаллическая оболочка, изменяемый в полете объем ее и подогрев газа).
Книга «Аэростат металлический управляемый» набиралась как раз в то время, когда Циолковский вынужден был заняться организацией переезда с семьей в Калугу.
К этому переезду Циолковских побуждало два обстоятельства. Прежде всего забота о подрастающих детях, которым необходимо было дать среднее образование. В Боровске, захолустном уездном городишке, средней школы не было. С другой стороны, Циолковский, всеми силами боровшийся со взяточничеством, вконец испортил отношения с дирекцией училища. Директор искусно добился перевода Циолковского в губернский город, якобы заботясь о пользе его, как примерного педагога. На самом деле он просто стремился избавиться от беспокойного сотрудника.
Циолковский, привыкший уже к Боровску и не любивший менять установившийся распорядок жизни, так как всякая ломка быта отвлекала его от научных занятий, в конце концов согласился на переезд, хотя и с неохотой. Сняться с насиженного места и переехать за сто с лишним километров в чужой город, да еще с детьми, было далеко не шуточным делом для четы Циолковских, в особенности при их более чем скудных достатках.
Подыскать квартиру на новом месте Циолковским помогла семья Еремеевых, ранее переехавших в Калугу. Однако забот и хлопот с переездом было так много, что в научных работах Циолковского, которыми он никогда и ни для чего не жертвовал, все же получился невольный перерыв.
Тем временем в области воздухоплавания в России произошло событие» оказавшее весьма важное влияние на судьбу мирового дирижаблестроения.
В 1893—1894 годах в Петербурге был совершен первый в мире практический опыт постройки дирижабля жесткой системы с цельнометаллической оболочкой. Чрезвычайно характерная для царской России история этой постройки вкратце такова.
Как было сказано, заправилы VII Отдела приняли проект цельнометаллического дирижабля Циолковского «в штыки»; до этого Воздухоплавательный парк затормозил постройку жесткого дирижабля с жестким каркасом Костовича. Между тем заграничные военные круги, прежде всего в Германии и в Австрии, уже заинтересовались вопросом о жестких и цельнометаллических дирижаблях.
В одной из рукописей Циолковского, хранящейся в его архиве, озаглавленной «Стальной дирижабль», находим следующие показательные строки:
«Доклад в Питере был при многочисленном стечении членов и публики. О нем много писали в России и за границей. Член Общества Полешко писал мне: «...мы находимся в большом затруднении. Берлинское Техническое общество предлагает нам совместно построить небольшой латунный дирижабль, на что император Вильгельм обещал отпустить из своих средств 15 000 руб. Но у нас нет денег, и мы принуждены отказаться от этой совместной работы... Вышла большая неловкость...»[47]
В начале 1892 года российский военный агент в Австрии, полковник Зуев, сообщил своему военному ведомству, что австрийский гражданин Давид Шварц из Ваграма, по специальности и образованию лесничий, изобрел управляемый аэростат и предлагает осуществить его в России. При этом он сообщал, также со слов Шварца, что устройство этого аэростата очень просто и на его постройку потребуется всего около 10 тысяч рублей. И вот русские военные круги, игнорировавшие деятельность ученых и изобретателей в своей стране, немедленно заинтересовались этим предложением, поскольку оно исходило из-за границы. Военный министр Ванновский дал согласие на ассигнование денег и приглашение Шварца.
В руководящих кругах военного ведомства, несомненно, хорошо знали о резко отрицательном отношении руководителей Воздухоплавательного парка к дирижаблестроению. Очевидно, поэтому военное ведомство и не запросило мнения или отзыва Воздухоплавательного парка о предполагаемой постройке аэростата, и ведение постройки было поручено генералу Заботкину.
