Средневековый ракетчик: жизнь и изобретения Конрада Хааса

Средневековый ракетчик: жизнь и изобретения Конрада Хааса
Когда речь заходит об истории ракетостроения, на ум приходят имена Константина Циолковского и Сергея Королёва. Проницательные читатели вспоминают Роберт Годдарда, Германа Оберта, Вернера фон Брауна и «Фау-2», а интеллектуалы могут заявить, что китайцы еще в XIII веке утерли всем нос, обстреливая монгольских завоевателей летающими петардами. А Александр Речкин из Naked Science решил вам напомнить о пионере ракетостроения в Европе – Конраде Хаасе.

В XVI веке одним из главных событий в Европе была протестантская Реформация. Она привела к разделению между католиками и протестантами, после которого последовали религиозные войны и гонения. На востоке Османская империя переживала период взлета и экспансии и преуспела в этом, постучавшись в ворота Вены при Сулеймане Великолепном в 1529 году. Именно в начале этого бурного столетия родился Конрад Хаас.

Считается, что он появился на свет в Дорнбахе, деревне в Хернальсе, сегодня – XVII район столицы Австрии, Вены. Известно, что Хаас служил военным инженером и мастером арсенала австрийской армии во времена правления императора Священной Римской империи Фердинанда I. В составе австрийской армии генерала Кастальдо он прибыл в Трансильванию (ныне – часть Румынии) в 1551 году, где стал начальником артиллерийского лагеря городского арсенала, или цейхгауза, в Сибиу (который тогда был известен как Германштадт). Хаас остался в Сибиу до конца своей жизни и умер там в 1579 году.

Именно в Сибиу, возможно, заскучав от спокойной и размеренной жизни, Хаас написал трактат, посвященный артиллерии и баллистике. Документ на немецком языке содержит 450 страниц и известен в научных кругах как «рукопись Сибиу». Внимательный анализ приводит к выводу, что трактат писали в течение долгого периода времени, с 1529 по 1569 год. Его отличительной особенностью служит и тот факт, что рукопись изобилует рисунками и чертежами, собственноручно выполненными самим инженером. Двести девять страниц непосредственно или косвенно посвящены ракетной технике, которая включала сочетание двух областей применения: фейерверки и оружие.

Когда Хаас описывает «принцип действия» ракеты, он говорит, что она отрывается от земли вследствие выделяемого топлива, но понять физический принцип, каким образом ракета извлекает реактивную силу из запаса топлива, Хаас до конца не смог. Для этого Исаак Ньютон (1642-1727) должен был сначала сформулировать третий закон движения (тот самый, который описывает действие и противодействие). Да и даже после того, как Ньютон опубликовал труд «Математические начала натуральной философии» в 1687 году, должно пройти еще более двух веков, пока Константин Циолковский (1903) и Герман Оберт (1916) независимо друг от друга не установят основное уравнение ракетного полета.

Затем с 200-го листа Хаас разрабатывает, возможно, самую старую теорию комбинированной ракеты. Конструкторские и производственные описания и чертежи, которые идентифицируют ее как старейшего (известного до сих пор) предшественника многоступенчатой ракеты. Инженер изображает ракету, имеющую три ступени, вставленные друг в друга. Ступенчатый принцип реализуется путем объединения нескольких ракет разного диаметра. Самый интересный фрагмент – то, что все ракеты спроектированы с колоколообразными выпускными соплами, то есть соплом Лаваля, которые используются на современных ракетах.

Изобретательно Хаас проявляет себя и в том, как решает проблему последовательности зажигания от одной ступени ракеты до другой. Сначала воспламеняется пороховой заряд нижней ступени, ракета взлетает. Незадолго до окончательного сгорания первой ступени пламя воспламеняет топливо второй ступени и так далее. Разделение первой ступени после сжигания соответствующего топлива, однако, не требуется, поскольку концепция способа работы этого типа ракеты включает и довольно примечательную идею, что первая ступень должна сгореть полностью, без остатка во время сжигания топлива. Для этой цели Конрад Хаас выбрал в качестве ракетной основы бумагу, пропитанную различными веществами, которая сжигается в одинаковой пропорции и с одинаковой скоростью с топливом. Таким образом, вторая ступень после выгорания первой остается на своем месте как независимая ракета.

Кроме того, Хаас проявил чрезвычайную изобретательность, создав «ракетные стрелки», которыми снабжены его снаряды на своем нижнем конце. Это дельтовидные стабилизирующие плавники, которые фактически стали применяться для аэродинамической стабилизации ракетного полета 400 лет спустя на первых крупных современных ракетах, например советском «Востоке» – именно на нем Юрий Гагарин в 1961 году отправился в космос.

Но, пожалуй, наибольшее удивление испытывает современный читатель, когда открывает оборотную сторону 215-го листа: ракета из дерева, металла и бумаги, несущая в верхней части «полезную нагрузку», или «летающий домик» Хааса. Из-за этого некоторые исследователи предположили, что Хаас предвосхитил (интуитивно) идею современного космического корабля. Предположение побудило других авторов увидеть в Конраде Хаасе даже «пионера космического полета». Однако это все поспешные утверждения, не выдерживающие тщательной критики.

Следует подчеркнуть, что инженер не думал о космических путешествиях даже в самой отдаленной перспективе. Как упоминает сам автор трактата, его цель – изготовление великолепных фейерверков: «Вы должны устроить чрезвычайно красивый и искусный фейерверк».

Точно так же в работе обнаруживаются другие наивные предшественники более поздних ракетных снарядов. Например, техника, которую изобретатель использует для своего «ракетного выстрела из труб»: ракетная батарея, состоящая из семи «ракетных труб», каждая из которых может стрелять тремя-четырьмя ракетами. На интуитивном уровне это нечто вроде предшественницы советской боевой машины реактивной артиллерии («Катюша»), использовавшейся в Великую Отечественную войну. Но Хаас был одним из первых изобретателей, которые выступают против военного использования ракет и выдвигают их мирное назначение на первый план.

Описав ракеты, Конрад Хаас заводит речь о топливном вопросе. В зависимости от типа ракеты, дальности применения, дальности или высоты полета в трактате описываются различные комбинации топлива и приводятся многочисленные рецепты. В этом фрагменте поражает то, что Хаас рекомендует использовать жидкое топливо в качестве дополнения к обычным порошковым компонентам селитры, серы и угля. Он говорит о «брантенвейне», или горящем вине – по сути, о спирте, который следует примешивать к стандартным компонентам и который должен способствовать развитию тяги ракеты.

Впервые этот ингредиент рекомендуется на 204-й странице: «Возьмите немного толченого порошка и налейте в него брантенвейна столько, чтобы он превратился в тесто. Тогда используете полученную массу в гребне (ракетной камере)». Помимо горящего вина, Хаас рекомендует другие жидкие добавки: например, этилацетат вместе с соединениями аммония. Этилацетат он производит из уксусной кислоты и спирта, соединения аммония – из аммиачной воды, полученной из мочи. Инженер приводит в общей сложности 18 рецептов с использованием спирта и этилацетата.

О том, что Хаас был мыслителем, опередившим свое время, можно судить по тому факту, что первая в мире ракета на жидком топливе стала реальностью только 16 марта 1926 года, когда Роберт Годдард запустил ее на жидком топливе в Оберне, штат Массачусетс (США). А современную ракету (прежде всего многоступенчатую) должны будут изобрести с нуля, ведь ее разработка не черпалась из истории, а была результатом научно-технического анализа. Потому что работа Хааса была потеряна для истории и вновь открыта лишь в 1961 году румынским писателем, историком и исследователем Дору Тодеричу, который обнаружил рукопись в Государственном архиве Сибиу. Однако в истории ракетной техники выдающиеся изобретательские и экспериментальные достижения Конрада Хааса останутся важным этапом.

Хаас был универсально образованным инженером. Трактат раскрывает его достойные восхищения математические, химические и физические знания, а великолепные чертежи и баллистические расчеты обеспечивают сбалансированное соотношение теории и экспериментального исследования. С этой точки зрения Хааса можно считать типичным представителем эпохи Возрождения, особенно учитывая его гуманистический склад ума.

Хаас был способен не только к математической исключительности, которая изначально имела в виду чисто научное осмысление предмета, но и искал его эстетическую и гуманистическую составляющую. Леонардо да Винчи, Леон Баттиста Альберти и другие воплотили этот тип – Конрада Хааса тоже можно отнести к нему. Он первый известный инженер-эксперт оружейного дела и пионер ракетостроения в Европе эпохи Возрождения, который осуждает военное использование своих разработок и выступает за мирное применение ракет.

В последнем абзаце трактата Хаас дает важнейший совет: «Больше мира и никакой войны, оставьте оружие спокойно пылиться на складе, чтобы пули не стреляли, порох не сгорел и не промок, чтобы король сохранил свои деньги, а мастер арсенала – свою жизнь».

В иллюстрации использовано изображение автора didik (CCBY3.0) с сайта https://thenounproject.com/, фото с сайта https://unsplash.com/ и фотоматериалы (общественное достояние) с сайта https://commons.wikimedia.org
12.04.2024
Важное

Во Франции подвели  итоги международного кинофестиваля.

27.05.2024 13:00:00

На аукционе в Новой Зеландии перо вымершей птицы гуйя продали почти за 28,5 тысячи долларов.

27.05.2024 09:00:00

Чип внедрят в мозг ещё одного пациента.

26.05.2024 13:00:00
Другие Статьи
Елена Бобкова

Основатель музея, этнограф Константин Куксин - о  том, как удалось воссоздать национальный колорит «домов» со всего света.

Наш обозреватель Родион Чемонин убеждён, что С. С. Раджамули круче, чем Джеймс Кэмерон

По мнению Родиона Чемонина, первое правило китайского кинопроката – не говорить о китайском кинопрокате.

Трагедия отодвинула на второй план политические разногласия и объединила усилия мирового сообщества в помощи пострадавшим.