Подобно облакам. Технологии и общество

Аirship, по английский, Luftschiffbau по немецки что значит воздушный корабль в переводе на русский язык. Красивые и грациозные, бороздившие небесные просторы.

История их началась в далеком 18 веке. Во всяком случае считается что изобретателем является математик из франции Жан Батист Мари Шарль Менье. Он придумал все: форму эллипсоида, три пропеллера для осуществления управляемости, которые должны были вращать вручную аж 80 человек, две оболочки: чтобы изменять объем газа и, следовательно, высоту полета.

А вот до воплощения идей Менье пришлось ждать долго. Впервые их претворил в жизнь совсем другой человек, французский инженер Анри Жиффар. Он сконструировал первый в мире дирижабль с паровым двигателем мощностью в три лошадиные силы. В сентябре 1852 года Жиффар поднялся на нем над Парижским ипподромом и пролетел примерно 30 километров со средней скоростью 10 километров в час. Вот от этого полета и отсчитывают эру моторной авиации и эру дирижаблей.

Целый год талантливый изобретатель, забыв об отдыхе, работал над созданием парового двигателя, пригодного для установки на воздушном корабле. Ему удалось построить машину весом 45 килограммов при мощности в три лошадиные силы. Таким образом, на единицу мощности приходилось 15 килограммов веса двигателя. Для того времени это являлось рекордным достижением. Машина работала на паре, получаемом в котле тоже всемерно облегченной конструкции.

Дирижабли принялись усовершенствовать не только на родине Жиффара, во Франции, но и в других развитых странах.

Так, например, у нас в России еще в 1849 году военный инженер штабс-капитан И.H. Третесский предложил для толкания аэростата использовать реактивную силу: устроить на шаре с четырех сторон трубы-сопла, а в корзине аэростата установить паровой котел со спиртовой горелкой. Поднялся воздухоплаватель на высоту, а дальше, по мнению Третесского, куда надо лететь - выпускай пар из противоположной трубы, и все в порядке; пар, вырываясь под давлением, будет толкать шар в нужном направлении.

В общем-то, проект в принципе осуществимый. Но представляете, сколько надо было бы пара, воды и топлива, чтобы хоть немного пролететь куда нужно? Поэтому за реализацию проекта даже не принимались.

Необычный проект представил в 1866 году адмирал русского флота Николай Михайлович Соковнин. Он предлагал построить полусферический аэростат, плоский снизу, состоящий из двенадцати отсеков, наполненных аммиаком, который легче воздуха в два раза, либо чистым водородом. Легкий газ должен был только облегчить своей подъемной силой вес конструкции в воздухе. А летать предполагалось за счет мощной реактивной струи воздуха, которую засасывал из атмосферы специальный двигатель-насос, а потом выталкивал по бокам аппарата из специальных сопл. Причем управлять кораблем Соковнин тоже предлагал с помощью реактивных рулей, а не воздушных.

Конечно, и этот проект был неосуществим по тем временам, хотя некоторые детали его нашли применение, как, например, размещение газа в изолированных друг от друга отсеках или баллонах в знаменитых немецких дирижаблях цеппелинах или газовые рули в реактивной и космической технике.

Но особенно усиленно усовершенствовали дирижабли во Франции.

Французское правительство стремилось использовать дирижабли для военных целей, выделяло на это деньги, поощряло исследователей. Военному инженеру Дюпюи де Лому было поручено рассматривать поступающие проекты дирижаблей и их усовершенствования. Но всем им не хватало мощного и легкого двигателя. А тут еще началась франко-прусская война, которая развивалась очень неудачно для французов. Немцы осадили столицу Франции Париж, пришлось французам пользоваться воздушными шарами. Но они летали по воле ветра и нередко даже спускались прямо к немцам. Управляемые аэростаты-дирижабли французам были крайне необходимы.

Тогда де Лом сам принялся за проект дирижабля. Он не придумал ничего лучшего, как вращать вал гребного винта с помощью команды солдат. Проект, конечно, нелепый, но положение было трудным, поэтому за него ухватились, как за соломинку. Правда, строительство затянулось на два года, продолжалось и после войны, но дирижабль все же был сделан и даже испытан. Внешне он походил на дирижабль Жиффара, только был больших размеров и имел огромный винт - более 8 метров. Целая команда солдат, работая, что называется, в поте лица, с трудом вращала этот винт со скоростью не более 40 оборотов в минуту. Но тяга была настолько мала, что дирижабль при полном безветрии за минуту продвигался всего на два метра. Сам де Лом понимал, что нужна не мускульная сила, а мощный двигатель.

В 1883 году братья Гастон и Альфред Тиссандье поставили на свой дирижабль электродвигатель. Но электромоторы в то время тоже были далеки от совершенства, громоздки и требовали много энергии. Дирижабль братьев Тиссандье передвигался со скоростью 4 метра в секунду, или около 15 километров в час. Он мог уже лететь против слабого ветра. Но запасов энергии хватало ненадолго.

Журнал "L'ILLUSTRATION" за 1885 год. Гравюры, изображающие полет детища братьев Тисандье. Дирижабль готовится к старту.

Идея применения электромотора пришлась по душе и военным инженерам Ш. Ренару и А. Кребсу, построившим дирижабль для французской армии. Он имел вид длинной, утолщенной спереди сигары, с подвешенной к нему на стропах такой же длинной лодочкой. В ней располагались воздухоплаватели, а в передней ее части - электродвигатель. Он вращал с большой скоростью сравнительно малый винт впереди гондолы и поэтому не толкал, как у Жиффара, а тянул вперед весь дирижабль. Подобные винты так и называются тянущими.

Дирижабль Ренара и Кребса летел со скоростью около 20 километров в час. Больше того, впервые за всю историю воздухоплавания Ренару и Кребсу удалось пролететь минут двадцать вперед против ветра, развернуться на 180 градусов и возвратиться на место взлета.

Теперь название "дирижабль", то есть "управляемый", стало оправданным. Это был большой скачок вперед. Но Ренар и Кребс отлично понимали, что на электромоторе далеко не улетишь. Энергии аккумуляторов хватало всего на час работы, то есть максимум на 20 километров пути. Да и скорость была все же мала. Чуть усиливался встречный ветер - и дирижабль не летел, а стоял на месте, либо даже пятился назад.

Первым поставил бензиновый двигатель на свой дирижабль немецкий изобретатель Герман Вёльферт. Это случилось в 1897 году. Так как лодочки-гондолы, подвешенные к оболочке на длинных стропах, при работе двигателя раскачивались, Вёльферт решил подвесить лодочку поближе к оболочке на специально приспособленных к ней бамбуковых шестах.

Такая рискованная близость бензинового двигателя к наполненной взрывоопасным водородом оболочке многим бросилась в глаза. Но Вёльферт уверял, что в его конструкции все продумано, и решил вместе с механиком испытать свой дирижабль в полете. Как всегда, посмотреть на это событие собралось много народу. Дирижабль взлетел и довольно быстро набрал почти километровую высоту. Все приготовились смотреть, как Вёльферт начнет выполнять обещанные круги и восьмерки, но вместо этого в лодочке вдруг что-то блеснуло, а затем раздался взрыв. Пылающий дирижабль грохнулся на землю. Вёльферт и его помощник погибли.

Урок из этого трагического случая первым извлек австрийский изобретатель Давид Шварц. Раз прорезиненные оболочки аэростатов с водородом легко воспламеняются от любой случайной искры, почему бы не сделать оболочку дирижабля из алюминия? Правда, алюминий, хотя и легкий металл, но все же тяжелее прорезиненной шелковой оболочки. Но зато он совершенно не будет пропускать газ, дирижабль всегда будет иметь идеальную форму. И к тому же, металл не боится огня, прекратятся пожары - этот бич воздухоплавателей.

Еще раньше идею металлических дирижаблей высказал гениальный русский ученый, основоположник космонавтики Константин Эдуардович Циолковский. В 1887 году в работе "Теория и опыт аэростата" он научно и технически обосновал конструкцию дирижабля с металлической оболочкой. При этом Циолковский ввел целый ряд технических новшеств, предложив не гладкую, а гофрированную поверхность металлической оболочки, что придавало конструкции особую прочность.

Особая тема — материал для оболочек. Поскольку долгое время для наполнения летательных аппаратов использовался водород, оболочка должна была быть не только прочной, легкой и стойкой к солнечным лучам, но и газонепроницаемой. При этом улучшение одних качеств могло вести к ухудшению других. К примеру, чем лучше была газонепроницаемость, тем тяжелее ткань. Тем не менее эти ткани пропускали за сутки до десяти литров газа на квадратный метр и быстро старели. К концу 20-х годов известная американская фирма Goodyear создала легкую аэростатную ткань с покрытием из желатина, а немцы начали разработку полимерных пленок.

Тем временем инженеры пытались решить проблему жесткости дирижаблей. Следующим шагом стала разработка итальянского конструктора и полярного исследователя Умберто Нобиле (с 1938-го по 1946 год — начальник советского КБ «Дирижаблестрой», руководитель создания самого большого советского дирижабля «СССР-В6 Осоавиахим»). Он разместил жесткую ферму внутри аппарата. «Позвоночник» хоть и улучшил характеристики дирижаблей, но не решил проблем настоящей жесткости конструкции. Нужен был «панцирь».

В Германии и Франции дирижаблестроение развивалось быстрее, чем в других странах лишь потому, что они постоянно вели военные действия или активно готовились к ним. И военные ведомства старались применить дирижабли для целей войны.

Мысль сделать корпус металлическим пришла австрийскому конструктору Давиду Шварцу после того, как традиционно наполненный водородом и оборудованный бензиновым двигателем аэростат его предшественника Германа Вельферта взорвался в воздухе. В том же 1897 году в Берлине взлетел управляемый аэростат Шварца, корпус которого был уже выполнен из клепаного алюминия, однако неполадки двигателя заставили совершить аварийную посадку, во время которой аппарат пришел в негодность и более не восстанавливался.

В Германии дирижаблями занялся граф Фердинанд Цеппелин. Уже в 1896 году он приступил к постройке огромного дирижабля, который был закончен только в 1900 году. Каркас дирижабля состоял из легких алюминиевых труб и был обтянут алюминиевыми листами. У него было еще одно новшество: две алюминиевые кабины-гондолы - одна впереди, другая сзади - были приделаны непосредственно к оболочке без подвесных устройств. В них располагались моторные отделения, оснащенные бензиновыми двигателями по 16 лошадиных сил, и отделение для экипажа. Цеппелин также использовал идею адмирала H.М. Соковнина и разместил в оболочке семнадцать изолированных друг от друга газовых баллонов-секций. Это было сделано для большей безопасности. Если по каким-либо причинам один или даже несколько баллонов теряли газ, дирижабль все равно за счет остальных мог сохранять свою летучесть, хотя, конечно, и терял часть подъемной силы.

Граф Цеппелин построил на Боденском озере для хранения своего дирижабля огромный плавучий сарай-эллинг с раздвижными воротами.

2 июля 1900 года на берегу озера собралось множество людей. Открылись ворота эллинга, и команда солдат вывела оттуда дирижабль невероятных размеров. Его длина составляла 128 метров, а диаметр - 11,7 метра. Объем оболочки дирижабля равнялся 11 тысячам кубических метров. Такой великан еще никогда не поднимался в воздух. Кто называл его "летающим мамонтом", кто утверждал, что лучше подходит "воздушный кит". Но, пожалуй, точнее всех определил сам граф Цеппелин. Он назвал его воздушным крейсером, подчеркивая без обиняков, что гигантский дирижабль построен для военных целей.

Глядя на такую громадину, мало кто верил, что эта махина может подняться в воздух. Но вот заработали моторы, экипаж во главе с Цеппелином занял места в гондолах. Стартовая команда отпустила удерживающие веревки, и дирижабль плавно отделился от плавучего причала и поплыл в небо. Скорость полета достигала 8 метров в секунду. Однако через четверть часа на борту произошла какая-то поломка, дирижабль вынужден был опуститься к эллингу для ремонта. Потом на нем были довольно успешно сделаны еще два полета. Но конструктору стало ясно, что двигатели для такой огромной махины явно слабы. За дирижаблем окончательно утвердилось название по фамилии его конструктора цеппелин и, очевидно, не зря. Это детище обошлось графу в полтора миллиона марок - почти все его состояние. И тем не менее. Цеппелин приступил к постройке нового дирижабля.

восприняла идею генерала о чудо-оружии на ура. Поклонники цеппелинов собрали больше шести миллионов рейхсмарок, ставших уставным капиталом акционерного общества Luftschiffbau Zeppelin GmbH. И к Первой мировой войне Цеппелин построил несколько машин длиной 148 м, развивавших скорость до 80 км/ч, которые с началом боевых действий тут же отправились бомбить Англию, считавшую себя неприступной под защитой Ла-Манша. Эти парившие на огромной для того времени высоте воздушные левиафаны не боялись тогдашних самолетов и артиллерии, а идеальная пригодность для воздушной разведки искупала недостатки в точности бомбометания.

И даже когда срочно мобилизованные ресурсы англичан дали им возможность создать эффективную зенитную артиллерию и самолеты, способные штурмовать высоту, цеппелины стали транспортниками для доставки подкрепления, оружия и военного снаряжения гарнизонам немецких колоний в Африке.

В 1917 году на верфи Цеппелина был построен LZ-104, развивавший крейсерскую скорость 80 км/ч, способный нести пять тонн бомбовой нагрузки на расстояние до 16 тыс. км. Другими словами, он мог бы достигать берегов Америки. Этот цеппелин не успел поучаствовать в сражениях, а после поражения Германии был взорван своим экипажем. Всего же с 1900-го по 1916 год в Германии было построено 176 дирижаблей. Первая мировая поставила производство на поток, и со стапелей было отпущено в небо 123 машины.

Фердинанд фон Цеппелин не дожил до конца войны, после которой проигравшая Германия стала расплачиваться по репарациям его детищами. По Версальскому договору ей запрещалось производить многое, в том числе и дирижабли, которые можно было использовать как в мирных, так и в военных целях.

И все же творения графа-изобретателя достигли Соединенных Штатов. Продолжатель его дела Гуго Эккенер хотел сохранить компанию и предложил американцам бесплатно получить в счет репараций новый дирижабль-гигант, способный покорять Атлантику. Эккенеру удалось уломать германское правительство профинансировать работы, и в 1924 году был построен летавший на инертном (а значит, негорючем) гелии LZ-126. В отличие от Европы Штаты производили этот безопасный для полетов газ в изобилии. Цеппелин был зачислен в ВМФ США и получил название Los Angeles.

Америка, которая после своей гражданской войны всегда воевала только на чужих территориях, нуждалась в мощных транспортных средствах для перевозки войск и техники, а также для дальней морской разведки. Тогда, в 20-х годах, в США возник план строительства мощного воздухоплавательного флота из 1012 дирижаблей жесткого типа. Предназначались они для патрулирования Тихого и Атлантического океанов. При этом предполагалось, что каждый из них будет нести на борту от пяти до двенадцати самолетов-разведчиков или пикирующих бомбардировщиков и будет способен дважды пересекать океан без дозаправки.

Из-за разразившегося экономического кризиса специально созданной фирме Goodyear-Zeppelin не удалось сразу начать массовое производство, однако в 1931 году первый дирижабль серии ZRS-4 под названием Akron (длина — 239 м, диаметр — 40,5 м, объем — 184 тыс. м3, максимальная скорость — 130 км/ч, максимальная дальность полета — 17,5 тыс. км) поднялся в воздух.

Нужно заметить, что наполнявшиеся водородом ранние европейские цеппелины были очень неэкономичны: по мере расхода топлива (составлявшего до 20% веса) и достижении большой высоты приходилось, во избежание разрыва газовых камер, сначала выпускать из балоннетов воздух, а потом через специальные клапаны стравливать десятки тысяч кубометров довольно дорогого в производстве водорода. Гелий дороже водорода в 30−40 раз, и выпускать его в атмосферу было бы равносильно топке машин банкнотами.

Германские инженеры еще в 1928 году применили в конструкции огромного дирижабля Graf Zeppelin остроумное решение, позволившее не терять водород в полете. Немцы установили на нем двигатели, способные работать на так называемом «голубом газе» (блаугаз, или карбюрированный водяной газ, обогащенный высококалорийным газом, получается в газогенераторах или при крекинге нефти; используется в качестве коммунально-бытового топлива). Его плотность очень близка к плотности воздуха, а по калорийности один кубометр заменял 1,5 кг бензина. «Голубей газ» мог бы решить и проблемы американцев, но в США его не производили, и местные конструкторы разместили на борту Akron установку для извлечения воды из выхлопных газов бензиновых двигателей. В специальном радиаторе газы охлаждались, а вода конденсировалась и направлялась в балластные цистерны, и вес дирижабля в полете не изменялся.

Akron нес в ангарах с люками в полу пять самолетов-разведчиков, каждый из которых весил больше тонны. Для взлета самолет с запущенным двигателем опускался при помощи ферменной штанги через люк и начинал самостоятельный полет. Для посадки штанга, на конце которой была петля в форме трапеции, выдвигалась наружу, а самолет, сравняв скорость со скоростью дирижабля, подлетал к трапеции, цеплялся за нее специальным крюком, и его втягивали в ангар. Были также созданы истребители и пикирующие бомбардировщики, способные действовать с борта воздушного авианосца.

Отлетав два года, Akron погиб в сильнейший шторм. В том же 1933 году американцы подняли в воздух цеппелин той же серии — Maсon, который также через два года погиб, попав в нисходящий поток. И строительство жестких дирижаблей в США прекратилось.

Как уже было сказано, к 80-летию Цеппелина со стапелей его компании сошел гигант LZ-127 (236,6 м длиной и 30,5 м в диаметре), окрещенный Graf Zeppelin. Он совершил 2700 полетов, в том числе первый кругосветный перелет. В нем, как и в других немецких дирижаблях, использовался водород. Но в специальные камеры объемом 30 тыс. м3 закачивали не воздух, а блаугаз, который использовали как топливо. По мере его расхода вес дирижабля почти не менялся и не приходилось стравливать водород.

Последний полет Graf Zeppelin совершил в 1936 году, а в 1940-м он был уничтожен по приказу руководителя Luftwaffe Германа Геринга: в новой войне он делал ставку на самолеты. Так закончилась история и немецких цеппелинов.

Знаменитая катастрофа "Гиденбурга". как считается стала предвозвестницей сворачивания строительства больших дирижаблей.

Впрочем сказать что на этом закончилась история дирижаблей нельзя, история продолжилась....

Подобно облакам. Технологии и общество

Подобно облакам. Технологии и общество.