Из формул (12), (13), (14) мы видим, что Л, а следовательно, и W и n уменьшаются с увеличением j и j; нам важно, следовательно, выяснить, каково максимальное механическое ускорение j, которое мы сможем сообщить ракете. Механическое ускорение — это ускорение, вызываемое равнодействующей сил, действующих исключительно на наружные части ракеты, которое и будет ощущаемо внутри ракеты, тогда как ускорение силы тяготения, приложенное одинаково ко всем частям массы ракеты, внутри ее обнаруживаемо не будет. Величине j предел может быть положен со стороны четырех факторов: 1) приспособленности и выносливости конструкции ракеты; 2) выносливости организма пилота; 3) сопротивления атмосферы, которое возрастает вместе с увеличением скорости и может сделать более выгодным применение меньшего j до прохождения слоев атмосферы значительной плотности, несмотря на формулы (12), (13) и (14); 4) со стороны конструктивных затруднений в постройке достаточно легких и портативных предметов пропорционального пассива (баки, насосы, форсунки и т. п.), которые обладали бы достаточной производительностью для сообщения ракете большего ускорения. Третий фактор может иметь существенное значение лишь для относительно небольшого участка вблизи земной поверхности — о нем будет ниже в гл. VIII. Выносливость ракеты зависит от того, насколько выносливой мы захотим ее построить. Факторами, которые могут поставить верхний предел j для большей части Ту, являются поэтому выносливость человеческого организма, которая менее всего способна поддаваться нашим усилиям к ее повышению, и размеры предметов m1 которые мы не можем сделать легче и портативнее некоторого предела, определяемого современной машиностроительной техникой.
Слишком большое j может оказаться вредным и даже смертельным для пилота вследствие того, что все жидкости живого организма и прежде всего кровь устремляются в те части тела, которые расположены против направления кажущейся тяжести, создаваемой ускорением j. Если бы, например, человеку ростом 200 см мы сообщили на достаточно продолжительное время ускорение j=10g по направлению вдоль его тела от пяток к голове, в давлении крови на подошвах и темени образовалась бы разница около 2 ат, вполне, вероятно, достаточная для того, чтобы голова оказалась совершенно обескровленной, а на ногах полопались кровеносные сосуды, если только против этих явлений не принять специальных мер. Первым условием того, чтобы организм возможно легче переносил механической ускорение j, является возможно меньшая высота столба крови по направлению его, т. е. лежачее положение тела по отношению к кажущейся вертикали, которая совпадает с направлением j. Отеку нижних (т. е. лежащих против направления j) частей тела и отливу крови от верхних можно помешать, противопоставив внутренней разности давлений крови такую же разность внешних давлений со стороны жидкости, равного с кровью удельного веса, в которую тело должно быть погружено. Иначе можно помешать перемещению масс крови, поместив обнаженное тело в гладкую, твердую, плотно везде прилегающую форму. И тот и другой способы, одинаково радикально спасая от отеков (в случае применения большого ускорения) наружные поверхности тела, совершенно неприменимы к внутренней поверхности легких. Между тем, именно на внутренней поверхности легких наиболее нежные кровеносные сосуды подходят вплотную к воздушным промежуткам, не будучи от них отделены никакой мало-мальски прочной тканью. Так как абсолютная плотность заполняющего легких воздуха ничтожна в сравнении с плотностью крови, то получающаяся между верхней и нижней поверхностями легких разность давлений, равная — dhj, где d — абсолютная плотность крови, а Л — высота легких по направлению j, ничем извне, т. е. из пространства легочных пузырьков, уравновешена не будет. Если эта разность превзойдет предел сопротивляемости капиллярных сосудов и ткани легочных пузырьков, то произойдет сначала отек, а затем кровоизлияние нижней поверхности легких. Грудная полость представляет своим устройством и еще одно специальное препятствие для развития большого ускорения: в ней помещаются рядом органы значительно различного удельного веса — сердце и легкие. При сообщении телу ускорения более тяжелое сердце будет терпеть в грудной клетке смещение в противоположную сторону, что при известной интенсивности этого явления может плохо отразиться на деятельности сердца и на соседнем левом легком, которое будет терпеть деформацию. Таким образом предел допустимого для человеческого организма ускорения будет поставлен сопротивляемостью отеку внутренней поверхности легких и сопротивляемостью смещению прикрепления сердца. Тем, в какую сторону сердце лучше будет выносить напряжение — вперед и назад — определится, быть ли человеку грудью или спиной к направлению ускорения. Выносливость легких можно значительно повысить вращением корпуса человека вокруг его продольной оси, которая будет перпендикулярна направлению ускорения. При подобном вращении мы, вероятно, достигли бы того, что кровь не успевала бы приливать ни к одной из частей легких, так как все они поочередно менялись бы своими положениями относительно направления кажущейся тяжести. При подобном вращении тела сердце терпело бы, однако, уже не одностороннее постоянное смещение, а кругообразное, что неизвестно как отразилось бы на нем и на соседнем левом легком. Всестороннее основательное изучение выносливости человеческого организма по отношению к j вполне можно произвести на большой центробежной машине, самой удобной и дешевой формой которой для данного случая было бы подобие «гигантских шагов» с двумя канатами, на одном из которых помещалась бы опытная камера для пилота, а на другом — противовес. Некоторые указания на величину допустимого j мы можем почерпнуть из опыта катанья на гигантских шагах и опытов современной авиации. На гигантских шагах ускорение достигает нередко значения j=2 и бывает при этом довольно продолжительным. Летчики же во время фигурных полетов выдерживают кратковременные ускорения до j=8, а довольно продолжительные — до j=2. И в том, и в другом случае никаких заметно вредных последствий не обнаруживается.1 Принимая во внимание, что при катании на гигантских шагах и при полетах на аэроплане положение человеческого тела относительно направления j бывает продольное, т. е. как раз самое невыгодное, так как размеры легких по направлению от плеч к тазу являются наибольшими, мы имеем основания предположить, что при благоприятных условиях, а именно — прежде всего при поперечном положении тела, человек смог бы перенести в течение 3 мин. (больше и не требуется) без особенного вреда для себя j = 5. Если же окажется возможным применить вращение тела вокруг его продольной оси, то величина допустимого j превзойдет, возможно, и 10. Соответствующие значению j=5 значения Лgβ будут: для радиальной траектории Лgβ ≈ 0,111w и для тангенциальной Лgβ ≈ 0,007w. Значению Лgβ = 0,111w при 2w : u = 5 , каковое соотношение мы и будем приблизительно иметь в действительности, соответствует увеличение n в 1,87 раз. Что касается конструктивных возможностей в построении предметов пропорционального пассива достаточно портативными при большой производительности их для получения соответственно большого j0, то вопрос этот до соответствующих технических исследований приходится оставлять открытым. По всей вероятности, именно этот конструктивный фактор и поставит практически верхний предел для j0.
1 Исследования последних лет показывают, что человек может в положении лежа на спине выдерживать ускорения значительно выше, чем приводит автор. (Прим. ред.).