С 21 по 28 июня в Санкт-Петербурге состоялся Кубок мира МегаФон 2007 по воздухоплавательному спорту.

Не только полет, но и запуск теплового аэростата — феерическое зрелище
Оболочку раскладывают на земле, несколько человек растягивают «горловину», через которую с помощью большого вентилятора шар надувают холодным воздухом…
Затем начинается самое интересное. Один из запускающих (обычно пилот) поворачивает горелку почти горизонтально и, подобно огнеметчику, начинает «простреливать» длинными струями огня внутрь оболочки, постепенно прогревая воздух. «Выстрелы» должны постоянно корректироваться, чтобы не сжечь снаряжение или кого-нибудь из присутствующих: оболочку под действием гуляющих внутри потоков теплого воздуха и ветра довольно сильно «колбасит»
Внешность аэростата может быть любой — обычно она производит наибольшее впечатление на зрителей. Это активно используют спонсоры, размещая свои логотипы на оболочках
Внешний вид шара может быть самым экзотическим. На президента Федерации воздухоплавания России Юрия Тарана наибольшее впечатление произвел аэростат, который создал в 1988 году энтузиаст из Литвы Леня Семешко. Оболочку из полиэтилена он спаял утюгом, корзину сделал из раскладушки, в качестве горелки использовал обычный керогаз. «И он взлетел! — говорит Юрий. — Потом американцы выменяли у него этот ‘самопал' на настоящий Сameron Baloons cтоимостью $30 000 и поместили в музей современного воздухоплавания»

В каждом экстремальном виде спорта есть свои байки-страшилки, которыми кормят новичков и просто любопытствующих. В кайтсерфинге, например, это рассказ про то, как кому-то стропами отрезало уши. Излюбленные рассказы героических воздухоплавателей девушкам с большими наивными глазами — как у воздушного шара загорелась оболочка и он рухнул на землю пылающим Икаром. Второй вариант истории — это как сильный ветер буквально выжимает из оболочки теплый воздух и шар опять же падает на землю.

Пилоты на Кубке мира по воздухоплаванию, прошедшему в конце июня в Царском Селе под Петербургом, смеются над этими историями. Наполненный теплым воздухом шар — наиболее устойчивая конструкция в воздухе. За двадцать лет в этом виде спорта произошло меньше десятка несчастных случаев. Поэтому пилоты тепловых аэростатов в полет не берут парашюты — даже огромная дыра в оболочке не смертельна, воздушный шар в любом случае безопасно сядет на землю. Да и оболочка делается из негорючих материалов.

Но экстремальным спортом воздухоплавание считается неспроста. Самый экстрим — собственно процесс приземления. На Кубке мира по огромным синякам можно было легко опознать журналистов, уже совершивших ознакомительный полет. Огромный шар обладает огромной же инерцией, поэтому удар о землю, да еще если дует ветер, довольно ощутим. Именно поэтому все твердые части гон-долы, включая баллоны со сжатым газом, убраны в мягкие предохранительные чехлы. Мало того, после довольно жесткой посадки нельзя быстро выбраться и начать прыгать по полю со словами «Ой, блин, как больно!», как бывает после неудачного приземления с парашютом. Избавившись от балласта в виде пассажира, шар неминуемо взмоет ввысь. Приходится терпеливо сидеть в тесной гондоле и ждать, когда же стравят воздух из оболочки.

Кстати, именно сильный удар при приземлении — одна из основных причин того, что традиционные корзины-гондолы плетут из лозы или ротанга. Никакой ностальгии по концу XVIII века — просто современные материалы долго не выдерживают. Пробовали изготавливать их из модного ныне углепластика — космические технологии! колоссальная экономия веса! — но надолго таких корзин не хватало.

По одежке встречают

Самая дорогая часть воздушного шара — оболочка. Как правило, изготавливается она из 20 или 24 вертикальных долей капрона или лавсана, соединенных сваркой либо сшитых. Нижняя часть юбки оболочки сделана из негорючих материалов (обычно это термо- и огнеупорный материал типа Nomex).

Лавсан более устойчив к солнечным лучам и может работать в более высоком температурном режиме, но зато капрон более эластичен и лучше перераспределяет нагрузку. Интересно, что северный российский климат, который любят приводить в пример в качестве «тяжелых климатических условий», для аэростатов весьма благоприятен: основной износ оболочки происходит за счет воздействия солнечного (преимущественно УФ) излучения. В российских широтах оно менее агрессивно, чем в Австралии или на юге Европы, так что и оболочечная ткань изнашивается медленнее. Рекомендуется проверять ткань оболочки на прочность после каждых 100 часов налета. Проверка, кстати, довольно простая — два здоровенных мужика тянут кусок материи в разные стороны, пытаясь его порвать.

Пламенный мотор

Как у любого транспортного средства, у воздушного шара есть собственный «двигатель» — горелка, нагревающая воздух в оболочке шара. Точнее, даже две: дежурная и рабочая. Дежурная горит постоянно и служит своеобразной «зажигалкой» (а также предварительно разогревает газ, проходящий по спиральной трубке) для рабочей горелки, узкий и длинный факел пламени от которой глубоко проникает внутрь оболочки и нагревает воздух. Типичная тепловая мощность рабочей горелки — от 1 до 5 МВт. Гудит она тоже изрядно: уровень шума достигает почти 100 дБ — как от небольшого реактивного двигателя (между производителями горелок идет своеобразное соревнование — кто сделает более тихое устройство). Кстати, треугольный фартук, обычно прикрепляемый между корзиной и оболочкой с одной из сторон шара, предназначен для того, чтобы порыв встречного ветра не погасил дежурную горелку (загасить рабочую никакому ветру не под силу).

Чтобы не перегреть оболочку, пилоты аэростатов используют индикатор температуры. Простейший из них делается из двух металлических пластинок, спаянных сплавом, плавящимся при температуре, равной предельной рабочей температуре оболочки. Индикатор прикрепляют к верхней части шара, в случае перегрева он распаивается, и пластинка с привязанной к ней полоской ткани падает в корзину. Это значит, что следует на время прекратить прогрев воздуха горелкой.

Привет Газпрому

Топливо в шарах самое что ни на есть простое: пропан или пропан-бутановая смесь. Часто для полетов используют автомобильные газовые смеси и даже обычный бытовой газ. А вот бензин для этих целей совершенно не годится: при отказе горелки и ее последующем срабатывании может произойти вспышка внутри оболочки шара. У пропана и бутана температура парообразования достаточно низка, поэтому с пожарной точки зрения эти газы достаточно безопасны.

Температура кипения пропана при нормальном давлении составляет минус 420С, а бутана — около 00С. Поэтому в летнем топливе должно быть больше бутана, а в зимнем — пропана. Но даже если все эти условия соблюдены, зимой пилоты часто поливают газовые баллоны горячей водой, чтобы подача газа в горелку не ослабевала.

Воздухоплаватели поневоле

Аэростат сначала наполняется воздухом с помощью вентилятора, затем включают горелку (см. врезку). Два-три человека держат аэростат за края корзины, и когда подъемная сила становится достаточной, плавно отпускают. Шар медленно поднимается вверх. Если скорость ветра у земли большая, он будет мешать старту: оболочка представляет собой аэродинамический профиль, на который при обтекании потоком воздуха действует так называемая ложная подъемная сила, шар болтает во все стороны. Поэтому пилоты стараются выбрать для полетов либо раннее утро, либо поздний вечер — в это время, как правило, царит безветрие.

Старт аэростата, величественное и внушительное зрелище, обычно проходит при скоплении зрителей и добровольных помощников, которые иногда становятся жертвами.

В 1994 году при старте аэростата в Иркутске пилот Александр Таланов случайно прихватил с собой в воздух и пару зрителей. «Было тихо, и я даже не стал привязывать аэростат, — вспоминает он. — К сожалению, постоянной моей команды, за исключением одного человека, не было. Когда оболочка была наполнена, я включил горелку, и шар долго не двигался, а затем резко начал подниматься. Из-за шума горелки я не обратил внимания на крики зрителей, приняв их за восторг. Корзина уже была в воздухе, когда я обнаружил, что на купольном фале висит мой помощник, а на вершине оболочки, на парашютном клапане, какой-то мальчишка. Шар медленно плыл на высоте 20 метров».

К счастью, все закончилось благополучно. Таланов не растерялся и выключил горелку, шар снизился, помощник спрыгнул у земли, а мальчик отделался ожогами ладоней, соскользнув по купольному фалу на руки людям, ловившим его внизу.

Враг и союзник

Несмотря на то, что яркие воздушные шары ассоциируются больше с солнцем и летом, наиболее подходящее время года для полетов на тепловом аэростате — зима. Летом земля сильно и неравномерно прогревается солнцем и, отдавая тепло атмосфере, создает множество вертикальных восходящих потоков воздуха — так называемых термиков. Считается, что, попав в термик со скоростью подъема более 5 м/с, пилот уже не может контролировать аэростат. Летом термики обычно появляются после десяти утра и пропадают после семи вечера — их можно определить по наличию кучевой облачности в небе или повышенной скорости ветра у земли.

Несмотря на то, что у воздушного шара нет пропеллера и он производит впечатление полностью неуправляемого объекта, это не так. Дело в том, что на разных высотах ветер дует в разных направлениях, и, умело оперируя горелкой, можно, играя высотой, выбирать направление полета в определенном секторе. На этом и базируются, например, соревнования на точность. На земле выкладывается крест пять на пять метров, пилоты ходят вокруг него, колдуют, пускают в небо детские воздушные шарики и завороженно запоминают их траектории, потом погружаются в свои пикапы с шарами и быстро едут в только им ведомые точки старта не ближе 2 км от цели. Минут за пятнадцать надувают оболочку, а потом медленно на разных высотах подкрадываются к кресту, пытаясь поразить его желтеньким мешочком с песком с пришитой лентой. В этом году мешочек лучше всего кидал литовский воздухоплаватель Римас Костюскевичус.

Благодарим компанию «Аэровальс» за помощь в подготовке статьи.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№9, Сентябрь 2007).