Читать книгу "Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени - Джеймс Берк"

Большую часть своих исследований Бэр посвятил действию веселящего газа (закиси азота), пытаясь понять, почему он вызывает одновременно и анестезию, и удушье. Для одного из экспериментов он подготовил смесь из 1⁄6 кислорода и 5⁄6 закиси азота и подал ее под давлением в полторы атмосферы. При таком составе смеси и таком давлении веселящий газ вызывал наркоз, а кислорода было достаточно для поддержания дыхания. Бэр стал работать с воздухоплавателями — в полете на разных высотах они испытывали на себе действие воздуха разного давления. В 1875 году он сначала провел тренировки команды аэронавтов в своей барокамере, а для полета выдал им наполненные сжатым кислородом емкости, сделанные из коровьих потрохов, из которых они должны были начать дышать при симптомах головокружения. Один из членов экспедиции, Гастон Тиссандье, воспользовался кислородом и выжил, а второй аэронавт погиб. В 1878 году Бэр опубликовал работу «Барометрическое давление», которая стала настольной книгой для специалистов по авиационной медицине времен Первой мировой войны.

В эпоху Бэра воздухоплавание было уже достаточно развито. Аэростаты поднимались на высоту более восьми тысяч метров и применялись для изучения погоды и аэрофотосъемки (первое фото Парижа с воздушного шара датируется 1858 годом), а также использовались как воздушные наблюдательные посты во время наполеоновских войн.

Своими корнями аэронавтика уходит в производство бумаги — именно таким было ремесло первых воздухоплавателей, братьев Жозефа и Жака Монгольфье, владевших бумажными фабриками под Парижем. По роду своей деятельности они располагали огромным количеством сырья как для первых моделей шаров, так и для топлива. Скорее всего, на создание первого летательного аппарата их вдохновила награда, которую объявило французское правительство за план снятия осады Гибралтара. В 1781 году испанские войска были блокированы в Гибралтаре англичанами, а Франция в этом конфликте выступала на стороне Испании.

По задумке братьев воздушный шар должен был пролететь над головами английских солдат. Свои опыты они начали 15 ноября 1782 года в городе Аннонэ под Парижем. Первый шар, оболочка которого была сделана из изысканного шелка и наполнена дымом от сжигания сена и шерсти, поднялся в воздух на двадцать три метра. Другой шар диаметром двенадцать метров, сшитый из холстины и покрытый бумагой, 5 июня 1783 года пролетел две тысячи метров со 180-килограммовым балластом. К сожалению, первый пилотируемый полет шара припоздал к осаде Гибралтара. Он состоялся в 1783 году в Булонском лесу. Шар с двумя аэронавтами-аристократами Пилатром де Розье и маркизом д’Арландом поднялся на тысячу метров и за двадцать шесть минут преодолел расстояние в двенадцать километров. Месяцем раньше в присутствии короля и королевы был запущен экспериментальный шар с командой, состоящей из петуха, овцы и утки.

Однако королю нравилось любоваться не только летающими животными, еще он очень любил роскошные фонтаны Версаля. Подача воды для них стоила невероятных денег — специально для этого была создана насосная станция, качавшая воду из Сены (силовой установкой служила водяная же мельница). В 1795 году, гуляя по пляжу, Жозеф Монгольфье придумал способ подачи воды с меньшими затратами и меньшей механизацией. Идею подсказали волны морского прилива, яростно пробивавшиеся сквозь проемы в прибрежных скалах. Монгольфье назвал свое изобретение гидравлическим тараном.

Прототип устройства был создан в 1805 году прямо в русле реки. Вода под давлением поступала в камеру, оборудованную отбойным клапаном. При определенном давлении воды клапан закрывался и возникал гидроудар, под действием которого открывался впускной клапан другой камеры, наполненной воздухом. Поступая во вторую камеру, вода сжимала воздух. Под давлением впускной клапан закрывался, и выталкиваемая сжатым воздухом вода устремлялась в отводную трубу. Затем давление в системе стабилизировалось, клапаны приходили в исходное положение и цикл повторялся. Скорость работы гидротаранного насоса Монгольфье была сто двадцать циклов в минуту.

Изобретение пользовалось успехом, и в начале XIX века по всей Франции работало уже семьсот гидротаранных насосов. Их использовали для водоснабжения городов, каналов и систем орошения полей. Гидротаран также купила фабрика Джеймса Уатта в Бирмингеме, позже их применяли для строительства моста Британия в Уэльсе и тоннеля под рекой Гудзон в Нью-Йорке. Что же касается Версаля, то, несмотря на популярность изобретения Монгольфье и многочисленные обещания, деньги на строительство нового насоса так и не были выделены, и прежняя насосная станция под названием «машина Марли» осталась на месте.

Немецкая гравюра (такие выпускались в каждой стране), на которой изображен первый пилотируемый полет воздушного шара братьев Монгольфье, состоявшийся в ноябре 1783 года. Один из двух аэронавтов, Пилатр де Розье, позже погиб во время другого полета. Братья планировали сконструировать управляемый аэростат, но планам помешала французская революция

Идея гидравлического тарана получила новый толчок через пятьдесят лет в связи с политическими событиями, а именно процессом объединения Италии. В середине XIX века король Сардинии (который помимо этого острова владел еще большими территориями на севере Италии) решил предпринять решительные меры применительно к своей провинции Савойи, которая как на беду находилась по ту сторону Альп.

Кроме того, Альпы причиняли и другие неудобства. В них, как в стену, упирались железные дороги стран Северной Европы — дальше было не проехать. Коммерческие грузы с большими затратами приходилось отправлять окружным путем по морю. Такие же неудобства испытывали и путешественники, особенно те, которые ехали из стран Ближнего и Дальнего Востока. Альпы вставали всем в копеечку, а это — первейший стимул к инновациям во все времена.

Строительство тоннеля под горой Мон-Сенис между савойским городом Моданом и городом Бардонеккия неподалеку от Турина было торжественно начато 15 августа 1857 года в присутствии Виктора Эммануила II и Наполеона III. Расходы предполагалось разделить пополам. Сперва скважины для закладки взрывчатки бурили вручную, работы в тоннеле продвигались со скоростью двадцать три сантиметра в день. Такими темпами прокладка продлилась бы более сорока лет. В 1861 году начальник строительства Жермен Соммейе решил немного ускорить процесс и предложил бурить породу пневматическими бурами, а для подачи воздуха использовать модификацию гидравлического тарана Монгольфье.

Вода стекала из резервуара, расположенного в пятидесяти метрах выше по склону, и вращала колеса, которые нагнетали воду для сжатия воздуха. Воздух подавался по трубам в тоннель и приводил в действие 12-тонную автоматическую установку с девятью пневматическими бурами, которые высверливали в горной породе по восемьдесят отверстий разной глубины за один прием. После чего во все отверстия, кроме трех центральных, закладывалась взрывчатка и подрывалась.