Когда-то дирижабли были основным видом воздушного транспорта. Именно их в первой половине ХХ-го века часто использовали для пассажирских перевозок. Впрочем, с течением времени их стали вытеснять самолеты. Однако дирижабли и теперь активно используются людьми и отказываться от них никто не собирается.
Существует версия, что первые дирижабли были спроектированы еще в Древней Греции. Якобы над их созданием думал даже сам Архимед. Как бы то ни было, но никаких подтверждений тому, что в Древней Греции существовало воздухоплавание, у нас нет. Так что родиной дирижабля считается Франция, которую в XVIII-м веке захватила настоящая воздухоплавательная лихорадка. Началось все со знаменитых братьев Жака-Этьенна и Жозефа-Мишеля Монгольфье, которые в 1783-м году совершили первый полет на воздушном шаре. Вскоре изобретатель Жак Сезар Шарль предложил свой проект аэростата, наполненного водородом и гелием.
Следом появились еще несколько проектов, а затем на авансцену вышел Жан-Батист Мёнье — математик и военный, который и считается «отцом» дирижабля. Он создал проект аэростата, который поднимался бы в воздух при помощи трех воздушных винтов. Согласно идеям Мёнье, такой аппарат мог бы достичь высоты в два-три километра. Использовать его ученый предлагал для военных целей, в первую очередь, для разведки. Впрочем, в 1793-м году Мёнье погиб, так и не доводя свой грандиозный проект до ума. Но идеи его не пропали, хотя и канули в лету примерно на полгода. Новый прорыв произошел в 1852-м, когда другой француз Анри Жиффар совершил первый в истории полет на дирижабле.
Анри Жиффар. (wikipedia.org)
Сведений о том, сколько времени он продержался в воздухе и какое расстояние сумел преодолеть, не сохранилось. Однако известно, что в основу его проекта легли идеи Мёнье, а сам полет едва не закончился гибелью воздухоплавателя. И все же дирижабли с паровым двигателем не прижились. В следующие два десятилетия подобные полеты совершались редко. В 1901-м году изобретатель Альберто Сантос-Дюмон облетел на дирижабле Эйфелеву башню.
Вокруг Эйфелевой башни. (wikipedia.org)
Это событие широко освещалось французскими газетам, причем журналисты подавали его как сенсацию. Век дирижаблей начался чуть позже, когда в воздухоплавание стали внедрять технологию двигателя внутреннего сгорания.
Толчок к бурному развитию строительства дирижаблей дал немецкий изобретатель Фердинанд фон Цеппелин, имя которого носят, пожалуй, самые известные дирижабли первой половины ХХ-го века. Он сконструировал три модели таких аппаратов, но всякий раз их приходилось дорабатывать.
Модель дирижабля. (wikipedia.org)
Строительство стоило немалых денег, начиная работу над последним из своих дирижаблей LZ-3. Цеппелин отдал в залог дом, землю и ряд семейных драгоценностей. В случае провала его ждало разорение. Но тут, как раз, его ждал успех. Аппарат LZ-3, совершивший первый полет в 1906-м году, заметили военные, которые сделали Цепеллину крупный заказ. Так, спустя более века, осуществилась идея Мёнье, который хотел использовать дирижабли для нужд военных.
Так оно и произошло. Первая мировая превратила дирижабли в поистине страшное оружие. Подобные аэростаты уже стояли на вооружении у всех стран-участниц конфликта, но наибольших успехов в этом направлении достигла Германская Империя.
Немецкий дирижабль. (wikipedia.org)
Немецкие дирижабли развивали скорость до 90 километров в час, легко преодолевали 4−5 тысяч километров и могли обрушить на противника несколько тонн бомб. Это выгодно отличало их от легких самолетов, которые редко несли больше пяти бомб. Известно, что 14 августа 1914-го года один немецкий дирижабль едва не сравнял с землей бельгийский город Антверпен. В результате бомбардировки было разрушено более тысячи зданий.
Но дирижабли применялись и в мирных целях. Например, для перевозки грузов. Такой аппарат мог легко доставить по воздуху 8 — 12 тонн багажа. Вслед за грузовыми перевозками возникла и идея перевозок пассажирских. Первая пассажирская линия заработала в 1910-м году. Дирижабли начали выполнять рейсы из Фридрихсхафена в Дюссельдорф. Вскоре пассажирские перевозки заработали во Франции и Великобритании. Бурное развитие отрасли продолжилось и после войны. Так в конце 20-х годов ХХ-го века дирижабли стали выполнять трансатлантические пассажирские перелеты. В 1928-м году легендарный немецкий дирижабль «Граф Цепеллин» совершил первое в истории кругосветное путешествие на аэростате. Закат золотого века наступил в 1937-м голу, после печально известной катастрофы дирижабля «Гинденбург», который выполнял рейс из Германии в США.
Катастрофа «Гинденбурга». (wikipedia.org)
При посадке аппарата произошло возгорание, в результате которого дирижабль рухнул на землю (это произошло в окрестностях Нью-Йорка). Погибло 40 человек, а газеты и специалисты по авиации и воздухоплаванию всерьез заговорили о том, что полеты на дирижаблях могут быть небезопасны.
Российская Империя не отставала от Европы в плане воздухоплавания. Уже в конце XIX-го века в стране стали стихийно возникать любительские общества, члены которых пытались сконструировать свои дирижабли. Проекты таких аэростатов предлагали Константин Циолковский и знаменитый в будущем конструктор боевых самолетов Игорь Сикорский.
Первый полет дирижабля в России датируется примерно серединой 1890-х годов. Хотя эти сведения неточны. Интерес общества к дирижаблям не ускользнул от внимания государства. Строительство дирижаблей для нужд армии и других министерств началось уже в 1900-х годах. К моменту начала Первой мировой Российская империя имела 18 боевых дирижаблей. В Советском союзе дирижабли были менее популярны, чем в Европе. Регулярных пассажирских перевозок не существовало, хотя прибытие в Москву «Графа Цеппелина» широко освещалось в советских средствах массовой информации.
Российский дирижабль. (wikipedia.org)
В современной России дирижабли отнюдь не забыты. Более того, все чаще появляются проекты внедрения дирижаблей в систему общественного транспорта. Так, осенью 2014-го года в Якутии обсуждался вопрос о создании альтернативных видов транспорта для российского Севера. Решить эту проблему могли бы дирижабли. Комплектующие к ним сейчас производит российский холдинг «КРЭТ», входящий в структуру «Ростеха».
Неверно было бы думать, что в современном мире дирижаблям нет места и что увидеть их можно только в музеях. Это не так. Безусловно, дирижабли проиграли самолетом борьбу за господство в воздухе. Да, пассажирские перевозки на дирижаблях осуществляются редко и, в основном, в экскурсионных целях. Но на самом деле сфера применения этих аэростатов все еще очень широка: это может быть аэрофотосъемка, мониторинг с воздуха, обеспечение безопасности на мероприятиях. Аэростаты, к примеру, охраняли воздушное пространство на Олимпийских играх в Сочи. Могут они применяться и для оперативного определения лесных пожаров. Для таких вариантов использования аэростат должен быть надежно забазирован на одном месте. Для этого применяются поддерживающие устройства — спецмашины на которых установлена система тросов, позволяющая удерживать дирижабль как на земле, так и во время его подъема в небо. В настоящее время единственным отечественным производителем таких устройств является холдинг «Технодинамика», который входит в Госкорпорацию «Ростех». Конструкция называется «Арагвиа-Уау». Что же касается дирижаблей, то они по-прежнему производятся во многих странах мира, в том числе и в России. Полностью отказываться от этих аэростатов люди, пока, не хотят.
Дирижабль — летательный аппарат легче воздуха, аэростат с двигателем, благодаря которому дирижабль может двигаться независимо от направления воздушных потоков.
Самые первые дирижабли приводились в движение паровым двигателем или мускульной силой человека, а c 1900 года стали широко применяться двигатели внутреннего сгорания.
Дирижабль Мёнье, 1784 г.
Изобретателем дирижабля считается Жан Батист Мари Шарль Мёнье. Дирижабль Мёнье должен был быть сделан в форме эллипсоида. Управляемость должна была быть осуществлена с помощью трех пропеллеров, вращаемых вручную усилиями 80 человек.
Дирижабль Жиффара, 1852 г.
Конструктор Жиффар позаимствовал идеи у Мёнье ещё в1780 году, но первый полёт его дирижабль совершил уже после смерти Жиффара - через 70 лет! Столько времени потребовалось, чтобы человечество изобрело первый паровой двигатель.
Следующий первый полностью управляемый свободный полёт на французском военном дирижабле с электрическим двигателем был совершён в 1884 году. Длина дирижабля составила 52 м, за 23 минуты он пролетел расстояние в 8 км.
Эти аппараты были недолговечны и чрезвычайно непрочны. Дирижабли стали общественным транспортом лишь через двадцать лет, когда изобрели двигатель внутреннего сгорания, типа таких же, как на современных машинах.
19 октября 1901 года французский воздухоплаватель Альберто Сантос-Дюмон облетел со скоростью чуть более 20 км/час Эйфелеву башню на своём аппарате Сантос-Дюмон № 6. Тогда это посчитали чудачеством, однако именно эта модель дирижабля на несколько десятилетий стала одним из самых передовых транспортных средств.
Эра расцвета дирижаблей пришлась на 20-30-е годы XX века. Дирижабли оснащались авиационными и, реже, дизельными двигателями.
По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий.
Жёсткие дирижабли
. Собирался металлический каркас (как клетка для птиц) и обтягивался снаружи тканью.
 |
 |
Мягкие дирижабли,
по сути, похожи на воздушные шары.
Дирижабли полужёсткого типа имеют в нижней части металлическую оболочку.
Конструкция всех дирижаблей проста: огромный сигарообразный резервуар, наполненный водородом или гелием, кабина и два поворотных двигателя.
Для подъема аэростата в небо использовали водород, хранившийся внутри жёсткого каркаса в многочисленных отсеках или баллонах. Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль рулями высоты — двигатели тогда тянут его вверх или вниз.
Внутри дирижабля либо под ним находилась кабина с экипажем, здесь же располагались пассажиры.
Мягкий дирижабль (Parseval PL25), 1910 год
Полужёсткий дирижабль «Норвегия», 1920 год
Жёсткий дирижабль (USS Macon), 1930 год
Рубка управления. (USS Macon)
Жёсткие дирижабли могли переносить больше груза, чем первые самолёты, и это положение сохранялось в течение многих десятилетий.
Конструкция таких дирижаблей и их развитие связаны с именем немецкого графа Фердинанда фон Цеппелина.
Немецкий офицер граф Фердинанд фон Цеппелин, побывав в Америке во время Гражданской войны в США, заинтересовался аэростатами, которыми противники пользовались для ведения воздушной разведки. Поднявшись в воздух, покоренный полетом над рекой Миссисипи, он навсегда связал свою жизнь с воздухоплаванием. С тех пор слова «дирижабль» и «цеппелин» стали синонимами.
Цеппелин LZ 1902 года
Граф фон Цеппелин мечтал сделать дирижабли транспортом будущего - комфортабельными воздушными лайнерами, могучими перевозчиками грузов. Он считал, что огромные дирижабли могут способствовать и достижению военной мощи Германии.
Двадцать лет потратил Цеппелин, чтобы сделать достойную модель дирижабля. И в 1906 году он построил усовершенствованный дирижабль, который заинтересовал военных.
Цеппелин на Боденском озере
С этого момента граф Цеппелин ушел в отставку и занялся разработкой и конструированием дирижаблей. Создав компанию по строительству дирижаблей, граф обрел известность, его называли «Величайшим немцем XX века».
«Цеппелины» отличались огромными размерами и по форме напоминали сигару.
Во время полётов дирижаблей осуществлялась перевозка почты. На конвертах обычно ставились оттиски специальных почтовых штемпелей, а ряд государств даже выпустили почтовые марки, предназначенные специально для оплаты почты, перевозимой дирижаблями.
Вид из гондолы французского дирижабля в 1918 году
Первая в Европе воздушная пассажирская линия Фридрихсхафен - Дюссельдорф, по которой курсировал дирижабль «Германия», была открыта в 1910 году.
Во время Первой мировой войны немецкие вооруженные силы использовали «цеппелины» для разведки на территории врага и бомбардировок. В отличие от аэропланов (роль бомбардировщиков выполняли легкие разведывательные самолеты, пилоты которых брали с собой несколько небольших бомб), дирижабли в начале мировой войны уже были грозной силой.
Налет дирижабля на Кале
Наиболее мощными воздухоплавательными державами были Россия, имевшая в Петербурге более двух десятков аппаратов, и Германия, обладавшая 18 дирижаблями.
В 1926 году совместная норвежско-итало-американская экспедиция под руководством Р. Амундсена на дирижабле «Норвегия» конструкции Умберто Нобиле осуществила первый трансарктический перелёт по маршруту: остров Шпицберген — Северный Полюс — Аляска.
К 1929 году технология дирижаблестроения продвинулась до весьма высокого уровня; дирижабль «Граф Цеппелин» начал первые трансатлантические рейсы - полёты в Америку.
LZ 127 «Граф Цеппелин»
В 1929 году дирижабль LZ 127 «Граф Цеппелин» с тремя промежуточными посадками совершил свой легендарный кругосветный перелёт. За 20 дней он преодолел более 34 тысяч километров со средней полётной скоростью около 115 км/ч!
Путешествие в дирижабле отличалось от полетов в современном самолете.
Представьте себя на борту дирижабля «Гинденбурга», который по длине в три раза превосходил современный аэробус, а по высоте был равен 13-этажному зданию.
Вам отводят не кресло, а целую каюту с кроватью и туалетом. При взлёте не нужно пристегивать ремни. Можно стоять в каюте, прогуливаться по салону или палубе, смотреть в окна. В ресторане - столы, сервированные серебряными приборами и фарфоровой посудой. В салоне был даже небольшой рояль.
Ресторан на «Гинденбурге»
Салон на «Гинденбурге»
Все эти помещения находились в огромном «брюхе» дирижабля, рассчитанном на 50 пассажиров.
Двигаясь со скоростью 130 километров в час на высоте 200 метров над уровнем моря, «Гинденбург» в 1936 году совершил свой самый быстрый перелёт через Северную Атлантику за 43 часа.
Двигатель дирижабля «Гинденбург»
Одним из самых больших врагов «цеппелинов» была непогода.
Из двадцати четырёх построенных дирижаблей восемь вышли из строя из-за непогоды. Тем не менее, в Германии по-прежнему верили в надежность «цеппелинов» и продолжали их производство.
Немецкий военно-морской цеппелин L 20 после вынужденной посадки возле побережья Норвегии, 1916 г.
Часто думают, что дирижабли 1930-х годов могли приземляться вертикально, как вертолёт. Но это могло быть осуществимо только при полном отсутствии ветра.
В реальных условиях для посадки дирижабля требуется, чтобы находящиеся на земле люди подобрали сброшенные с разных точек дирижабля канаты и привязали их к подходящим наземным объектам, затем дирижабль можно подтянуть к земле.
Наиболее же удобный и безопасный способ посадки (особенно для больших дирижаблей) — причаливание к специальным мачтам. С вершины причальной мачты сбрасывали канат, который прокладывали по земле по направлению ветра. Дирижабль подходил к мачте с подветренной стороны, и с его носа также сбрасывали канат. Люди на земле связывали эти два каната, и затем лебёдкой дирижабль подтягивали к мачте — его нос фиксировался в стыковочном гнезде.
Жёсткий дирижабль ZR 1 "Шенандоа" на причальной мачте
Жёсткий дирижабль ZR 3 "Лос Анджелес" (немецкий дирижабль LZ 126) на тросовом причале на авианосце, 1928 год.
Причаленный дирижабль может свободно вращаться вокруг мачты, как флюгер. Стыковочный узел мог двигаться по мачте вверх-вниз — это позволяло опустить дирижабль ближе к земле для погрузки-разгрузки и посадки-высадки пассажиров.
Причальные мачты - единственное подходящее место для стоянки дирижаблей. Ведь дирижабли огромны, и специальный ангар-гараж для них будет не только колоссальных размеров, но и очень дорогим! Кстати, чтобы завести сравнительно небольшой дирижабль в ангар при сильном ветре, требовались усилия до 200 человек.
Попытки создания воздушных авианосцев начались с момента появления первых цеппелинов, наводивших своими размерами на мысль о том, что на них вполне могут базироваться самолёты, имевшие в то время небольшие размеры и ничтожную дальность полёта, ограничивавшую их применение.
В 1930 году начались эксперименты по их созданию, и даже было введено в строй несколько летающих авианосцев.
Летающий авианосец USS Akron (ZRS-4)
При взлёте с воздушного авианосца биплан опускался вниз на специальном кране из открытого люка дирижабля, идущего полным ходом, после чего отцеплялся и летел самостоятельно.
Истребитель в момент посадки на авианесущий дирижабль USS Akron (ZRS-4)
При посадке те же самые действия происходили в обратном порядке: биплан, уравняв свою скорость со скоростью дирижабля, цеплялся за крюк специального крана, после чего затягивался внутрь люка.
Создатели дирижаблей, пренебрегая элементарными мерами безопасности, наполняли их небезопасным, но дешёвым водородом вместо инертного, но дорогого и малодоступного гелия. В мае 1937 года произошла катастрофа, потрясшая весь мир.
«Гинденбург» уже причалил к мачте в Лейкхерсте, как неожиданно в хвостовой части показались небольшие языки пламени. От них взорвался водород, находившийся в отсеках, и дирижабль охватил огонь. Погибло 25 человек.
10 сентября 1908 года впервые был осуществлен полет первого управляемого аэростата, созданного в России.
Вопросами управляемого воздухоплавания в России начали заниматься в самом начале XIX века. Так, в 1812 году механик Франц Леппих предложил русскому правительству построить управляемый аэростат для военного применения. В июле того же года под Москвой началась сборка аппарата. Аэростат имел необычную конструкцию. Его мягкая рыбообразной формы оболочка выполнялась из тафты и по периметру в горизонтальной плоскости была опоясана жестким обручем. К этому обручу крепилась сеть, охватывавшая верхнюю часть оболочки. Самым необычным элементом конструкции являлся жесткий киль, укрепленный на обруче на некотором расстоянии от оболочки с помощью ряда подкосов, расположенных вокруг нижней части оболочки. Киль выполнял одновременно и функцию гондолы. В кормовой части оболочки к обручу был присоединен стабилизатор. По обеим сторонам аппарата к каркасу шарнирно крепились два крыла. Посредством взмахов этих крыльев предполагалось перемещать аэростат. Все элементы жесткого каркаса были выполнены из дерева. По ориентировочным оценкам объем оболочки аппарата составлял 8000 куб.м, длина - 57 м, а максимальный диаметр - 16 м. Но постройка этого необычного аэростата невиданных по своему времени размеров так и не была завершена. Оболочка, заполнявшаяся водородом, не держала газ, а с помощью крыльев-движителей перемещать аппарат было практически невозможно. Для управляемого перемещения такого крупного аэростата нужен был воздушный винт, приводимый в движение достаточно легким двигателем мощностью в несколько десятков киловатт. Создание такого двигателя являлось в то время неразрешимой задачей.
Тем не менее нельзя не отметить оригинальность конструкции этого аппарата, явившегося практически первым прообразом управляемых аэростатов полужесткого типа.
В середине XIX века ряд проектов управляемых аэростатов предлагают А. Снегирев (1841 г.), Н. Архангельский (1847 г.), М. И. Иванин (1850 г.), Д. Черносвитов (1857 г.). В 1849 году оригинальный проект выдвинул военный инженер Третесский. Дирижабль должен был передвигаться посредством реактивной силы струи газа, вытекавшего из отверстия в кормовой части оболочки. Для повышения надежности оболочка выполнялась секционированной.
В 1856 году проект управляемого аэростата разработал капитан первого ранга Н. М. Соковнин. Длина, ширина и высота этого аппарата составляли соответственно 50, 25 и 42 м, расчетная подъемная сила оценивалась в 25000 Н. С целью повышения безопасности оболочку предполагалось наполнять негорючим аммиаком. Для передвижения аэростата Соковнин спроектировал своего рода реактивный двигатель. Воздух, находившийся в баллонах под большим давлением, подавался в специальные трубы, из которых истекал наружу. Трубы предлагалось выполнить поворотными, что позволило бы, по утверждению автора, управлять аппаратом без помощи аэродинамических рулей. По сути, Соковнин впервые предложил струйную систему управления дирижаблем.
Наиболее законченный проект был предложен в 1880 году капитаном О.С. Костовичем. Его управляемый аэростат, названный «Россия», дорабатывался в течение нескольких лет. В окончательном варианте его основой служил жесткий цилиндрический каркас с коническими законцовками, выполненный из легкого и достаточно прочного материала «арборита» (типа фанеры), технология изготовления которого была разработана самим Костовичем. Каркас обтягивался шелковой материей, пропитанной для уменьшения газопроницаемости специальным составом. По бокам аэростата имелись несущие поверхности. По его оси проходила горизонтальная балка, в кормовой части которой был установлен четырехлопастный воздушный винт. Спереди к балке крепился руль направления. Для управления дирижаблем в вертикальной плоскости служил подвешенный снизу подвижный груз. В миделевом сечении оболочки размещалась вертикальная труба, к нижней части которой была присоединена гондола. Объем оболочки составлял около 5 000 м3, длина - около 60 м, а максимальный диаметр - 12 м. Для своего дирижабля Костович разработал удивительно легкий для того времени восьмицилиндровый двигатель внутреннего сгорания. При мощности 59 кВт его масса составляла лишь 240 кг.
В 1889 году практически все детали аэростата, в том числе и двигатель, были изготовлены. Однако из-за отсутствия субсидий со стороны правительства его так и не удалось собрать. И все же этот проект дирижабля жесткой системы был серьезным шагом вперед на пути развития управляемого воздухоплавания, сделанным почти на два десятилетия раньше появления аппаратов Шварца и Цеппелина.
Следует отметить также работы доктора медицины К. Данилевского из Харькова, построившего в 1897-1898 годах несколько небольших аэростатов, снабженных специальной системой поворотных плоскостей. Передвижение аппаратов в вертикальной плоскости осуществлялось посредством горизонтально расположенных винтов, приводившихся в движение мускульной силой человека с помощью педалей. Горизонтальное перемещение обеспечивалось в процессе подъема и спуска поворотом плоскостей в ту или иную сторону. Реального применения такие аппараты найти не могли, однако техническая идея управления полетом была оригинальной.
Таким образом, к концу XIX века в России управляемый аэростат так и не был построен.
Однако развернувшееся в начале XX века широкое строительство управляемых аэростатов за рубежом, в частности в Германии, Франции и Италии, и значительные по тому времени достижения этих дирижаблей, которые могли играть немаловажную роль при проведении боевых действий, заставили русское военное министерство серьезно заняться вопросом снабжения армии управляемыми аэростатами.
Первая попытка создания своими силами дирижабля была сделана в Учебном воздухоплавательном парке в 1908 году. Аэростат, названный «Учебный», строился по проекту капитана А. И. Шабского. Постройка аппарата была закончена в сентябре 1908 года и уже 10 числа этого же месяца над Волковом Полем вблизи Царского села был осуществлен его первый запуск. Оболочка аэростата имела объем около 1200 куб.м и была выполнена из двух змейковых аэростатов системы Парсеваля. Длина ее составляла 40 м, а максимальный диаметр - 6,55 м. В деревянной гондоле был установлен двигатель мощностью 11,8 кВт, который приводил в движение два воздушных винта. Винты располагались по обе стороны гондолы в передней ее части. «Учебный» брал на борт три человека, мог подниматься на высоту 800 м и развивать скорость около 22 км/ч. Наибольшая продолжительность полета "Учебного"составляла около 3 часов. В 1909 году дирижабль был модернизирован. Объем оболочки увеличили до 1500 куб.м, установили более мощный двигатель (18,4 кВт), заменили винты, перестроили гондолу. Однако дальнейшие полеты больших успехов не принесли, и аппарат в конце года был демонтирован.
В том же году русское военное министерство закупило во Франции на заводе «Лебоди» полужесткий дирижабль, получивший в России наименование «Лебедь». Одновременно с этим специальная комиссия инженерного ведомства под руководством профессора Н. Л. Кирпичева вела разработку и постройку первого отечественного военного дирижабля.
Этот полужесткий дирижабль, названный «Кречет», был построен в июле 1909 года. В разработке аппарата большое участие принимали инженеры Немченко и Антонов. По сравнению с его прототипом - французским дирижаблем «Patrie», в «Кречет» были внесены значительные усовершенствования. На «Кречете» отсутствовали матерчатый передний ветрорез и нижний опорный пилон гондолы, оперение с жестким каркасом было заменено двумя каплевидными горизонтальными стабилизаторами из прорезиненной ткани, сообщавшимися с основной газовой оболочкой. Кроме того, были увеличены размеры гондолы и выше расположены винты. Все это позволило существенно улучшить управляемость дирижабля и разгрузить его кормовую часть. Первый полет «Кречета» состоялся 30 июля 1910 года, т. е. через год после постройки. После проведения испытательных полетов, в которых была достигнута скорость 43 км/ч и продемонстрирована хорошая управляемость дирижабля как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, «Кречет» передали в армию.
В том же 1910 году началась эксплуатация «Лебедя». Осенью 1910 года были построены еще два русских военных дирижабля мягкой системы «Голубь» и «Ястреб» («Дукс»), первый на Ижорском заводе в Колпино под Петроградом, а второй Акционерным обществом «Дукс» в Москве. «Голубь» строился по проекту профессоров Боклевского, Ван-дер-Флита и инженера В. Ф. Найденова при участии капитана Б. В. Голубова, автором «Ястреба» был А. И. Шабский.
В 1910 году Россия приобрела за границей еще четыре дирижабля: три во Франции - «Clement Bayard», названный «Беркут», «Zodiac VII» и «Zodiac IX» («Коршун» и «Чайка») - и один в Германии - «Parseval VII», получивший название «Гриф».
К началу 1911 года Россия имела девять управляемых аэростатов, из них четыре отечественной постройки, и занимала по числу дирижаблей третье место в мире после Германии и Франции. Отечественные дирижабли практически не уступали приобретаемым зарубежным аппаратам. Однако при этом не следует забывать, что за рубежом приобретались далеко не лучшие дирижабли. Что же касается жестких дирижаблей Германии того времени, имевших объем до 19 300 куб.м, скорость до 60 км/ч и дальность полета около 1600 км, то отечественные управляемые аэростаты конкурировать с ними не могли.
В 1912 году в Петрограде по проекту С. А. Немченко построили небольшой полужесткий дирижабль «Кобчик» объемом 2400 куб.м и на Ижорском заводе - «Сокол» по типу «Голубя». «Сокол» по сравнению со своими предшественниками имел лучшие обводы, более развитые рули высоты и был оборудован более мощным двигателем (59 кВт), приводившим посредством цепной передачи два воздушных винта. Удачные полеты «Голубя» и «Сокола», показавшие соответствие их летно-технических характеристик расчетам, явились основанием для закладки в 1911 году на Ижорском заводе крупного дирижабля объемом 9600 куб.м, названного «Альбатрос». Его постройка была закончена осенью 1913 года. Это был наиболее совершенный дирижабль из всех построенных на русских заводах. Он имел длину 77 м, высоту 22 м и ширину 15,5 м, развивал скорость до 68 км/ч. Максимальная высота подъема достигала 2400 м, а продолжительность полета - 20 ч. В оболочке было предусмотрено два баллонета, каждый объемом 1200 куб.м. Силовая установка состояла из двух двигателей мощностью по 118 кВт. Авторами проекта «Альбатроса» были Б. В. Голубов и Д. С. Сухоржевский.
В 1913 году за рубежом приобретаются еще три дирижабля большого объема: «Astra Torres» (10000 м3), «Clement Bayard» (9600 м3) во Франции и «Parseval XIV» (9600 м3) в Германии. Они получили в России названия соответственно «Астра», «Кондор» и «Буревестник». Наилучшими характеристиками обладал «Буревестник», развивавший скорость до 67 км/ч.
В 1914 году были заказаны крупные дирижабли объемом примерно 20 000 м3 трем заводам - Ижорскому, Балтийскому и «Клеман Баяр» во Франции.
К началу первой мировой войны в России имелось 14 дирижаблей, но из них лишь четыре «Альбатрос», «Астра», «Кондор» и «Буревестник» - по своим летно-техническим характеристикам могли с определенными оговорками считаться пригодными для участия в боевых действиях. В результате этого русские управляемые аэростаты в боевых операциях практически не применялись. Лишь дирижабль «Астра» в мае - июне 1915 года выполнил три ночных полета с бомбометанием в расположение германских войск. В этих полетах дирижабль получил много повреждений и в дальнейшем почти не эксплуатировался. Во второй половине июня 1915 года «Астру» демонтировали.
Отсутствие в России в годы первой мировой войны дирижаблей с необходимыми летно-техническими характеристиками было обусловлено рядом объективных причин. К ним относятся недоверие правительства к отечественным разработкам и связанное с этим слишком малое финансирование, а также отсутствие достаточного количества квалифицированных кадров, знакомых с устройством дирижабля, его свойствами и особенностями эксплуатации. Немаловажную роль сыграло также то, что ни на одном из отечественных заводов не выпускались мощные надежные двигатели с массовыми характеристиками, удовлетворявшими требованиям установки их на дирижабли. Двигатели приходилось также приобретать за рубежом.
Тем не менее, в проектах и конструкциях дирижаблей отечественной постройки того времени было немало оригинальных технических решений, предложенных и реализованных намного раньше, чем на зарубежных управляемых аэростатах, и получивших широкое распространение на дальнейших этапах развития дирижаблестроения.
Дирижабли - огромные заполненные газом конструкции - появились в начале XX века. В течение нескольких десятилетий все воспринимали их с энтузиазмом и считали практичным и эффективным решением для перевозки с комфортом большого количества людей или перевозки военных грузов. Но в 1930-х случилась трагедия, которая в корне изменила отношение к дирижаблям. Сегодня же, по прошествии почти века дирижабли снова возвращаются на арену, но уже в новом обличье.
Гибель «Гинденбурга» 6 мая 1937 года стала концом эпохи дирижаблей. Вид гигантского немецкого цеппелина, падающего в пламени возле Лейкхерста, Нью-Джерси, испугал людей. Дирижабль сгорел в считанные секунды, погибло 35 из 97 пассажиров, а фотографии и кинохроники жуткого события вызвали шок у людей по всему миру.
Неудивительно, что популярность полетов в массивных конструкциях, заполненных газом, упала до нуля, и индустрия так и не восстановилась. Но мечта о путешествиях в аппаратах легче воздуха не умерла до сих пор. Поэтому правительственные агентства и частные компании продолжают экспериментировать с огромными дирижаблями по сей день.
1. Aeroscraft ML866
Инженеры Aeroscraft Corporation взялись за колоссальную задачу - построить дирижабль с внутренним пространством площадью 465 квадратных метров.
Презентуемый как «летающая яхта», Aeroscraft ML866 в настоящее время пребывает в стадии постройки, и будет завершен в 2020 году. Генеральный директор и главный инженер компании Игорь Пастернак заявил, что размеры дирижабля составят 169 метров в длину и 29 метров в ширину. Для сравнения, размеры «Гинденбурга» составляли 245 метров в длину и 41 метр в ширину, а внутренняя полезная площадь - около 557 квадратных метров.
В баллоны Aeroscraft ML866 будет закачан гелий, а не легковоспламеняющийся водород, который вызвал пожар на «Гинденбурге».
При эксплуатации новый дирижабль сможет достичь крейсерской высоты 3 658 метров и сможет пролететь до 5 000 километров. Заявленная грузоподъемность - 66 тонн.
2. Airlander 10
В настоящее время крупнейший в мире летательный аппарат на гелии является Airlander 10 - спроектированный и изготовленный британской компанией Hybrid Air Vehicles аппарат, который объединяет в себе технологии вертолетов и самолетов. В длину он достигает 92 метра (для сравнения, самый большой пассажирский самолет Airbus A380 длиной всего 71 метр).
Крейсерская высота полета дирижабля составляет 6 100 м, при этом он может находиться в полете до двух недель без каких-либо людей на борту и около пяти дней с экипажем. Airlander 10 может взлетать и приземляться «почти с любой поверхности». Заявленная грузоподъемность - 9 980 килограммов.
Airlander 10 отправился в свой первый полет 17 августа 2016 года, пролетев за 19 минут 10 километров в Бедфордшире, Великобритания. При этом он достиг высоты 152 м.
3. Fireball finder
После того, как 22 апреля 2012 года в калифорнийское побережье врезался прилетевший из космоса «огненный шар размером с микроавтобус», команда ученых поднялась на борт «Цеппелин Эврика» , чтобы совершить круиз по предгорьям гор Сьерра-Невады и найти фрагменты метеорита на земле.
3 мая того же года исследователи из NASA и Института поисков внеземного интеллекта (SETI) поднялись на высоту 300 м на дирижабле, длина которого составляла 75 м (немногим больше самолета Boeing 747). В течение 5-часового полета они искали кратеры, которые могли отмечать места, где врезались в землю куски метеорита.
4. Walrus
В рамках программы Walrus в Управлении перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) разрабатывается гибридный дирижабль, который будет тяжелее воздуха, а подъемную силу он будет генерировать посредством сочетания аэродинамики, вектора тяги и генерации летучего газа.
Представители DARPA заявили, что эти современные дирижабли предназначены с помощью передовых технологий преодолеть проблемы проектирования, с которыми сталкивались дирижабли в более ранние эпохи.
5. The Falcon Project
Может ли дирижабль окончательно решить загадку предполагаемого существования неуловимого гуманоида, известного как «Бигфут» или «снежный человек». Операторы проекта Falcon думают, что это возможно.
С этой целью представители проекта Falcon объявили в 2012 году, что они начнут поиск двуногого зверя, запустив развернув дистанционно управляемый наполненный гелием летательный аппарат, чтобы наблюдать с неба за лесами, где якобы видели это существо. Построенный на заказ 14-метровый Aurora Mk II будет охотиться Бигфутом, сканируя ландшафт с помощью антенн и камер с высоким разрешением, которые снимают в разных диапазонах и спектрах.
6. Рыбоподобный дирижабль
В отличие от цеппелинов, у дирижаблей нет внутренней основы, поддерживающей их «кожу», и они сохраняют свою форму исключительно из-за давления газа, который раздувает их изнутри. Подобная гибкость побудила исследователей начать разрабатывать тип силовой установки, в которой используются искусственные мышцы, чтобы продвигать дирижабль по воздуху, подобно тому, как рыба плывет в воде. Так называемые мышцы - это эластичные полимерные пленки (EAP), которые расширяются и сжимаются при столкновении с электричеством.
7. Zeppelin NT
В 2008 году дизайнерская компания Airship Ventures в Калифорнии приобрела 12-пассажирский цеппелин стоимостью 12 миллионов долларов - Zeppelin NT, построенный немецкой компанией Zeppelin Luftschifftechnik GmbH для использования в экскурсионных целях.
Цеппелины вернулись в небеса Германии в 1997 году, когда был запущен первый прототип Zeppelin NT, а это первый цеппелин, который появится в Калифорнии с 1930-х годов (тогда здесь небеса бороздили воздушные корабли US Navy Macon и USS Akron).
Воздушные корабли Zeppelin NT длиной 75 м значительно короче массивного «Гинденбурга» (245 м). Кроме того, в отличие от «Гинденбурга», современные цеппелины накачаны гелием, который несколько менее летучий, чем водород, но также гораздо менее огнеопасен.
Впрочем, на разработке одних только дирижаблей современные конструкторы не останавливаются. Одной из последних разработок стал , когда это действительно необходимо.
Дирижабль (от французского diriger - «управлять») - это самодвижущийся О его истории и способах самому построить этот летательный аппарат, мы расскажем далее в статье.
Элементы конструкции
Есть три основных типа дирижаблей: мягкие, полужесткие и жесткие. Все они состоят из четырех основных частей:
- сигарообразной оболочки или воздушного шара, заполненного газом, плотность которого меньше плотности воздуха;
- кабины или гондолы, подвешенной под оболочкой, служащей для перевозки экипажа и пассажиров;
- двигателей, приводящих в движение пропеллеры;
- горизонтальных и вертикальных рулей, помогающих направлять дирижабль.
Что такое мягкий дирижабль? Это воздушный шар с кабиной, прикрепленной к нему с помощью канатов. Если газ выпустить, то оболочка потеряет свою форму.
Полужесткий дирижабль (фото его приведено в статье) также зависит от внутреннего давления, которое поддерживает его форму, но у него еще есть структурный металлический киль, который проходит в продольном направлении вдоль основания аэростата и поддерживает кабину.
Жесткие дирижабли состоят из легкого каркаса из алюминиевого сплава, покрытого тканью. Герметичными они не являются. Внутри этой структуры находится несколько воздушных шаров, каждый из которых может отдельно заполняться газом. Летательные аппараты данного типа сохраняют свою форму, независимо от степени наполненности баллонов.
Какие газы применяются?
Обычно для подъема дирижаблей используются водород и гелий. Водород является самым легким известным газом и, таким образом, он имеет большую грузоподъемность. Однако он легко воспламеняется, что стало причиной многих фатальных катастроф. Гелий же не такой легкий, но намного безопаснее, так как не горит.
История создания
Первый успешный дирижабль был построен в 1852 г. во Франции Анри Гиффардом. Он создал 160-килограммовый паровой двигатель, способный развивать мощность в 3 л. с., которых было достаточно для приведения в движение большого пропеллера со скоростью 110 оборотов в минуту. Для того чтобы поднять вес силовой установки, он заполнил 44-метровый баллон водородом и, стартовав с парижского ипподрома, полетел со скоростью 10 км/ч, преодолев расстояние около 30 км.
В 1872 году немецкий инженер Пауль Хаэнляйн впервые установил и использовал на дирижабле двигатель внутреннего сгорания, топливом для которого служил газ из баллона.
В 1883 году французы Альберт и Гастон Тиссандье первыми успешно управляли аэростатом, который приводился в движение с помощью электрического мотора.
Первый жесткий дирижабль с корпусом из алюминиевого листа был построен в Германии в 1897 году.
Альберто Сантос-Дюмон, уроженец Бразилии, живший в Париже, установил ряд рекордов на серии построенных им с 1898 по 1905 год 14 нежестких дирижаблей с приводом от двигателей внутреннего сгорания.
Граф фон Цеппелин
Самым успешным оператором жестких аэростатов с мотором был немец Фердинанд граф фон Цеппелин, который построил в 1900 г. свой первый LZ-1? Luftschiff Zeppelin, или воздушное судно Цеппелина, - это технически сложный корабль, длиной 128 м и диаметром 11,6 м, который был сделан из алюминиевого каркаса, состоящего из 24 продольных балок, соединенных 16 поперечными кольцами, и приводился в движение двумя двигателями, мощностью 16 л. с.
Летательный аппарат мог развить скорость до 32 км/ч. Граф продолжал совершенствовать конструкцию во время первой мировой войны, когда многие из его дирижаблей (называемые цеппелинами) использовались для бомбардировки Парижа и Лондона. Летательные аппараты данного типа также применялись союзниками во время Второй мировой войны, в основном, для противолодочного патрулирования.
В 20-е и 30-е годы прошлого века, в Европе и Соединенных Штатах строительство дирижаблей продолжалось. В июле 1919 г. британский R-34 дважды совершил трансатлантический перелет.
Покорение Северного полюса
В 1926 г. итальянский полужесткий дирижабль (фото приведено в статье) «Норвегия» был успешно использован Роальдом Амундсеном, Линкольном Эллсвортом и генералом Умберто Нобиле для исследования Северного полюса. Следующую экспедицию, уже на другом возглавил Умберто Нобиле.
В общей сложности он планировал совершить 5 полетов, но дирижабль, построенный в 1924 г., потерпел крушение в 1928. Операция по возвращению полярных исследователей заняла более 49 дней, в ходе которой погибло 9 спасателей, включая Амундсена.
Как назывался дирижабль 1924 года? Четвертый серии N, построенный по проекту и на заводе Умберто Нобиле в Риме, получил название «Италия».
Период расцвета
В 1928 г. немецкий воздухоплаватель Хуго Эккенер построил дирижабль «Граф Цеппелин». До выведения из эксплуатации, девять лет спустя, он совершил 590 рейсов, в том числе 144 трансокеанских переходов. В 1936 г. Германия открыла регулярные трансатлантические пассажирские перевозки на «Гинденбурге».
Несмотря на эти достижения, в конце 1930-х годов дирижабли мира практически перестали выпускаться из-за их высокой стоимости, малой скорости, а также уязвимости от штормовой погоды. Кроме того, череда катастроф, самая известная из которых - взрыв заполненного водородом «Гинденбурга» в 1937 г., в сочетании с достижениями в самолетостроении в 30-х и 40-х гг. сделали данный вид транспорта коммерчески устаревшим.
Прогресс технологии
Газовые баллоны многих ранних дирижаблей делались из так называемой «кожи золотобойца»: коровьи кишки отбивались, а затем растягивались. На создание одного летательного аппарата требовалось двести пятьдесят тысяч коров.
Во время Первой мировой войны Германия и ее союзники прекратили производство колбасных изделий, чтобы было достаточно материала для производства воздушных кораблей, с помощью которых проводились бомбардировки Англии. Достижения в технологии производства ткани, в том числе, благодаря изобретению в 1839 г. вулканизированной резины американским торговцем Чарльзом Гудьиром, вызвало взрыв инноваций в дирижаблестроении. В начале тридцатых годов ВМС США построили два «летающих авианосца» «Акрон» и «Макон», чьи корпуса открывались, выпуская флот самолетов-истребителей F9C Sparrowhawk. Корабли разбились после попадания в шторм, так и не успев доказать свою боеспособность.
Рекорд мира по продолжительности полета был установлен в 1937 г. аэростатом «СССР-В6 Осоавиахим». Летательный аппарат провел в воздухе 130 ч 27 мин. Города, которые посетил за время полета дирижабль - Нижний Новгород, Белозерск, Ростов, Курск, Воронеж, Пенза, Долгопрудный и Новгород.
Закат аэростатов
Затем дирижабли исчезли. Так, 6 мая 1937 года «Гинденбург» взорвался над Лейкхерстом в штате Нью-Джерси - в шаре огня погибли 36 пассажиров и членов экипажа. Трагедия была заснята на кинопленку, и мир увидел, как взорвался немецкий дирижабль.
Что такое водород, и как он опасен, стало понятно всем, а идея, что люди могут комфортно передвигаться под емкостью с этим газом, в одно мгновение стала неприемлемой. В современных летательных аппаратах этого типа используется только гелий, который не воспламеняется. Все более популярными и экономичными становились самолеты, такие как скоростные «летающие лодки» компании Pan American Airways.
Современные инженеры, занимающиеся проектированием летательных аппаратов этого типа, сетуют на то, что до 1999 г., когда был опубликован сборник статей о том, как построить дирижабль под названием «Технология дирижабля», единственным доступным учебником была книга «Проектирование воздушного судна» Чарльза Берджесса, вышедшая в 1927 г.
Современные разработки
В конце концов, дизайнеры дирижаблей отказались от идеи перевозки пассажиров и сосредоточили усилия на грузоперевозках, которые сегодня недостаточно эффективно осуществляются железными дорогами, автомобильным и морским транспортом, и недосягаемы во многих районах.
Набирают обороты несколько первых таких проектов. В семидесятых бывший летчик-истребитель военно-морского флота США, в Нью-Джерси испытал корабль аэродинамической дельтовидной формы под названием Aereon 26. Но средства у Миллера закончились после первого же испытательного полета. Создание прототипа грузового воздушного судна требует огромных капиталовложений, а потенциальных покупателей было недостаточно.
В Германии Cargolifter A. G. дошел до строительства самого большого в мире отдельно стоящего здания длиной более 300 м, в котором компания планировала построить гелиевый полужесткий грузовой дирижабль. Что такое быть пионером в данной области воздухоплавания стало ясно в 2002 году, когда компания, столкнувшись с техническими сложностями и ограниченным финансированием, подала заявление о банкротстве. Ангар, расположенный около Берлина, позже был превращен в самый большой крытый аквапарк в Европе «Тропические острова».
В погоне за первенством
Новое поколение инженеров-конструкторов, некоторые из которых подкреплены значительными правительственными и частными инвестициями, убеждено, что, учитывая доступность новых технологий и новых материалов, общество сможет выиграть от строительства дирижаблей. В марте прошлого года Палата представителей США организовала заседание, посвященное данному виду воздушного транспорта, целью которого было ускорение процесса их развития.
В течение последних лет разработкой дирижаблей занимались аэрокосмические тяжеловесы Boeing и Northrop Grumman. Россия, Бразилия и Китай построили или разрабатывают собственные прототипы. Канада создала проекты нескольких воздушных суден, в том числе «Солнечного корабля», который выглядит как раздутый стелс-бомбардировщик с солнечными батареями, размещенными по всей верхней части заполненных гелием крыльев. Все участвуют в гонке, чтобы стать первыми и монополизировать рынок грузоперевозок, который может измеряться миллиардами долларов. В настоящее время наибольшее внимание привлекают три проекта:
- английский Airlander 10, компании Hybrid Air Vehicles - на данный момент крупнейший дирижабль в мире;
- LMH-1, компании «Локхид-Мартин»;
- Aeroscraft, компании Worldwide Aeros Corp, созданной иммигрантом из Украины Игорем Пастернаком.
Радиоуправляемый аэростат своими руками
Чтобы оценить проблемы, возникающие при строительстве летательных аппаратов данного типа, можно построить дирижабль детский. Его размеры меньше, чем у любой модели, которую можно приобрести, и он обладает лучшим сочетанием стабильности и маневренности.
Для создания миниатюрного дирижабля потребуются следующие материалы:
- Три миниатюрных мотора весом 2,5 г или меньше.
- Микроприемник весом до 2 г (например, DelTang Rx33, который, наряду с другими частями, можно приобрести в специализированных онлайн-магазинах, таких как Micron Radio Control, Aether Sciences RC или Plantraco), работающий от одной литий-полимерной ячейки. Следует убедиться в совместимости коннекторов двигателя и приемника, иначе потребуется необходимость в пайке.
- Совместимый передатчик с тремя или более каналами.
- LiPo-аккумулятор емкостью 70-140 мАч и подходящее зарядное устройство. Чтобы общий вес не превышал 10 г, потребуется батарея весом до 2,5 г. Большая емкость аккумулятора обеспечит большую длительность полета: при 125 мАч можно легко добиться его продолжительности в 30 мин.
- Провода, соединяющие аккумулятор с приемником.
- Три небольших пропеллера.
- Углеродный стержень (1 мм), длиной 30 см.
- Кусок депрона 10 х 10 см.
- Целлофан, скотч, суперклей и ножницы.
Нужно приобрести воздушный шарик из латекса, наполненный гелием. Подойдет стандартный или любой другой, грузоподъемность которого будет не менее 10 г. Для достижения желаемого веса добавляется балласт, который снимается по мере утечки гелия.
Компоненты прикрепляют к стержню с помощью скотча. Передний мотор служит для движения вперед, а задний устанавливается перпендикулярно. Третий двигатель размещается у центра тяжести и направлен вниз. Пропеллер к нему крепится противоположной стороной, чтобы он мог толкать дирижабль вверх. Моторы следует приклеить суперклеем.
Прикрепив хвостовой стабилизатор, можно значительно улучшить передвижение вперед, так как пропеллер подъема придает небольшое а хвостовой ротор слишком мощный. Его можно сделать их депрона и прикрепить скотчем.
Движение вперед должно компенсироваться небольшим подъемом.
Кроме того, на дирижабль можно установить недорогую камеру, например, используемую в брелоках.
