АЭРОДРОМИЧЕСКАЯ МАШИНКА


          М.В. Ломоносов

“Почтеннейший советник Ломоносов показал изобретенную им машинку, которую называет воздухобежной (аэродромической) и которой устройство должно быть таково, что силой крыльев, движимых пружиной, подобной тем, какие обыкновенно бывают в часах, двигающихся горизонтально в противоположных направлениях, машина давит на воздух и поднимается по направлению к верхнему региону воздуха для того, чтобы, достигнув верхнего воздуха, можно было производить исследования метеорологическими приборами, прикрепленными к этой воздухобежной (аэродромической) машине. Машина была подвешена на веревке, натянутой между двумя блоками, и удерживалась в равновесии грузиками, подвешенными с противоположной стороны. При заведенной пружине быстро поднималась вверх. Это обещало желаемый эффект. По словам изобретателя, этот эффект увеличится, если увеличится мощность пружины, если больше будет дистанция между двумя парами крыльев и коробка, в которой помещается пружина, для наименьшего веса будет выполнена из дерева, о чем, как полагается, он обещал сам позаботиться”.

 

(Перевод выполненного на латыни протокола конференции Императорской  Академии наук от 1 июля 1754 года).

 

Идея создания летательного аппарата родилась у М.В. Ломоносова после трагического случая, когда во время опытов по измерению силы атмосферного электричества от удара молнии погиб его коллега Рихман.  Гибель ученого произошла  “в тех же точно обстоятельствах, в которых я был в то же самое время”, — писал Ломоносов в письме своему покровителю, фавориту императрицы Елизаветы Петровны Ивану Ивановичу Шувалову. Для разгадки тайны атмосферных электрических явлений Ломоносову нужны были знания о состоянии различных слоев атмосферы.

Михайло Васильевич Ломоносов родился 8 (19) ноября 1711 года на одном из северодвинских островов расположенном напротив Холмогор Курострове. Сведения о предках Ломоносовых восходят к временам Ивана Грозного. Отец Михайло, Василий Дорофеевич Ломоносов, занимался на своих судах промыслом рыбы. В возрасте 27 лет он женился на скромной девице из семьи дьякона соседнего прихода Елене Ивановне Сивковой. Мать Михайлы умерла, когда сыну исполнилось десять лет. Вторая жена Василия Дорофеевича тоже вскоре после замужества умерла, и в 1724 году он женился в третий раз, на дочери крестьянина Ирине Семеновне Корельской.

Детство Михайлы проходило среди суровой, неохотно открывающей свои богатства и очарование природы. С юных лет отец брал его на промысел в море; рослый и здоровый мальчик быстро развивался физически, привыкал преодолевать тяжелые испытания и лишения. Тяга к знаниям открылась у молодого помора в самые юные годы. Школы в тех краях не было, и Михайло знакомился с началами грамоты у местного дьячка. Научившись читать, Михайло раздобыл несколько книг: славянскую грамматику Мелентия Смотрицкого, арифметику Леонтия Филипповича Магницкого, псалтырь Полоцкого. Образовываться в домашних условиях становилось все труднее. Спустя много лет Ломоносов вспоминал “злую и завистливую мачеху, которая всячески старалась произвести гнев в отце моем, представляя, что я всегда сижу по-пустому за книгами. Для того многократно я принужден был читать и учиться, чему возможно было, в уединенных и пустых местах и терпеть стужу и голод, пока я ушел в Спасские школы”.

В московские Спасские школы, называвшиеся Славяно-греко-латинской академией (Заиконоспасское училище), Михайло Ломоносов ушел, не сказавшись отцу, тайно, ночью, пешком, вдогонку за караваном мороженой рыбы.

Дорога заняла три недели. В Москве пристанища у Михайлы не было. Ломоносову повезло. Караванный приказчик  свел его со знакомым монахом Заиконоспасского монастыря, рассказал о страстной охоте юноши к учению. В беседе с архимандритом монастыря Германом Ломоносову пришлось назваться дворянским сыном, так как по указу Святейшего Синода от 7 июня 1723 года строжайше предписывалось в духовные учебные заведения крестьянских детей не принимать. Благо в то время иногда еще верили на слово и полагались на внешнее впечатление.   В конце января 1731 года Ломоносов был зачислен в самый младший класс академии с жалованием 10 рублей в год (менее трех копеек в день – приходилось подрабатывать).  В том же году он был переведен сначала во второй, а затем и в третий класс.

Монастырская библиотека предоставила Ломоносову возможность познакомиться со старинными русскими книгами, с произведениями византийских, греческих и римских писателей — Аристотеля, Платона, Плутарха, Демосфена, Цицерона, Цезаря, Сенеки, с авторами античной литературы. Руки пытливого ученика листали «Дружеские беседы» Эразма Роттердамского,  «Государя» Н. Макиавелли, «О естественном праве и праве общин для всех народов» С. Пуффендорфа,  «Осмь книг об изобретателях вещей» Полидора Урбинского. Стремясь к новым знаниям, особенно по философии, физике и математике, в 1734 году Ломоносов обращается к архимандриту монастыря с просьбой командировать его в Киево-Могилянский коллегиум.  В Киеве Ломоносов изучает русские летописи, знакомится с  архитектурой города, с шедеврами его соборов.  Особенно сильное впечатление производит на него «киевская мусия» — цветное стекло для мозаики.

 В Спасских школах Ломоносов проучился пять лет. В декабре 1735 года, согласно предписанию Сената, в числе двенадцати отобранных лучших семинаристов,  Ломоносов направлен для продолжения учебы в Петербургскую академию наук.

Первая в России академия  создана  Петром I. Из указа Сената от 28 января 1724 года: «…всепресветлейший державнейший Петр Великий … указал учинить Академию, в которой бы учились языкам, также прочим наукам и знатным художествам и переводили бы книги».   Для работы в Петербургской академии были приглашены известные европейские ученые: швейцарские механики и математики Даниил и Николай Бернулли, доктор медицины из Тюбингенского университета  Иоганн-Георг Дювернуа, профессор астрономии из Франции Жозеф-Никола Делиль, немецкие профессоры математики Христиан Гольдбах и Леонард Эйлер, ряд других. В стенах академии начала исполняться мечта Ломоносова о приобщении к настоящей науке.  Особенно его привлекали экспериментальная физика, химия и минералогия.  Другое его увлечение – стихи. Он внимательно изучает появившуюся в печати и немедленно им приобретенную книгу Василия Кирилловича Тредиаковского «Новый и краткий способ к сложению российских стихов».  Предложенную Тредиаковским новую ритмику русских стихов, приближающую их к поэтическому народному строю,  Ломоносов принимает, но его мысли идут дальше, отвергая такие ограничения автора, как употребление только длинных размеров, рифмовка только женскими окончаниями и т.д.  Пока Ломоносов ограничивается пометками на полях книги.

Учиться в академии Ломоносову довелось всего восемь месяцев.  Очередная перемена в его судьбе оказалась связанной с работой академической экспедиции по комплексному изучению Сибири. Экспедиции потребовался химик, хорошо знающий горное дело. Желающих поехать в Сибирь подходящих зарубежных специалистов не нашлось.  Тогда было решено направить на обучение в Германию студентов российской Академии.

Выбор пал на Ломоносова и двух его товарищей: Дмитрия Виноградова, поповича из Суздаля, будущего создателя русского фарфора, и Густава Ульриха Райзера, рожденного в Москве сына советника Берг-коллегии, будущего видного горного деятеля.

19 сентября 1736 года русские студенты на корабле «Ферботот» покинули Петербургский порт, и после утомительного путешествия 3 ноября  прибыли в университет города Марбурга (Marburg  an der Lahn)– один из авторитетных учебных заведений Европы и первый протестантский университет Германии, основанный в 1527 году. Здесь Ломоносов поселился в доме вдовы марбургского пивовара, члена городской думы и церковного старосты Генриха Цильха, Екатерины-Елизаветы Цильх (урожденной Зергель). Между потомком помора и шестнадцатилетней Елизаветой-Христиной, дочерью Екатерины Цильх, возникло серьезное чувство.

В феврале 1739 года они сочетаются гражданским браком, а  8 ноября 1739 года у них родилась дочь, получившая при крещении имя Екатерина-Елизавета.

В Марбурге одновременно с науками Ломоносову приходится изучать немецкий язык. Большую роль в образовании студентов сыграл известный ученый Христиан Вольф, который читал лекции по многим дисциплинам, в том числе по логике, философии, праву, теоретической физике, механике, гидравлике, архитектуре. Не менее усердно Ломоносов посещает лекции по математике и химии профессора Юстина-Герарда Дуйзинга. Из  скудных средств он приобретает отвечающие его склонностям книги — не только научные, но также латинских поэтов Вергилия, Овидия, трагедии Сенеки, продолжает самообразование, подвергая осмыслению и критике метафизические воззрения своего наставника Вольфа.

 

                         Паспорт, выданный М. Ломоносову

                               Марбургским университетом

 

После трех лет пребывания в Марбурге по распоряжению из Петербурга Ломоносов переезжает в саксонский город Фрайбург-в-Бра́йсгау (Freiburg im Breisgau) для обучения горному делу и металлургии у советника правительства Иоганна Фридриха Генкеля. Во Фрайбурге Ломоносов не только учится основам минералогической химии, но и знакомится с жизнью и бытом простых людей, рудокопов, спускается в шахты и рудники, составляет и переводит трактаты о солеварении. Возможно, именно знакомство с “ветрогонными машинами” в шахтах Саксонии наведет впоследствии Ломоносова на мысль использовать вращающийся винт для подъема метеорологических приборов в верхние слои атмосферы. Циркулирующие в рудниках потоки воздуха вызывают размышления о законах, управляющих воздушной стихией.

 Между тем его отношения с И.Ф. Генкелем складываются не лучшим образом, жизнь во Фрайбурге становится все тяжелее. Отпущенной ему стипендии не хватает даже на пропитание. Придирки грубого и надменного Генкеля становятся невыносимыми. После очередного скандала Ломоносов, никому не сказавшись, снимается с места и после непродолжительных скитаний вновь оказывается в Марбурге.  Здесь, 26 мая 1740 года, Михаил Ломоносов и Елизавета-Христина Цильх венчаются в церкви реформатской общины Марбурга.

 Ломоносову в этом году исполнилось 29 лет, его жена на 9 лет моложе. Отсутствие средств, неопределенность положения вынуждает Ломоносова на решительные действия — он решает вернуться в Россию.

 “Не простившись ни с кем, даже с женой своей, одним вечером вышел со двора и пустился прямо по дороге в Голландию”,

  пишет Ломоносов в своих воспоминаниях. Жену  он покинул через три дня после венчания. После ряда  приключений 8 июня 1741 года  Ломоносов возвратился в Петербург.

С этого момента его жизнь и деятельность неразрывно связаны с Петербургской академией наук. 8 января 1742 году он определяется адъюнктом физического класса, 25 июля 1745 года назначен профессором химии,  а 24 марта 1758 года поставлен во главе Географического департамента Петербургской академии наук. Ломоносова избирают почетным членом Шведской и Болонской академий, а также почетным членом Петербургской академии художеств. Ломоносов — кропотливый исследователь, “сам моющий пробирки”; но он еще и боец, который неустанно сражается с тупостью и невежеством, яростно протестует против засилья иноземных, да и отечественных бездарей, борется с интригами вельмож от науки, презирающих его за “подлое” крестьянское происхождение. Он стал первым русским ученым естествоиспытателем мирового значения, воспитал плеяду талантливых учеников и последователей.

Судя по воспоминаниям современников, Ломоносов был веселым, остроумным, сердечным, жизнерадостным, сострадательным и отважным человеком с развитым чувством собственного достоинства. Некоторая горячность натуры иногда вовлекала его в рискованные приключения. Когда он покинул молодую жену и, стремясь попасть на Родину, бродил по дорогам Европы, его в гостинице недалеко от Дюссельдорфа пригласил поужинать и выпить в веселой компании прусский офицер. Проспавшись, Ломоносов обнаружил, что принял королевскую прусскую службу и уже пропил часть задатка. Под стражей его отвезли в крепость Везель. За дезертирство из прусской гвардии могли прогнать сквозь строй, отправить на каторгу. Ломоносову удалось бежать, причем у самой вестфальской границы его уже настигали прусские кавалеристы.

Когда Ломоносов вернулся в Петербург, ему предоставили две комнаты в Боновском доме на Васильевском острове, вблизи моря. Однажды он поздним вечером прогуливался у моря, на него напали три матроса. Ломоносов не только обратил разбойников в бегство, но одного из них раздел, заставил связать одежду собственным поясом и с трофеем вернулся домой. С соседями по этому дому у него тоже вышла история. По какому-то делу он зашел в квартиру садовника Иоганна Штурма, где в это время шумело застолье. Ломоносова встретили насмешками. Ломоносов разметал все пьяную компанию, разбил зеркало, рубил шашкой двери.

Спустя всего год после своего назначения на должность адъюнкта он возмутил многих академиков неслыханным поведением. Он явился в конференц-зал Географического департамента “имея шляпу на голове”, “показал кукиш”, а в завязавшейся перепалке назвал некоторых почтенных ученых ворами и дрянью, пообещав к тому же кое-кому “поправить зубы”. В результате он попал под арест и следствие, но не раскаялся и “двоекратно” отказывался давать показания специально назначенной комиссии.

Все эти эпизоды были  ответной реакцией увлеченного и сильного человека на несправедливости внешнего мира. Михайло Ломоносов был полностью поглощен совершавшейся в его мозгу гигантской работой. Возвратившись в Петербург, он, казалось, забыл, что в далеком Марбурге  ждет от него известий жена. Только узнав, что она разыскивает мужа через русского посланника в Гааге, он высылает ей на дорогу 100 рублей. Элизабет Цильх приехала в Петербург 13 ноября 1743 года, в то время, как ее вспыльчивый супруг был еще “под караулом”. В 1749 году у них родилась дочь Елена.

Многообразием интересов в технике и технических науках Ломоносов подобен Леонардо да Винчи. Так же, как великий флорентинец, Ломоносов берется за решение самых различных насущных задач, определяемых потребностями общества, философски осмысливает результаты исследований и на основе опыта осмысления и обобщения приступает к новым задачам. В студенческой диссертации, посвященной различиям смешанных тел, он высказывает гениальные идеи, получившие дальнейшее развитие в “Размышлениях об упругой силе воздуха”. Впоследствии  из этих идей выросла его молекулярно-кинетическая теория. От исследования причин происхождения селитры он переходит к разработке технологии производства фарфора, от изучения атмосферного электричества к созданию громоотводов и “аэродромной машины”, способной поднимать к облакам измерительные приборы, от изучения минералов к выяснению причин землетрясений и образования металлов.

     В своем трактате «Физическая задача о ночезрительной трубе», представленном в Академию наук 19 января 1758 г., он писал:

 «Для наблюдения издалека вещей, очень удаленных и тем утаенных от зрения, искусство смертных изобрело телескопы  … Мельчайшие же вещи становятся заметными при помощи микроскопов… Но никто из ученых, насколько я знаю, не только не потрудился, но даже не подумал о том, как извлечь вещи из темноты, чтобы можно было заметить их ночью или хотя бы в густые сумерки… Я не сомневаюсь, что где есть свет, как бы он ни был слаб, с помощью некоторого оптического инструмента можно много яснее различать предметы, чем невооруженным глазом».

Он строит новые совершенные телескопы и обнаруживает атмосферу на Венере, закладывает основы физической химии и приходит к универсальным законам неуничтожимости материи и движения, экспериментально подтверждает закон сохранения вещества при химических превращениях,  изучает растворы и кристаллы, исследует явления вязкости, капиллярности, кристаллизации, ставит огромное число опытов по определению влияния низких температур, разреженности воздуха на свойства веществ, развенчивает теорию теплорода, высказывает соображения в пользу волновой теории света, пытается связать воедино все виды движения в природе,  изобретает инструменты кораблевождения курсограф и механический лаг, физический прибор для измерения твердости тел, котел для исследования веществ при различных давлениях.

В то же время он не оставляет литературные “утехи”, сочиняет ученые и литературные оды.

В лице Ломоносова русская поэзия обнаружила стремление к идеалу, поняла себя как оракула жизни высшей, выспренней, как глашатая всего высокого и великого”, писал В.Г. Белинский.

 Ломоносов изучает вопросы стихосложения и стилистики, риторики  и грамматики. Разрабатывает теорию русского языка, улучшает его орфографию.  При его жизни огромным успехом пользовались написанные им учебники “Риторика” и “Российская грамматика”. Он предложил огромное количество терминов, таких, как опыт, явление, частицы, движение, наблюдение, ввел в употребления понятия  земная ось, преломление лучей, магнитная стрелка, равновесие тел все они удачно вписались в научный язык. Став во главе Географического департамента, Ломоносов составляет географические карты северо-западных районов России, организует морскую экспедицию для изучения Арктики и Северного морского пути, пытается наладить массовое производство доступных населению дешевых глобусов. Он занимается историей, исследует происхождение Руси, высказывает мысли “…о размножении и сохранении Российского народа”.

Первым в России Ломоносов осваивает мозаичный художественный промысел. Проделав тысячи опытов, он получает технологию получения смальты — великолепного материала любого цвета, разнообразнейших оттенков, разрабатывает способы обработки этого материала, строит Усть-Рудицкую фабрику, способную лить цветное стекло, хрусталь, изготавливать бисер, стеклярус и всевозможную галантерею. По сути дела, он создает в России целую отрасль художественной промышленности,  первые в России художественные мозаичные картины: образ Богоматери по картине итальянского художника Солимены, портреты царствующих особ и высших сановников, наконец, посвященную Петру I грандиозную “Полтавскую баталию”.

 А.С. Пушкин сказал о Ломоносове:

 «Соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенною силою понятия, Ломоносов обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшею страстью сей души, исполненной страстей. Историк, ритор, механик, химик, минералог, художник и стихотворец, он все испытал и все проник… Первый углубляется в историю отечества, утверждает правила общественного языка его, дает законы и образцы классического красноречия; с несчастным Рихманом предугадывает открытия Франклина, учреждает фабрику, сам сооружает машины, дарит художества мозаичными произведениями и, наконец, открывает нам истинные источники нашего поэтического языка»

И еще: “Он создал первый Университет. Он, лучше сказать, сам был первым нашим Университетом”.

Одно из ярких свидетельств разнообразных интересов М.В. Ломоносова «аэродромическая машинка», которая стала первой в мировой истории действующей моделью вертолета, о которой сохранились хоть и краткие, но достоверные сведения.  В эпоху Ломоносова не существовало методов расчета воздушного винта. Поэтому его работа по созданию летательного аппарата  не могла вестись иначе, как опытным путем.  Некоторое представление о работе  лопастных вентиляторов он получил еще в студенческие годы, когда, посланный на обучение в Германию, посещал рудники.  В 1744 году Ломоносов сделал доклад на Конференции Академии Наук «О вольном движении воздуха, в рудниках примененном», в котором, в частности, говорил: «На строение и движение воздушных машин вследствие необходимости удалять испорченный парами воздух требуется немало иждивения и работы».  Знакомство с трудами И. Ньютона, размышления о фундаментальном законе сохранения материи и движения могли натолкнуть его на идею использования силы воздушного потока, отбрасываемого вращающимися лопастями,  для придания импульса движения устройству, которое он хотел использовать для подъема метеорологических приборов.

В приведенном Протоколе Конференции АН речь идет о двух двухлопастных винтах противоположного вращения. Дистанция между двумя парами крыльев может означать либо соосное  расположение винтов, либо их параллельное расположение рядом. Спиральная пружина применялась в часах голландцем Х. Гюйгенсом еще в 1657 году. Известно несколько проектов Ломоносова, где использовался часовой механизм со спиральной пружиной в качестве аккумулятора энергии. Так, в клизеометре (прибор, вычерчивающий на бумажной ленте отклонения корабля от заданного курса под влиянием ветра) барабан с намотанной на нем бумажной летной приводится во вращение силой упругости спиральной пружины. Для морских часов Ломоносов предложил устройство с четырьмя спиральными пружинами. В отчете о своих научных работах в 1754 году Ломоносов сообщает: " Делал опыт машины, которая бы, подымаясь кверху сама, могла бы поднять маленький термометр, дабы узнать градус теплоты на вышине, которая с лишком на два золотника облегчалась, однако к желаемому концу не приведена".  Два с лишком золотника — это примерно 10 грамм – такова была подъемная сила, развиваемая винтами. В протоколе от 4 февраля 1754 года конференции Академии наук отмечено:

 "Г-н Ломоносов предложил собранию, чтобы была построена машинка, приспособленная для подъема термометров и электрических стрел, и представил ее рисунок. Г-да академики признали эту машинку достаточно достойной, чтобы построить для производства этих опытов. И тем постановили… просить Канцелярию Академии, чтобы реченая машина была построена по указанию г-на автора часовым мастером Фуциусом".

 Соответствующий рапорт архивариуса И.С. Гагена в Канцелярию гласил:

 "Г-н Сов. и проф. Ломоносов собранию представил о машинке маленькой, которая бы вверх подымала термометры и другие малые инструменты метеорологические, и предложил оной же  машины рисунок; того ради г-да заседающие оное ево представление апробовали и положили канцелярию АН репортом просить, чтоб соблаговременно было приказать реченую машину по приложенному при сем рисунку, для опыта сего изобретения сделать под его гд-на автора смотрением мастером Фуциусом (sic)…".

Поскольку ничего не говорится о специальных постройках для демонстрации изобретения, то, скорее всего, вся установка размещалась на академической кафедре, а размеры винта вряд ли превышали  метр. Видимо были реализованы два способа испытаний «машинки».  В одном случае ее вес предварительно уравновешивался с  противоположной стороны подобранным грузиком, заведенная пружина приводилась в действие и «машинка» поднималась вверх.  В другом случае  к  «машинке» прикреплялся дополнительный груз, который подбирали таким образом, чтобы при работе пружины "машинка" уравновешивалась на режиме висения. Так определялась величина развиваемой аппаратом подъемной силы.

Ломоносов специально не занимался проблемами летания. Попытку построить летающую машинку русский ученый предпринял для решения сугубо практической задачи в связи со своими исследованиями атмосферных электрических явлений. Построенный по его задумке аппарат имел все признаки современного вертолета: фюзеляж, несущие винты, источник  энергии, трансмиссию. Впервые на модели был реализован способ взаимного уравновешивания реактивных моментов винтов путем их противоположного вращения.

Умер М.В. Ломоносов 4 (15) апреля 1765 года, прожив неполных 54 года. Похоронен на Лазаревском кладбище  Александро-Невской лавры.

 

 

.

 

 

                                                                                 

WordPress SEO