Oto z dobrze strzeżonego skarbca trzem muszkieterom i Milady – granej przez zjawiskową Millę Jovovich – udaje się wykraść plany statku powietrznego, nakreślone rzekomo przez Leonarda da Vinci. Konstrukcja wygląda jak skrzyżowanie balonu z wielkim galeonem. Statków tych w filmie oglądamy kilka (w sequelu, na który się zanosi, będzie ich więcej). Sterowce – tak są nazywane w filmie – latają sobie po niebie dość swobodnie, są całkiem zwrotne i na dodatek strzelają z umieszczonych na pokładzie ciężkich armat – a to wszystko półtora stulecia przed tym, jak (w oficjalnej historii) w powietrze wzniósł się pierwszy balon z ludzką załogą. Aby zachować choć symboliczną wiarygodność historyczną, autorzy filmu „wykorzystali” w budowie sterowców materiały dostępne w XVII wieku. Materiały – zaznaczmy – bardzo ciężkie. Czy takie coś – o ile plany sterowca w ogóle istniały – miałoby jakąkolwiek szansę wznieść się w powietrze? Nie mówiąc o sterowaniu, bieganiu po pokładzie i strzelaniu z armat?
W istniejącym od czasów przedwojennych Instytucie Lotnictwa na warszawskim Okęciu o lataniu wiedzą wszystko. – Zna pan prawo Archimedesa? – wita mnie pytaniem doktor inżynier Zbigniew Wołejsza, szef Centrum Nowych Technologii w instytucie.
Recytuję bez zająknięcia („ciało zanurzone w cieczy, traci na wadze tyle, ile waży wyparta przez to ciało ciecz”).
– Bardzo dobrze – chwali mnie inżynier. – A zatem taki statek, płynący w powietrzu, musi wyprzeć tyle powietrza, ile sam waży. Policzmy dla uproszczenia: jeśli mamy masę 100 kilogramów, to przy napełnieniu balonu helem balon zdolny wyprzeć taki ciężar musiałby mieć jakieś sto metrów sześciennych.
Przy czym dochodzi jeszcze ciężar samej konstrukcji. Podnieść można wszystko, potrzebna jest tylko odpowiednia siła. Dla uproszczenia, biorąc pod uwagę ciężar konstrukcji balonu, na każdy podwieszony kilogram potrzebne jest z grubsza półtora metra sześciennego objętości balonu. Ale jaśniej to panu wytłumaczy człowiek, który na sterowcach zna się u nas najlepiej.
Zdjęcia statków muszkieterów bierze do ręki doktor inżynier Krzysztof Szafran. Dziś zajmuje się głównie konstruowaniem poduszkowców, ale parę lat temu zbudował nieduży sterowiec. Wypełniona helem bańka miała dziesięć metrów długości, a podnieść mogła, oprócz samej siebie, nieco ponad dwadzieścia kilogramów. Wystarczyło w sam raz na kosz z kamerą obserwującą uliczne korki w Warszawie.
Inżynier Szafran tłumaczy mi jeszcze raz: – Metr sześcienny helu unosi około jednego kilograma. Czyli, jeśli weźmiemy powłokę ważącą pół kilograma i podwiesimy pod spodem ciężarek półkilogramowy, to całość będzie w stanie nieważkości.
O statkach, którymi latał D’Artagnan, mówi wprost: – Nawet gdyby zrobić taki okręt z kompozytów, które są bardzo lekkie, to i tak byłby bardzo ciężki. Do tego ludzie, każdy po sto kilogramów, armaty po 300 kg. To jest w ogóle nie-re-al-ne. Na oko widać, że objętość tych balonów to około 300 metrów sześciennych. Same siebie miałyby kłopot unieść.
No tak. Trzysta metrów sześciennych helu to trzysta kilogramów udźwigu. Tyle, co cztery nieduże osoby, bez zbroi. A przecież bańki nie zawierały helu, lecz podgrzane powietrze. A metr takiego powietrza podnosi w przybliżeniu 0,3 kilograma – trzykrotnie mniej niż w przypadku helu. Czyli balon podniósłby najwyżej samego D’Artagnana. I to przy założeniu, że sam sterowiec nic by nie ważył.
Drugi z walczących w filmie statków jest znacznie większy. Policzmy: nawet gdyby balon miał, dla uproszczenia rachunków, formę pełnego walca (a nie „zaostrzonego” na końcach), o rozmiarach z grubsza piętnastopiętrowego wieżowca, czyli średnicy 20 metrów i długości 50 metrów – daje to (ze wzoru V=?r2h) około 15.000 m3 objętości. Mógłby zatem – w przypadku ogrzanego powietrza – podnieść raptem pięć ton. Dziesięciu ludzi w pełnym rynsztunku waży minimum tonę, dziesięć żeliwnych armat z amunicją to w sumie kolejne trzy tony. A sam balon, a liny, a szkielet? Nie mówiąc o ciężarze „łodzi”. Ale ile właściwie waży siedemnastowieczny statek bojowy?
Patrz, leci Pałac Kultury!
Poszukiwania w sieci nie dają jasnej odpowiedzi. Często pojawiają się informacje o ładowności, ale ile może sama ważyć taka stara drewniana łajba? Dzwonię do muzeum morskiego w Gdańsku. I tu niespodzianka – tam też natychmiast mi tego nie powiedzą. Do dziś nie przetrwał żaden okręt z czasów, kiedy tłukliśmy się ze Szwedami pod Oliwą. Zaraz, zaraz, ze Szwedami? Robert Domżał z działu Historii Budownictwa Okrętowego sugeruje, bym skontaktował się ze Sztokholmem. Szwedzi wydobyli w latach 60. z wód Bałtyku królewski galeon Vasa (oprócz Szwedów taki zabytek, też podniesiony z dna morza, mają tylko Anglicy). Dzwonię więc. Fred Hocker z Vasamuseet wie o swym podopiecznym wszystko. – Vasa w czasie służby ważyła 1210 ton – informuje. Strasznie dużo. Ale to był, jak na swoje czasy, potężny okręt. Miał prawie 70 metrów długości i był uzbrojony w 64 działa. Okręty w „Muszkieterach” nie były aż tak duże, poza tym nie miały masztów. Podejdźmy do sprawy życzliwie; przypuśćmy, że większy sterowiec ważył 200 ton, a mniejszy tylko 40, już z armatami i załogą. Na początek skupmy się na tym mniejszym.
Liczymy. Jeżeli trzeba podnieść 40 ton, używając tylko ciepłego powietrza, potrzeba bańki o pojemności ok. 130 tysięcy metrów sześciennych. Walcowaty balon musiałby mieć wtedy jakieś 29 metrów średnicy i 200 metrów długości. A ile będzie ważyć powłoka tego balonu?
Dzwonię do firmy handlującej płótnem żaglowym. Przypadkiem znają się także na tworzywach używanych przez baloniarzy. Dowiaduję się, że metr kwadratowy nylonu stosowanego w balonach waży 90 gramów. Załóżmy, że książę Buckingham użył najszlachetniejszego z dostępnych w XVII wieku jedwabi i zaimpregnował go jakąś tajemniczą techniką wymyśloną przez Leonarda; niech będzie, że wysmarował tkaninę białkiem z kurzych jaj. Przyjmijmy, że metr powierzchni balonu ważył równe sto gramów. Powierzchnia rzeczonego walca miałaby około 18 tysięcy metrów kwadratowych, a zatem ważyłaby ponad półtorej tony. To tylko cztery procent wagi całego statku, od biedy można tę wielkość pominąć.
Szacunki wyglądają na prawdopodobne: w sieci znajduję informację, że przedwojenny balon „Gwiazda Polski”, o podobnej kubaturze, zrobiony z gumowanego jedwabiu, ważył 1,4 tony. Był wówczas największym balonem na świecie.
A co z większym sterowcem? Tu objętość balonu musiałaby wynieść 600 tysięcy metrów sześciennych. Trzy czwarte całej kubatury Pałacu Kultury! Tak wielkiego balonu ludzie nigdy nie zbudowali.
Muszkieterowie na planetoidzie
A zatem kilkudziesięciometrową łódź sprzed czterystu lat dałoby się unieść w powietrze, ale potrzebny do tego balon musiałby być monstrualnie wielki. – Wystarczy zresztą przypomnieć sobie, jak wyglądały bliższe współczesności sterowce – zauważa inżynier Szafran. Słynny niemiecki sterowiec Hindenburg, który spalił się w 1937 roku w Nowym Jorku, miał 245 metrów długości (tyle, co pięć Boeingów 767) i 41 metrów średnicy. Jego cielsko kryło 200 tysięcy metrów sześciennych wodoru (o sile wyporu około 200 ton). Tymczasem w sterowcu podróżowało, razem z załogą, 131 osób. Uwzględniając bagaż, wszyscy ważyli w sumie około 15 ton. Resztę udźwigu pochłaniała konstrukcja (w tym cztery ponadtysiąckonne silniki). Pod balonem znajdowała się jedynie mała gondola pasażerska.
A zatem, skoro takiego giganta jak Hindenburg było stać na przewiezienie 15 ton, to jakim cudem wielokrotnie mniejszy, wypełniony ciepłym powietrzem, ciężki balon miałby unieść większą czy choćby podobną masę?
– Może na jakiejś tajemniczej planetoidzie, dziwnym trafem wyposażonej w atmosferę podobną do ziemskiej, ale o przyciąganiu dziesięciokrotnie mniejszym, byłoby to możliwe – dywaguje inżynier Szafran. Ale zejdźmy na ziemię. Muszkieterowie robią nas w balona.