Все ли верно у Жюль Верна?

У Жюль Верна есть рассказ под заглавием «Драма в воздухе». В нем описывается полет на воздушном шаре одного профессионального воздухоплавателя, который собирался сделать прогулку в воздухе с тремя платными пассажирами. Но в последний момент пассажиры испугались и не полетели. Пилот решил лететь в одиночку. Загрузив корзину аэростата лишними балластными мешками с песком по весу неявившихся - пассажиров, воздухоплаватель стал готовиться к взлету и сел в корзину. 

Последовавшие затем события у Жюль Верна описаны так:

«Двенадцать человек, которые удерживали аэростат, немного отпустили его, и шар был поднят на несколько футов от земли.
Не было ни малейшего ветра, и тяжелый свинцовый воздух казался непроницаемым. Бросив последний взгляд, я убедился, что могу отправляться.
— Внимание!
— Пускай!
Шар МЕДЛЕННО пошел вверх, но я внезапно почувствовал сотрясение, которое опрокинуло меня на дно корзины.
Поднявшись, я очутился лицом к лицу с неожиданным пассажиром —  бледным молодым человеком.
— Мой вес нарушил условия равновесия аэростата,— проговорил он.— Вы позволите?
И, не дожидаясь ответа, он взял два мешка с балластом и выбросил их за борт.
...Барометр упал до 700 мм; мы поднялись почти на 600 м над городом.
— Вы сердитесь на меня! — воскликнул незнакомец. — Но я не мог заплатить за участие в полете. Потому пришлось действовать нахрапом.
— Никто вас не гонит... А объяснение с вами я предпочитаю иметь на земле!..
— Ну, не будем пока говорить о возвращении!
И прежде чем я успел удержать его, еще два мешка с песком были выброшены из корзины...
Аэростат, поднявшись, СНОВА ОСТАНОВИЛСЯ.
Незнакомец посмотрел на барометр и промолвил:
— Вот теперь мы на высоте 800 метров. Люди кажутся букашками. Поглядите!
— Возможно, будет гроза,— сказал молодой человек.
— Но мы спустимся до того,— возразил я.
— Вот еще! Лучше поднимемся, тогда мы вернее избежим грозы.
И опять два мешка с балластом полетели в пространство. Аэростат стал быстро подниматься и ОСТАНОВИЛСЯ НА 1 200 м. Чувствовался довольно сильный холод, но солнечные лучи согрели внутренний газ и придали ему еще большую подъемную силу».

Таково начало рассказа. Незнакомец оказался душевнобольным, с манией увековечить свое имя в истории воздухоплавания. Выбросив весь балласт, он стал бросать из корзины снаряжение, а на высоте 9 тыс. м в борьбе с пилотом обрезал веревки корзины и ринулся вниз вместе с ней. Пилот спасся только тем, что успел ухватиться за подвеску баллона.

Обращаем внимание читателей на аэростатическую сторону этого рассказа и предлагаем разобраться в подробностях всех условий полета (это между прочим очень полезно для более точного уяснения условий полета стратостатов).

Аэростат, наполненный у земли до всей емкости оболочки

При этом надо иметь в виду следующие технические указания, имеющиеся в рассказе, краткие сами по себе, но вполне достаточные для полного решения задачи.

Баллон аэростата имел емкость в 3 тыс. м³, но наполнение его газом перед взлетом было сделано лишь на ¾ полного объема. Всего на борту аэростата было 150 кг балласта (т. е. примерно 10 мешков), причем учет газа и всей нагрузки был сделан очень точно.

Невыполненный аэростат. У земли оболочка заполнена газом только частично

Описанный аэростат имеет в воздухе постоянную подъемную силу при переменном объеме, потому что по мере подъема, т. е. с уменьшением наружного давления, газ свободно расширяется внутри баллона, увеличивая его объем. Аэростаты такого рода называются невыполненными, в отличие от наполненных у земли до всей емкости оболочки; последние имеют в полете постоянный объем, но переменную подъемную силу (убывающую), так как по мере подъема расширяющийся газ выходит через открытое нижнее отверстие.

Понятно, что каждый невыполненный аэростат обращается в выполненный, как только он достигнет некоторой высоты, где газ займет всю емкость оболочки; такая высота называется зоной выполнения (равновесия) или статическим потолком. Чем выше рассчитывается этот статический потолок, тем меньшая часть емкости оболочки должна быть выполнена у земли перед взлетом или, другими словами, тем больше должны быть размеры баллона (таковы условия для стратостатов, у которых подъемный газ заполняет лишь 7—8 проц. оболочки).

Уравновешенный аэростат с выполненной оболочкой может подниматься лишь за счет сбрасывания балласта.

Для ориентировки даем приближённые цифры о величине атмосферного давления (в миллиметрах ртутного столба) на различных высотах (при температуре 0°);

Физический закон Бойля-Мариотта о соотношении между объемом газа и давлением должен быть известен читателю (объем и давление обратно пропорциональны друг другу).

Укажите, какие физические несообразности имеются в приведенном выше рассказе Жюль Верна:

1. Мог ли аэростат совершить взлет именно так, как описано?

2. Правдоподобно ли в физическом отношении описание всех стадий полета? (обратите внимание на подчеркнутые слова).

Инж. К. ВЕЙГЕЛИН