Дирижабли: история и перспективы воздушных «слонов»
Этот своеобразный летающий объект отдает романтизмом, масштабностью, неспешной вальяжностью. Дирижабль стоит особняком среди всех летающих аппаратов, неся с собой уникальную ауру. Воздушные «слоны» представляются каким-то недооцененным, параллельно существующим отрядом покорителей небес. Однако у дирижаблей были взлеты славы и признания. А тот факт, что разработки подобных агрегатов продолжаются и в настоящем, дает надежду на новые успехи этого интересного подвида воздушного транспорта.
История создания
Дирижабль представляет собой аэростат с двигательным элементом и управляющей системой. Аэростаты (летательные аппараты легче воздуха) используют подъемную силу газообразного вещества, заключенного в оболочку, плотность которого ниже плотности внешнего воздушного пространства. Естественно, что элементы привода и рулевые механизмы развивались и усовершенствовались, ступая в ногу с развитием технологий.
В 1783 году изобретатель Жан Батист Менье задумал воздушный шар эллипсоидной формы, который управлялся бы тремя пропеллерами. Их должны были вращать вручную 80 человек, а изменение давления газа в шаре способствовало бы регулировке высоты полета. Эта идея так и осталась несбыточным желанием Менье, однако спустя почти 70 лет все же обрела материальное воплощение. Французский изобретатель Анри Жиффар продолжил начинания своего соотечественника, совершив первый полет на дирижабле 24 сентября 1852 года. Приводной силой аппарата стал паровой двигатель. Конструкции и технологии плавно внедрялись в работу аэростатов, однако они все равно оставались некой экзотикой неба.
В популяризации и развитии дирижаблей огромную роль сыграл немецкий граф Фердинанд фон Цеппелин. Фамилия этого энтузиаста стала синонимом этих воздушных аэростатов. Граф вложил все свое состояние в развитие строительства дирижаблей на жесткой основе. Работы начались в 1899 году. Результатом стал прототипный образец «LZ 1» с двумя двигателями Даймлер, который имел длину 128 м. Претерпев ряд неудач, уже в 1906 году Цеппелин построил дирижабль, который получил внимание военной авиации. Их привлекли показатели грузоподъемности и длительности полета. На борту, попавших на вооружение, дирижаблей размещали бомбы, гранаты и радиоаппаратуру. Полезный вес, который мог поднять воздушный гигант, достигал 8 тонн. При этом скорость полета составляла 21 м/с. Дирижабли были весомым аргументом во время Первой мировой войны, совершая немало боевых и разведывательных вылетов. Однако события тех времен вскрыли также и серьезные недостатки подобных аэростатов: плохая маневренность, пожароопасность и др.
Марка с Цеппелином LZ 1
Нашлись применения дирижаблей и в мирных целях. Более того, время между двумя мировыми войнами стало их «золотым веком». Еще в 1910 году была пущена первая пассажирская линия, обслуживающаяся аэростатами. Из Фридрихсхафена в Дюссельдорф можно было помпезно добраться на дирижабле «Германия». После Первой мировой войны крупные страны уделили много интеллектуального и финансового внимания отрасли дирижаблестроения. Стали появляться удачные модели, которые могли справляться с более серьезными задачами. В 1929 году аппарат «Граф Цеппелин» начал первые трансатлантические рейсы. А немного позднее совершил кругосветный полет, ограничившись тремя промежуточными посадками. «Граф Цеппелин» начал регулярно курсировать в Южную Америку, обозначив значительные претензии дирижаблей на транспортные услуги. Подобные путешествия выделялись роскошными условиями, предлагая комфортабельный полет своим клиентам.
Были разработаны и выпущены даже дирижабли-авианосцы. Одним из таких стал американский представитель «Акрон». Этот громадный аппарат совершил первый полет в 1931 году. А уже в 1933 году «Акрон» потерпел крушение во время шторма.
Весомый теоретический вклад в строительство крупных дирижаблей внес русский ученый Константин Циолковский, который еще в 80-х годах 19 века разработал концепцию жесткого аэростата-великана с металлической обшивкой и потрясающим несущим объемом (до 500 000 кубических метров). Идеи ученого с переменным успехом приводились в исполнение, однако широкого масштаба строительство крупных дирижаблей так и не достигло.
Броские недостатки и катастрофы серьезно приостановили поступь дирижаблестроения. Катализатором этого явления попутно стало параллельное развитие самолетов и вертолетов.
Устройство и разновидности дирижаблей
Основными составляющими дирижабля являются: оболочка для размещения газа, гондола для груза, стабилизирующая система и двигатели. Время вносило коррективы в каждую составную часть, улучшая характеристики и безопасность полета. Так оболочка обзавелась многослойной обтяжкой и структурой отсеков, что способствовало более безопасному полету и долгосрочности эксплуатации. Были разработаны клапаны-предохранители, которые страховали от физических повреждений при неконтролируемом расширении газа. На заре испытаний дирижаблей пассажирский и грузовой отсеки располагали в одной гондоле с двигателями. Позже конструкторы резонно выделили тяговым установкам отдельное место. На стабилизацию всей махины было брошено две системы: гравитационная и аэродинамическая. Первая хорошо справлялась со своими обязанностями при малых скоростях, используя пассивное выравнивание или динамическую систему грузов. Вторая играла свою скрипку на скорости, держа баланс за счет аэродинамических рулей. Современные разработки опираются в этом вопросе на автоматику и компьютерный расчет.
Современный дирижабль
Различные подходы к реализации дирижаблей внесли несколько ключевых особенностей, которые могут охарактеризовать аэростат. Самая наглядная из них – структура оболочки. По этому признаку аппараты делятся на такие типы: мягкий, полужесткий и жесткий. Жесткая оболочка имеет в своей основе каркас-скелет, который и сохраняет форму несущей конструкции. Другие представители обходятся давлением или собирательным подходом. У каждого из них своя история и эксплуатационная судьба. Рознятся воздушные «слоны» и тяговыми установками. Начиная с парового двигателя, дирижабль примерил на себе и бензиновую, и электрическую, и газотурбинную тяги. Естественно, делятся аэростаты и по целевому назначению: военные, пассажирские и грузовые.
Перспективы дирижаблей
Дирижаблестроение прожило разные этапы своего развития. Далеко не все они были позитивны и динамичны. Однако этот воздушный гигант всегда интересовал и интересует инженерские и конструкторские умы.
Под патронатом Русского воздухоплавательного общества группа ученых начала работу над старым проектом большого дирижабля Циолковского. Спроецировав на задумки ученого современные достижения науки, они разработали модель ДЦ-Н1. Этот аэростат практически сопоставим с задуманной масштабностью заслуженного ученого. Объем оболочки составит 400 000 куб.м. При этом дирижабль сможет развить скорость 170 км/ч, беря на борт 200 тонн груза. ДЦ-Н1 оснастят девятью двигателями, четыре из которых будут обеспечивать маневренность на малой высоте и скорости. Заявленная дальность полета этого гиганта – 15 тыс.км.
А вот американские визави начали работу над гидродирижаблем. Этот гибрид сможет также держаться на поверхности воды. Военные считают такой проект очень перспективным, не уставая находить плюсы у такого аппарата: большая грузоподъемность, возможность зависания над заданным квадратом, длительное пребывание в воздухе. Кроме того, дирижабль нелегко определить на радарах и достаточно сложно сбить.
Швейцарская конструкторская компания представила свое индивидуальное видение на аэростатическую подъемную силу. Они разработали симбиоз самолета и дирижабля по принципу «летающего крыла». Это крыло наполняется газом, принимая на себя четверть подъемной нагрузки, что уменьшает длительность взлета-посадки. Эта интересная модель получила название Stingray.
Стратосферные дирижабли
Американские конструкторы решили вдохнуть новую жизнь в воздушного «слона», расширив горизонты его использования. Новым местом дислокации дирижабля должны стать верхние слои атмосферы. Беспилотный стратосферный аэростат будет нести наблюдающую миссию и обеспечивать связь, барражируя на высоте свыше 20 км. Это воздушное пространство практически не эксплуатируется, а также является проблемным для атак ПВО. Такие аппараты составят достойную конкуренцию спутникам, имея финансовые и утилизационные преимущества.
Очень хочется наблюдать в небе больше дирижаблей. От них веет историей, романтизмом и уравновешенностью. Воздушные «слоны» продолжают свой сложный, но очень завораживающий полет.
