(1749–1809) провел опыты с мыльными пузырями, наполненными водородом: они легко уносились вверх. Так был придуман принцип воздушного шара.
Жак-Александр-Сезар Шарль получил водород следующим образом. Он положил в бочку железные опилки и налил на них воды. На крышке бочки он просверлил два отверстия. В одно он вставил кожаный шланг, соединенный с воздушным шаром, а в другое влил серной кислоты. Но поначалу реакция шла очень бурно, вода разогревалась и в виде пара увлекалась вместе с водородом внутрь шара. В воде, правда, содержалась и кислота, которая тут же начинала разъедать оболочку шара. Чтобы избежать этого, профессор Шарль придумал пропускать получаемый водород через сосуд с холодной водой. Таким образом, газ охлаждался и одновременно очищался.
Братья Монгольфье приняли вызов профессора Шарля, и уже 19 сентября все того же 1783 года в Версале состоялся полет их «монгольфьера» с бараном, петухом и уткой на борту. Этот эксперимент, проводившийся в присутствии короля Людовика XVI, закончился успешно: шар пролетел около 3 км на высоте 550 м.
Первые полеты человека
Естественно, первые воздушные шары были беспилотными, но уже 21 ноября 1783 года состоялся первый полет человека. И не одного, а сразу двух: пилоты Жан-Франсуа Пилатр де Розье (1754–1785) и маркиз Франсуа д’Арланд (1742–1809), получив на это специальное разрешение короля, поднялись с опушки Булонского леса, пролетели над Парижем и через 25 минут благополучно приземлились, преодолев чуть больше 8 км на высоте до 1 000 м. Корзина их «монгольфьера» была оборудована специальной жаровней, в которой горящий уголь нагревал воздух внутри оболочки, а сама корзина и оболочка были пропитаны специальным противопожарным составом.
Франсуа д’Арланд был другом детства Жозефа-Мишеля Монгольфье. Он слыл фанатом воздухоплавания и мечтал перелететь через пролив Ла-Манш, но так и не сумел этого сделать. Умер он в своем замке Салетон в полной нищете в возрасте 67 лет.
Уроженец Меца Жан-Франсуа Пилатр де Розье с молодых лет увлекался химией. В 1781 году он создал во французской столице первый технический музей, в котором проводились научные опыты и показывались всевозможные диковинные машины для увеселения богатых людей.
В 1783 году, когда братья Монгольфье приехали в Париж, молодой человек поступил к ним на службу. 19 сентября того же года он участвовал в описанном выше запуске «монгольфьера» с бараном, петухом и уткой на борту. Тогда король был в восторге от увиденного, но на попытку полета человека пока разрешения не дал.
1 декабря 1783 года на своем «шарльере» поднялся в воздух и Жак-Александр-Сезар Шарль, главный конкурент братьев Монгольфье (его работу финансировала Парижская академия наук). Вместе со своим напарником Мари-Ноэлем Робером он взлелел с парижского Марсова поля и продержался в воздухе над садом Тюильри два с половиной часа.
>Шарльер в небе над дворцом Тюильри
Этот «шарльер» представлял собой наполненный водородом воздушный шар диаметром 8,5 м, и его подъемная сила была в 3–4 раза больше, чем у теплого воздуха того же объема.
1 м>3 водорода создает подъемную силу в 1,2 кг. Гелий, который в 40–50 раз дороже водорода, создает подъемную силу в 1,05 кг. Нагретый же до 100 °C воздух имеет подъемную силу всего 0,33 кг. По этой причине монгольфьеры при одинаковой грузоподъемности с шарльерами должны иметь объем в 3–4 раза больше. Кроме того, они должны нести топливо для горелки. И еще – большая площадь поверхности монгольфьера способствует огромной потере тепла.
Профессор Шарль использовал для оболочки шара легкую шелковую ткань, смоченную раствором каучука в скипидаре. Кроме того, он изобрел веревочную сеть, охватывающую шар для более равномерного распределения весовых нагрузок, а также приспособил барометр для определения высоты и первым применил мешки с песком в качестве балласта. Последний момент очень важен. Дело в том, что на большой высоте, где давление воздуха меньше, газ внутри оболочки шара начинает расширяться. Он сильно распирает ее и, в конце концов, разрывает. Чтобы избежать этого, необходимо было оставлять открытой трубку, через которую происходило заполнение шара водородом. Таким образом, поднимаясь, воздушный шар как бы «выдавливал» из себя избыток газа. Но при этом с утечкой газа неизбежно уменьшалась подъемная сила шара, а посему его нужно было постоянно облегчать, сбрасывая балласт.