Мой способ подъема и снижения воздушного шара основан на расширении и сжатии газа, находящегося в оболочке, посредством изменения его температуры. И вот как я этого достигаю. На ваших глазах погрузили на этот транспорт вместе с корзиной несколько ящиков, назначение которых вам было неизвестно. Этих ящиков всего пять.
Первый из них содержит около двадцати пяти галлонов воды, к которой я прибавляю несколько капель серной кислоты для увеличения ее электропроводимости. Затем эту воду я химически разлагаю с помощью сильной бунзеновской батареи. Вода, как вы знаете, состоит из двух частей водорода и одной части кислорода. Кислород под действием электробатареи поступает с ее положительного полюса во второй ящик. Третий ящик, вдвое большего размера, помещенный над вторым ящиком, принимает в себя водород, получаемый с отрицательного полюса батареи. При помощи кранов, из которых у одного отверстие вдвое больше, чем у другого, эти два ящика соединяются с четвертым, который называется смесительным ящиком. Здесь действительно смешиваются оба газа, получившиеся от разложения воды. Емкость смесительного ящика около сорока одного кубического фута.
В верхней части этого ящика помещается платиновая трубка, снабженная краном.
Вы уже, конечно, догадались, господа, что описываемый мною аппарат есть не что иное, как кислородно-водородная горелка, температура которой выше температуры кузнечного горна.
Теперь я перехожу к описанию второй части моего аппарата.
Из нижней части герметически закрытого шара на небольшом расстоянии друг от друга выходят две трубки. Одна трубка доходит до верхних слоев водорода в шаре, другая — до нижних. Обе трубки снабжены в нескольких местах каучуковыми сочленениями, позволяющими им выдерживать колебания воздушного шара. Эти две трубки спускаются в корзину и входят в железный ящик цилиндрической формы, который называется ящиком нагрева.
Этот ящик закрыт снизу и сверху двумя дисками из того же металла, что и ящик. Трубка, идущая из нижней части шара, входит в этот цилиндрический ящик через нижний его диск и внутри его принимает форму змеевика, кольца которого, расположенные одно над другим, занимают всю высоту ящика. Прежде чем выйти из ящика, спиральная трубка входит в маленький конус, вогнутое основание которого, имеющее форму сферического колпачка, обращено книзу. Из вершины этого конуса выходит другая трубка, которая, как я уже упоминал, идет в верхние слои водорода в шаре. Сферический колпачок конуса сделан из платины, чтобы он не расплавился от высокой температуры. А горелка эта помещается на дне ящика нагрева, посреди спиралей змеевика, так, что верхняя часть пламени слегка касается платинового колпачка.
Вы, без сомнения, знаете, что такое калорифер, предназначенный для отопления помещений, и вам известно, как он действует. Воздух, которым наполнена квартира, пропускают через трубы, и оттуда он возвращается уже нагретый. Так вот: аппарат, который я вам только что описал, — в сущности тот же калорифер.
И в самом деле, что же тут происходит? Когда горелка зажжена, водород, находящийся в змеевике и в вогнутом маленьком платиновом конусе, нагревается и быстро поднимается по трубке, ведущей в верхнюю часть шара. Образовавшаяся внизу пустота заполняется газом из нижней части шара. Газ тут также нагревается и, поднимаясь, пополняется вновь образовавшимся газом. Таким образом, по трубкам и змеевику происходит чрезвычайно быстрое движение газа, который, выходя из шара, непрерывно нагревается и сновав него поступает. При нагревании на один градус газ расширяется на одну четырехсотвосьмидесятую[15] своего объема. Если я повышу температуру на восемнадцать градусов, то водород, заключающийся в воздушным шаре, расширится на восемнадцать четырёхсотвосьмидесятых своего объема, или на тысячу шестьсот семьдесят четыре кубических фута; следовательно, он вытеснит еще тысячу шестьсот семьдесят четыре кубических фута воздуха, и это увеличит его подъемную силу на сто шестьдесят фунтов. Это равносильно выбрасыванию балласта такого же веса. Если я повышу температуру на сто восемьдесят градусов, то газ расширится на сто восемьдесят четырехсотвосьмидесятых своего первоначального объема, вытеснит шестнадцать тысяч семьсот сорок кубических футов воздуха, и подъемная сила шара увеличится на тысячу шестьсот фунтов.
Вы понимаете, что я могу легко изменять условия статического равновесия моего воздушного шара. Объем его был рассчитан таким образом, что, наполненный до половины, он вытесняет как раз такое количество воздуха, которое равно повесу самому шару, наполненному водородом, а также корзине с пассажирами и всей ее нагрузкой. Наполненный таким образом шар держится в воздухе в строгом равновесии: он не поднимается и не снижается.
Чтобы подняться, я с помощью горелки довожу газ в шаре до температуры более высокой, чем температура окружающего воздуха. От нагревания газ расширяется, шар увеличивается в объеме и поднимается тем выше, чем больше я нагреваю водород.
Снижение достигается естественным образом: понижением температуры в горелке, отчего газ внутри шара постепенно охлаждается. Вообще же подъем шара должен происходить, конечно, гораздо скорее, чем его снижение. И это очень благоприятное обстоятельство: надобности в быстром снижении у меня никогда не будет, и, наоборот, очень быстрым подъемом (могу избежать разных осложнений. Опасность ведь не вверху, а внизу.
Впрочем, как я уже говорил вам, у меня есть некоторое количество балласта, который в случае экстренной надобности может дать возможность подняться еще скорее. Клапан, находящийся на верхнем полюсе шара, является только предохраийтельным клапаном. Воздушный шар неизменно содержит одно и то же количество водорода. Подъем и снижение, повторяю, происходит только благодаря изменению его температуры. А теперь, господа, я хочу сообщить вам еще одну подробность: при сгорании водорода и кислорода на конце горелки получаются водяные пары; поэтому я снабдил нижнюю часть цилиндрического ящика трубкой с клапаном, действующим при давлении в две атмосферы; следовательно, когда пар достигает такого давления, он сам автоматически выходит наружу.
Наконец, познакомлю вас с самыми точными цифровыми данными: двадцать пять галлонов воды, разложенные на свои составные части, дают двести фунтов кислорода и двадцать пять фунтов водорода. При нормальном атмосферном давлении это составляет тысячу восемьсот девяносто кубических футов первого и три тысячи семьсот восемьдесят кубических футов второго, итого смеси пять тысяч шестьсот семьдесят кубических футов. Моя горелка расходует при совершенно открытом кране двадцать семь кубических футов смеси в час, давая пламя по крайней мере в шесть раз сильнее пламени больших горелок светильного газа. Держась же на значительной высоте, я сожгу в среднем не более девяти кубических футов в час. Значит, двадцать пять галлонов воды мне хватит на шестьсот тридцать часов воздушного плавания, что составляет немногим больше двадцати шести дней.