Самый опасный момент для наших путешественников представили бы те несколько сотых долей секунды, в течение которых каюта-снаряд движется в канале пушки. Ведь в течение этого ничтожно малого промежутка времени скорость, с какою пассажиры будут двигаться в пушке, должна возрасти от нуля до 16 км/сек! Недаром в романе пассажиры с таким трепетом ожидали выстрела. И Барбикен был вполне прав, утверждая, что момент, когда снаряд полетит, будет для пассажиров столь же опасен, как если бы они находились не внутри, а впереди снаряда. Действительно: в момент выстрела нижняя площадка каюты ударит пассажиров снизу с такой же силон, с какой налетел бы снаряд на всякое тело, находящееся на его пути. Герои романа отнеслись к этой опасности чересчур легко, воображая, что отделаются в худшем случае только приливом крови к голове...
Дело обстоит серьезнее. В канале ствола снаряд движется ускоренно: скорость его растет под постоянным напором газов, образующихся при взрыве. В течение ничтожной доли секунды скорость эта возрастает от 0 до 16 км/сек. Допустим для простоты, что возрастание скорости совершается равномерно: тогда ускорение, необходимое для того, чтобы в столь ничтожное время довести скорость снаряда до 16 км/сек, достигнет здесь круглым счетом 600 км в секунду за секунду (вычисления приведены далее).
Роковое значение этой цифры мы вполне поймем, если вспомним, что обычное ускорение силы тяжести на земной поверхности равняется всего 10 м в секунду за секунду. Отсюда следует, что каждый предмет внутри снаряда в момент выстрела оказывал бы на дно каюты давление, которое в 60 000 раз больше веса этого предмета. Другими словами: пассажиры чувствовали бы, что сделались словно в несколько десятков тысяч раз тяжелее! Под действием такой колоссальной тяжести они были бы мгновенно раздавлены. Один цилиндр мистера Барбикена весил бы в момент выстрела не менее 15 тонн (вес груженого нагона), такой шляпы более чем достаточно, чтобы раздавить ее владельца. Правда, в романе описаны меры, принятые для ослаблении удара: ядро снабжено пружинными буферами и двойным дном с водою, заполняющей пространство в нем. Продолжительность удара от этого немного растягивается, а следовательно, быстрота нарастания скорости ослабевает. Но при огромных силах, с которыми приходится здесь иметь дело, выгода от этих приспособлений получается мизерная. Сила, которая будет придавливать пассажиров к полу, уменьшается на ничтожную долю,— а не все ли равно, быть раздавленным шляпой в15 или 14 тонн?!
Механика дает указание на то, как можно было бы ослабить роковую быстроту нарастания скорости.
Этого можно достигнуть, если во много раз удлинить ствол пушки.
Удлинение потребуется, однако, весьма значительное, если мы хотим, чтобы в момент выстрела сила «искусственной» тяжести внутри снаряда равнялась обыкновенной тяжести на земном шаре. Приблизительный расчет показывает, что для этого нужно было бы изготовить пушку длиной ни мало, ни много,— в 6000 км! Другими словами, жюль-вернова «колумбиада» должна бы простираться в глубь земного шара до самого его центра... Тогда пассажиры могли бы быть избавлены от всяких неприятностей: к их обычному весу прибавился бы еще только такой же кажущийся вес вследствие медленного нарастания скорости, и они чувствовали бы, что стали всего вдвое тяжелее.
Впрочем, в течение краткого промежутка человеческий организм способен без вреда переносить увеличение тяжести и несколько раз. Когда мы скатываемся с ледяной горы вниз и здесь быстро меняем направление своего движения, вес наш в этот краткий миг заметно увеличивается, т. е. тело наше прижимается к санкам сильнее обычного. Увеличение тяжести раза в три переносится нами довольно благополучно. Если допустить, что человек может безвредно переносить в течение короткого времени даже десятикратное увеличение веса, то достаточно будет отлить пушку «всего» в 600 км длиною. Однако это мало утешительно, потому что и подобное сооружение лежит за пределами технически возможного.
Вот при каких лишь условиях мыслимо осуществление заманчивого проекта Жюля Верна: полететь на Луну в пушечном снаряде.
Среди вас, без сомнения, найдутся и такие, которые пожелают сами проворить расчеты, упомянутые выше. Приводим здесь эти вычисления. Они верны лишь приблизительно, так как основаны на допущении, что в канале пушки снаряд движется равномерно-ускоренно (в действительности же возрастание скорости происходит неравномерно).
Для расчетов придется пользоватьея следующими двумя формулами равномерно-ускоренного движения:
скорость v по истечении t-ой секунды равна at, где а — ускорение:
v=at
путь S, пройденный за t секунд, определяется формулой
S=at2/2.
Пo этим формулам определим прежде всего ускорение снаряда, когда он скользил в канале «колумбиады».
Из романа известна длина части пушки, не занятой зарядом: 210 м: это и есть пройденный снарядом путь S.
Мы знаем и конечную скорость: v=16 000 м/сек. Данные S и v позволяют определить величину t — продолжительность движения снаряда в канале орудия (рассматривая это движение как равномерно-ускоренное). И на самом деле:
v=at=16000, 210=S=at*t/2 =16000t/2= 8000 t,
откуда
t=210/8000=около1/40сек
Снаряд, оказывается, скользил бы внутри пушки всего 1/40 секунды! Подставив t=1/40 в формулу v= at, имеем:
16 000= 1/40 а, откуда а=640 000 м/сек2.
Значит, ускорение снаряда при движении в канале равно 640 000 м/сек2. т. е. в 64 000 раз больше ускорения силы тяжести!
Какой же длины должна быть пушка, чтобы ускорение снаряда было всего в 10 раз больше ускорения падающего тела (т. е. равнялось бы 100 м/сек2)
Это — задача, обратная той, которую мы сейчас решили, данные: а=100 м/сек2, v=11000 м/сек (при отсутствии сопротивления атмосферы такая скорость достаточна).
3.3 Гравицапа из «Кин-дза-дза!».
Хотя наша работа и называется «этпаы реконструкции летательных аппаратов в научно- фантастической литературе» мы не могли пройти мимо такого художественного фильма, как «Кин-дза-дза!». Именно его видели миллионы, и именно он так запомнился зрителям невероятными приключениями главных героев. Нас же этот фильм заинтересовал невероятным летательным аппаратом. Но о полете на таком аппарате в реальности не может быть и речи.
У «пепляцц» есть двигатель, о мощности которого точно мы не знаем, это является неоспоримым плюсом для возможности такого полета, но есть значительные минусы.
Мы видим, что у описанного аппарата два винта, каждый из которых движется в разные стороны, такая система используется на вертолетах КА-26,27,29.
Но главным недостатком является слишком маленький размах винта. Лопасти должны быть длиной не менее 75% от длины всего тела, лишь это обеспечит поднятие такого массивного тела как описанное. Это условие позволит не только успешно подняться, но и также успешно приземлиться.
Мы провели опыт, который помогает доказать эти утверждения.
Система ротошюта.
Мы собрали модель летательного аппарата, который состоит из ротошюта, прикрепленного к штанге. С нижней части штанги прикрепляется крепление или бобышка, которая является ограничителем движения, основанием ротора вращающейся системы.
По окончании работы магнитного ракетного двигателя срабатывает замедлитель и вышибной заряд, который выдвигает бабышку примерно на 5 мм вверх, тем самым освобождая от лопасти ротошюта, и он опускается вниз за счет вращения лопастей. Данная система используется в спортивном ракетном моделировании.
4. Предвидение в произведениях авторов фантастов.
| Автор | Название | Год | Идея | Предвидение в произведение |
| Лукиан | Легенда о Дедале, и сыне его Икаре | Др. времена | Использование крыльев сделанных из перьев больших птиц. | Идеи этих произведений могли стать основой создания современных махолетов, дирижаблей, с многочисленными изменениями, но суть осталась бы той-использование собственной силы в полете. |
| Лукиан | Икароменипп, или заоблачный полет | Др. времена | Использование крыла ястреба и орла для полета | |
| Р.Э.Распе | Барон Мюнхгаузен | 1780 | Полет человека на ядре. | Можно сказать, что полет на ядре отдаленно напоминал полет ракеты. |
| Верн Жюль | С Земли на Луну Вокруг Луны | 1865 1870 | Орудийный старт космического аппарата. Цилиндроконический снаряд выстреливается из гигантской пушки по направлению к Луне. Первичная перегрузка компенсируется с помощью гидравлического амортизатора и пружин. Во время полета для изменения орбиты используется ракетная тяга. | Пуск ракет в космос. |
| Герберта Уэллса | Первые люди на Луне | 1901 | Космический аппарат с гравизащитным двигателем. Шарообразный, герметически закрытый аппарат. Взлет и последующее управление полетом осуществляется путем экранирования гравитационного поля в направлении ближайших небесных тел. | В настоящее время проводятся лабораторные исследования и испытания по созданию такого двигателя. |
| К.Э..Циолковский | Из работ по ракетодинамике | 1896 | описал ряд важных инженерных решений конструкции ракет и жидкостного ракетного двигателя. | Технические идеи Циолковского находят применение при создании ракетно-космической техники. |
| А.Беляев | Звезда КЭЦ | 1936 | Постоянная космическая станция - ИСЗ, используемая для научных целей. | В настоящее время прорабатывается вопрос по созданию космического поселения на планете Луна. |
| А.Морозов | Марс-1 | 1954 | Воспроизвести на Земле, в лаборатории, условия, подобные тем, какие существуют на других планетах. Так можно "побывать" на Марсе, на Венере, а также изучить, какие представители земной флоры и фауны могут приспособиться к жизни на этих планетах. | Звездный городок – это воплощение данной идеи мечты, полигон для тренировок космонавтов. |
| Н. Носов | Незнайка на Луне | Поле невесомости. Ракета, находящаяся в сферическом гравитационном поле - "поле невесомости", приводится в движение относительно слабым реактивным двигателем | В настоящее время двигатели с малореактивной тягой применяются на орбитальных станциях, размеры таких двигателей достигают 150 мм в длину и 30 мм в диаметре. | |
| Г.Мартынов | 220 дней на звездолете | 1955 | Путешествие на Марс на двух ракетах. Одна из них оборудована атомными двигателями. Для полета в атмосфере она имеет крылья и шасси, подобно обычному самолету. Старт с Земли производился с направляющего устройства, а с Марса корабль взлетел, разгоняясь на колесах, как самолет. | В настоящее время в конструкторном бюро только идут разработки летательного аппарата для полета на Марс со стартом с Земли. |
| В.Владко | Аргонавты вселенной | 1957 | Использование радиосигналов для управлением полета ракеты с Земли. | В настоящее время данная проблема решена в положительную сторону. Это систему используют не только в космонавтике, но и в авиации и ракетной технике. |
| В.Немцов | Последний полустанок | 1959 | Дирижабль - космический аппарат. Большой дисковидный, цельнометаллический дирижабль с регулируемым объемом корпуса и температурой газа, снабженный мощными реактивными двигателями. Подъем до нижних границ стратосферы осуществляется в режиме дирижабля, после чего для выхода на орбиту используются реактивные двигатели | Разработки такого космического аппарата в настоящее время ведется в конструктором бюро авиации и космонавтики. |
| В.Немцов | Последний полустанок | 1959 | Спускаемый аппарат – челнок. Крылатый спускаемый аппарат, с помощью слабого реактивного двигателя покинув орбиту, дальнейшее торможение и спуск осуществляет, планируя в атмосфере подобно современным "Шатлам". | Ярким примером такого челнока является известный шатл «Буран». |
| Братья Стругацкие | Страна багровых туч | 1959 | Звездолет, снабженный параболическим зеркалом-отражателем, и приводимый в движение реактивной отдачей потока фотонов. Источник фотонов - реакция аннигиляции или термоядерного синтеза протекающая в фокусе параболоида. | Фотонный двигатель-это двигатель будущего.В настоящее время ведутся разработки. |
Это таблица наглядно показывает нам, что многие из желаний авторов были воплощены в жизнь. Это говорит что писатели, создавая свои произведения, подходили к описанию своих фантастических, на тот момент, идей с особой тщательностью прорабатывая каждую деталь.