Історія дирижаблебудування і становлення аеростатіку як науки

Реферат до кандидатського іспиту з «Історії науки» на тему

Аспірант кафедри корозії і захисту металів Лукьянич Дмитро Олександрович

Московський державний інститут сталі і сплавів

Москва квітень 2007 р

... У світі існує ще принаймні одна країна, де дирижаблі могли розвиватися і широко з користю застосовуватися. Це - Радянський Союз з його великою територією, здебільшого рівнинній. Тут, особливо на півночі Сибіру, ​​величезні відстані відокремлюють один населений пункт від іншого. Це ускладнює будівництво шосейних і залізних доріг. Зате метеорологічні умови досить сприятливі для польотів дирижаблів.

Умберто Нобіле, італійський конструктор дирижаблів

Вступ

Дирижабль (від фр. Dirigeable - керований) - літальний апарат легший за повітря, аеростат з рушієм, завдяки якому дирижабль може рухатися незалежно від напряму повітряних потоків.

З давніх часів людством володіла думка про вільному польоті в повітряному океані, який вабив своєю безбережністю і величчю. У переказах багатьох народів дбайливо зберігаються легенди про зухвалі спроби сміливців піднятися над Землею. Для досягнення цієї мети людям довелося подолати довгий і тернистий шлях, повний невдач і звершень.

За 250 років до нашої ери великий Архімед відкрив шлях до польотів на повітряних кулях. Але тільки в другій половині ХVII століття вдалося створити повітряна куля, придатний для практичного використання. Апарат легше повітря, що переміщається в повітряному океані по волі вітру і повітряних течій, назвали аеростатом. Підтримується він у повітрі завдяки підйомній силі газу, укладеного в його оболонці.

5 червня 1783 р у французькому місті Віделон-лез-Анноне брати Жозеф Мішель та Жак Етьєн Монгольф'є демонстрували політ побудованого ними кулі. Оболонка об'ємом близько 600 куб. м. спочивала на гратчастої рамі, сплетеної з лози. Рама встановлювалася на підмостки, під якими був розлучений багаття з мокрої соломи. Гарячий вологе повітря наповнював оболонку. Після того, як відпустили утримують її мотузки, вона пішла вгору. Політ тривав всього 10 хвилин. За цей час куля пролетіла два з невеликим кілометра.

Малюнки аеростатичних запусків у Франції

Академія наук Франції вирішила повторити досвід братів Монгольф'є в Парижі. Підготовку до нього доручили фізику Шарлю. Він використовував для наповнення кулі не гарячим повітря, а відкритий в 1766 р водень, що володів малою питомою вагою. 27 серпня 1783 року на Марсовому полі Парижа відбувся старт, М'яч швидко набрав висоту і зник з очей. Пролетівши 24 кілометри, він впав на землю через розрив оболонки.

Надалі кулі, які наповнюються гарячим повітрям, отримали назву монгольф'єрів, а воднем - шарльєр.

Можливість польоту була доведена. Залишалося з'ясувати, наскільки це безпечно для людського організму. У той час багато хто вважав, що будь-яка жива істота, що піднялося під хмари, навіть на невелику висоту, неодмінно задихнеться. Тому в перше повітряне подорож на монгольф'єрі, відправили вірних і безвідмовних друзів людини. 19 вересня 1783 р знадвору Версальського палацу вперше в історії в повітря були підняті живі істоти. Ця честь випала на долю барана, півня і качки. Вони опустилися на землю в повному здоров'ї. Потім приступили до тренувальних підйомів людей на прив'язних аеростатах. І тільки після ґрунтовної підготовки 21 листопада 1783 року в передмісті Парижа був даний старт монгольф'єрів з екіпажем, до складу якого входили двоє людей - Пілатр де Розьє і д'Арланд.

Йшов час, аеростати удосконалювалися, дозволяючи здійснювати все більш складні перельоти. На початку січня 1785 р француз Бланшар і англієць Джеффріс на шарльєр перелетіли з Дувра в Кале. Підкоривши протоку Па-де-Кале за 2,5 години, вони першими виконали повітряну подорож між острівної Англією і континентальною Європою.

Російський посол у Франції князь Барятинський регулярно повідомляв імператриці Катерині II про успіхи повітроплавання. До них він докладав власноручні замальовки побаченого. Однак імператриця до цієї справи інтересу не виявила. Вона навіть не дозволила Бланшар приїхати в 1786 р в Росію для демонстраційних польотів. Катерина II просила передати йому, що "... тут не займаються сію або другою подібною Аероманія, та й всякі досліди оной яко безплідні і непотрібні у нас абсолютно утруднені". Такий погляд царської особи на повітроплавання привів до того, що росіяни вперше побачили політ на повітряній кулі тільки в наступному столітті.

20 червня 1803 року в Петербурзі в присутності імператорського прізвища Олександра I і великого збігу глядачів відбувся показовий політ француза Ж. Гарнерена. У вересні того ж року повітряна куля піднявся і в Московське небо.

З розвитком науки і техніки аеростати стали залучати для вирішення широкого кола завдань. Вони використовувалися у військовій справі, застосовувалися для вивчення атмосфери, проведення метеорологічних, фізичних, астрономічних спостережень.

Але все ж аеростати не відповідали головної мети повітроплавання - служити засобом сполучення вони не могли. Для цього необхідний був керований аеростат, або дирижабль. Спроби управління польотом аеростата з допомогою весел, вітрил, як це було з кораблями на морських просторах, успіху не принесли. Стало очевидним, що для керованого польоту аеростат необхідно забезпечити рушієм іншого роду.

Вперше це вдалося зробити французькому інженеру Анрі Жиффар. 24 вересня 1852 піднявся в повітря його дирижабль. Він мав обсяг 2500 куб. м., був оснащений паровим двигуном потужністю 3 л. с. і розвивав швидкість близько 10 км / ч. Парові машини тих років мали малу потужність при великій масі і були непридатні для практичного використання на повітряних судах. У першому польоті Жиффар не зміг повернутися до місця старту. Сила вітру перевищувала скромні можливості його двигуна! Розквіт дирижаблебудування почався з появою надійних, легких і досить потужних двигунів внутрішнього згоряння і припав на початок ХХ століття.

Розвиток дирижаблів йшло за трьома конструктивним напрямками: м'які, напівтверді, жорсткі.

У дирижаблях м'якої схеми корпусом служить оболонка, виконана з тканини з малою газопроницаемостью. Сталість форми оболонки досягається надлишковим тиском газу, що наповнює її і створює підйомну силу, а також баллонетамі, які представляють собою м'які повітряні ємності, розташовані всередині корпусу. За допомогою системи клапанів, що дозволяють або нагнітати в баллонети повітря, або стравлювати його в атмосферу, всередині корпусу підтримується постійний надлишковий тиск. Якби цього не було, то що знаходиться всередині оболонки газ під впливом зовнішніх факторів - зміни атмосферного тиску при підйомі або спуску дирижабля, температури навколишнього повітря - міняв би свій обсяг. Зменшення обсягу газу призводить до того, що корпус втрачає свою форму. Як правило, це закінчується катастрофою.

Жорсткі елементи конструкції - стабілізатор, кіль, гондола - кріпляться до оболонки за допомогою пришиті або приклеєних до неї "лап" і з'єднують строп.

Як кожна інженерна конструкція, дирижаблі м'якої схеми мають свої переваги і недоліки. Останні досить серйозні: пошкодження оболонки або відмова вентилятора, що нагнітає повітря в баллонети, призводять до катастроф, Основною ж перевагою є велика вагова віддача.

М'яка схема обмежує розміри дирижабля, що, втім, зумовлює відносну легкість складально-розбірних і транспортних операцій.

Дирижаблі м'якої схеми будувалися багатьма повітроплавцями. Найбільш вдалою виявилася конструкція німецького майора Августа фон Парсеваля. Його дирижабль піднявся в повітря 26 травня 1906 г. З тих пір дирижаблі м'якої схеми іноді називають "Парсеваля".

Залежність форми корпусу від атмосферних факторів в дирижаблях м'якої схеми була зменшена введенням в конструкцію жорсткої кільової ферми, яка, проходячи від носа до корми по низу корпусу, значно підвищує його жорсткість в поздовжньому напрямку. Так з'явилися дирижаблі полужесткой схеми.

У дирижаблях цієї схеми корпусом також служить оболонка з малою газопроницаемостью. Необхідні їм і баллонети. Наявність ферми дозволяє кріпити до неї елементи дирижабля і розміщувати всередині неї частину обладнання. Дирижаблі полужесткой схеми відрізняються більшими розмірами.

Напівжорстка схема була розроблена французьким інженером Жюйо, керуючим цукровими заводами братів Лебодь. Споруда дирижабля фінансувалася власниками заводів. Тому, не зовсім справедливо, таку схему дирижаблів називають "Лебодь". Перший політ дирижабля відбувся 13 листопада 1902 р

У дирижаблях жорсткої схеми корпус набраний з поперечних (шпангоутів) і поздовжніх (стрингерів) силових елементів, обтягнутих зовні тканиною, яка призначається тільки для додання дирижабля належної аеродинамічної форми. Тому ніяких вимог по газопроникності до неї не пред'являється. Баллонети в цій схемі не потрібні, т. К. Незмінність форми забезпечується силовим каркасом. Несучий газ поміщається в окремих ємностях всередині корпусу. Там же встановлюються практично всі агрегати корабля, для обслуговування яких "передбачаються службові проходи.

Єдиний недолік такої схеми полягає в тому, що металева конструкція каркаса зменшує вагу корисного навантаження. Саме жорстка схема зробила дирижабль справжнім кораблем, здатним плисти в повітряному океані подібно морським лайнерів. Творцем таких дирижаблів був видатний німецький інженер і організатор їх виробництва генерал граф Фердинанд фон Цеппелін. Його перший повітряний корабель піднявся в повітря 2 липня 1900 г. З тих пір за дирижаблями жорсткої схеми закріпилася назва "цепелін".

Цікаво відзначити, що сам Цепелін, прекрасно розуміючи переваги жорсткої схеми, віддавав належне дирижаблів та інших конструкцій. Він говорив, що "один тип судна не виключає іншого. Важливо лише, щоб вони були якомога краще розроблені, а дефекти виправлені в інтересах всього людства і культури". Подальший розвиток дирижаблебудування підтвердило справедливість його слів.

Як це часто трапляється, нове досягнення інженерної думки послужило, в першу чергу, не розквіту культури, а прямо протилежних цілей. Вперше в бойових діях дирижаблі були використані італійцями в 1911 - 1912 рр. під час війни з Туреччиною. З їх допомогою проводилися розвідувальні операції і наносилися бомбові удари. Під час першої світової війни безумовним лідером в області дирижаблебудування була Німеччина. За роки війни було побудовано: в Великобританії - 10 дирижаблів, в Італії - 7, у Франції - 1, в США - 6. Кайзерська Німеччина побудувала близько 76 дирижаблів, з них 63 цепеліна і 9 конструкції професора Шютте-Ланца з дерев'яним каркасом. Росія використовувала три літальні апарати «Чорномор» англійського виробництва. Німеччина вступила у війну з трьома дирижаблями: L3, L4, L5.

Всього на німецьких Цепелін було скоєно 1210 бойових вильоти. З 75 бойових кораблів втрачені за роки війни в результаті бойових дій 52: знищено з екіпажем 19, 33 внаслідок обстрілу або аварій захоплено англійцями після приземлення. До кінця війни у ​​Німеччині залишалося всього 7 дирижаблів. Німці широко використовували цепеліни для бомбардувань Англії. Перший наліт відбувся 15 січня 1915 р Згідно з директивою командування дирижаблі повинні починати бомбардування з Букінгемського палацу і урядових резиденцій, потім йшла чергу військових фабрик і житлових кварталів. В один з нічних нальотів дирижабль L-22 (об'ємом 36000 м³) взяв на борт 24 бомби по 50 кг, 2 бомби по 100 кг і 2 по 300 кг. На підльоті до Йорку величезна сигара попалася в промені прожекторів і була збита вогнем зенітних знарядь. Велику небезпеку дирижаблям стала представляти винищувальна авіація. Так 31 січня 1916 р англійськими літаками над морем було збито одразу 9 цепелінів. Щоб врятуватися від винищувачів і зеніток дирижаблі піднімалися на висоти до 5 км, де екіпаж страждав від низьких температур і нестачі кисню.

Внаслідок постійно зростаючих захисних заходів ворога цепеліни для фронту будувалися двох розмірів, типу «L 50» і «L 70».

Головними відмітними особливостями «L 50» були: п'ять двигунів, кожен 260 к.с., які могли розвивати достатню швидкість навіть в розріджених високих атмосферних шарах; чотири пропелера (два задніх двигуна приєднувалися до одного пропелеру); центральний прохід, довжина судна 196.5 м; ширина 23.9 м; обсяг газу 55 000 куб. м; швидкість 30 м / с (приблизно 110 км / год); злітна вага 38 тонн. Тип «L 70»: сім двигунів, кожен по 260 л.с .; шість пропелерів; центральний прохід, довжина судна 211.5 м; найбільший діаметр 23.9 м; обсяг газу 62 000 куб. м; швидкість, 35 м / с (130 км / год); злітна вага 43 тонни.

«L 50» мав команду з 21 чоловік, і «L 70» з 25. Екіпаж складався з: 1 командир, 1 офіцер - спостерігач, 1 квартирмейстер, 1 головний інженер, 2 такелажника (старшина-сигнальник), 2 людини на механізмах балансування (боцмани), 2 моториста (молодші офіцери) на кожен двигун, 1 рульової, 1 телеграфіст, і 1 телеграфіст для бездротового телеграфу. Назви посад не випадкові, дирижаблі входили до складу кайзеровского морського флоту.

Дирижаблі несли два станкових кулемета, і пізніше 20 мм гармати. Боєзапас складався з запалювальних бомб вагою 11,4 кг, і фугасно-осколкових бомб вагою по 50, 100, і 300 кг.

Дирижаблі використовувалися німецькою армією для морської розвідки. На початку війни гідролітаків ще не існувало. Пізніше дирижаблі змогли підніматися на висоту 6 000 метрів, що було недоступне для аеропланів.

Дирижабль супроводжує ескадру бойових кораблів Німеччини

Бази повітряних кораблів були розміщені якомога ближче до узбережжя, і мали достатню площу для зльоту і приземлення; але вони повинні були знаходитися досить глибоко на суші, щоб усунути небезпеку несподіваного нападу з моря. Флот мав наступні бази дирижаблів на узбережжі Північного моря: Nordholz під Cuxhaven, Ahlhorn під Oldenburg, Wittmundshaven (East Friesland), Tondern (Schleswig-Holstein). База Hage, на південь від Norderney, була кинута.

У січні 1918, коли внаслідок спонтанного самозаймання одного з дирижаблів в Ahlhorn, вогонь вибухом поширився на сусідні ангари, і чотири «Цепеліна» і один «Шютте-Ланц» були втрачені. Всі ангари, крім одного, були приведені в непридатність. Після цього німецький флот мав тільки 9 повітряних кораблів в своєму розпорядженні. З осені 1917 будівництво дирижаблів було обмежено, тому що матеріал, необхідний для будівництва дирижаблів був необхідний для більш перспективних аеропланів. З цієї дати замовлявся тільки один дирижабль в місяць.

Дірежаблестроеніе в СРСР

Широке будівництво дирижаблів в Німеччині, Франції, Італії змусило військове відомство Росії також розпочати роботи в цій галузі. 21 лютого 1907 року наказом генерал-інспектора А. П. Вернандера була утворена комісія з будівництва дирижабля під головуванням військового інженера генерала Н. Л. Кирпичева. До завдань комісії входило "виробництво дослідів і досліджень приладдя та матеріалів для побудови керованого аеростата, а також складання за результатами дослідів остаточного проекту такого аеростата". До складу комісії входили військові інженери і повітроплавці: генерал-майор А. М. Кованько, інженер-полковник Е. С. Федоров, інженер-підполковник В. Ф. Найдьонов, підполковник В. А. Семковський, капітан Н. І. втішити. До роботи були залучені і найбільші наукові сили Росії. Комісія приступила до проектування першого вітчизняного напівтвердого дирижабля. По суті справи, в лютому 1907 був створений перший в Росії науково-конструкторський центр по дирижаблебудуванню.

У 1908 р в Навчальному повітроплавному парку був побудований по м'якій схемою перший російський дирижабль "Навчальний". Він брав на борт трьох людей і міг здійснювати польоти тривалістю близько трьох годин. При цьому висота досягала 800 м, а швидкість - 22 км / ч. У 1908 - 1909 рр. "Навчальний" здійснив ряд успішних польотів.

У 1910 р російськими інженерами для військових цілей були побудовані ще два м'яких дирижабля. На Іжорському заводі в Колпіно під Петербургом за проектом професорів Боклевского і Фан-дер-Фліт, інженера В. Ф. Найдьонова та за участю капітана Б, В. Голубова був побудований "Голуб", який мав обсяг 2270 куб. м і міг нести корисне навантаження в 800 кг. Інший дирижабль "Яструб" будувався в Москві акціонерним товариством "Дукс". Його конструктором був А. І. Шабський. При обсязі 2700 куб. м він міг нести 1170 кг корисного навантаження.

Споруда напівжорсткого дирижабля, розробленого комісією, завершився 17 липня 1909 г. Він отримав назву "Комісійний". По ряду причин його перший політ відбувся тільки 30 липня 1910 р Випробування пройшли успішно, і дирижабль, перейменований в "Кречет", був переданий армії в 9-у повітряну роту.

Дирижаблі жорсткої схеми в Росії, мала слаборозвинених діріжаблестроітельную промисловість, не будувалися. Країна була змушена закуповувати дирижаблі за кордоном - в основному у Франції та Німеччині, які прагнули продати не найкращі і сучасні зразки.

Все це призвело до того, що напередодні першої світової війни Росія мала парком в 14 дирижаблів, з яких тільки чотири могли з великими застереженнями вважатися придатними для бойових дій. У підсумку лише один дирижабль "Астра" французької споруди в травні - червні 1915 р виконав кілька бойових польотів.

До початку першої світової війни льотно-технічні дані дирижаблів були вище, ніж у літаків. Аероплани тих років ні по дальності польоту, ні по вантажопідйомності не могли з ними конкурувати. Атакувати дирижабль в повітрі аероплану було також складно. Спереду і з боків він був захищений кулеметами. Як правило, для атаки льотчику треба було забратися вище дирижабля і спробувати потрапити в нього скидається вручну бомбою.

В силу цих достоїнств дирижаблів обидва протистоять один одному військових блоку - Троїстий союз та Антанта (за винятком спізнилася Росії) - подбали про їх завчасне будівництві.

Таким чином, результати застосування дирижаблів воюючими сторонами в першій світовій війні, незважаючи на сумний досвід Росії, не залишали в ті роки сумніви в тому, що за ними велике майбутнє як у військовій, так і в мирній сферах застосування.

Поштова марка зображає дирижабль Graf Zeppelin на тлі Храму Христа Спасителя.

У мирний час досягнення дирижаблебудування продовжували дивувати світ. У 1928 р цепелін LZ-127 здійснив політ в США через Антлантік, а в наступному році з трьома посадками він облетів земну кулю. Ці успіхи привернули увагу і радянської громадськості до питань дирижаблебудування. "Діріжаблестроітельний бум" досяг Москви з прильотом LZ-127 в столицю. У вересні 1930 року він опустився на Центральному аеродромі. З приводу цієї події Н. Аллілуєва писала Й. Сталіну, який перебував на відпочинку на півдні: "Всіх нас в Москві розважив приліт цепеліна, видовище було, дійсно гідне уваги. Дивилась вся Москва на цю чудову машинку". Приліт LZ-127 залишив настільки глибокий слід в нашому суспільстві, що в 1991 р до 50-річчя від дня цієї події Міністерство зв'язку СРСР випустило серію поштових марок, присвячених дирижаблям. На одній з них зображено "Граф Цепелін" на тлі Храму Христа Спасителя.

Використовуючи сприятливий момент, а також метод "зовнішньої добровільності" (згодом він був багаторазово застосований при щорічній підписці на державні позики, при "одноголосному" голосуванні за кандидатів "непорушного блоку комуністів і безпартійних" і т. П.), В пресі виступив ЦС Союзу Осоавиахима. Час для цього було вибрано дуже вдало, напередодні дня народження вождя революції.

14 квітня 1931 р ЦС прийняла звернення "До всіх робітників, колгоспників і трудящих СРСР, до всіх організацій і членам Тсоавіахіму". У ньому йшлося про те, що робітники московських заводів "Серп і молот", "Каучук", "Динамо", "Ілліча" "... кинули гасло побудувати ескадру дирижаблів імені Леніна". Грунтуючись на цій ініціативі, ЦС "... прийняв рішення про створення ескадри імені Леніна в складі дирижаблів:" Ленін "," Сталін "," Старий більшовик "," Правда "," Клим Ворошилов "," Осоавиахим "і" Колгоспник " ... "

Далі в зверненні пропонувалося розгортати соцзмагання зі збору коштів на ескадру серед усіх верств населення. У тому числі і між "... заводами, колгоспами, селами і селами ..". Збір коштів йшов під гаслом втілення в життя "історичних слів Леніна:" У нас будуть свої дирижаблі! ".

ДО 1932 року було зібрано на ескадру 25 млн. Рублів. Гроші і всі функції, що належали раніше АГОС, були передані "Діріжаблестрой", який став на чолі повітроплавної програми країни. "Діріжаблестрой" і ЦС Тсоавіахіму організували в 1933 р проведення першої Всесоюзної конференції з аеродинаміки дирижаблів. Вона проходила в приміщенні Косос ЦАГІ за участю вчених і інженерів АГОС, її роботи заклали науковий фундамент для будівництва предполавшейся ескадри ім. Леніна.

"Діріжаблестрой" і ВВС на хвилі збору коштів на ескадру імені Леніна робили спроби продовження наукових досліджень і будівництва дирижаблів. Наприклад, для проектування та побудови напівжорстких дирижаблів на роботу в "Діріжаблестрой" був запрошений відомий італійський конструктор Умберто Нобіле. У травні 1932 року він прибув в Долгопрудном разом з групою конструкторів і робітників. В результаті спільних з російськими інженерами розробок були побудовані перші радянські напівтверді дирижаблі В-5 об'ємом 2340 куб. м і В-6 об'ємом 19 000 куб. м. На цьому розвиток вітчизняного дирижаблебудування було зупинено.

Політичні та технічні обставини, які не залежать від "Діріжаблестроя" і ВВС, звели нанівець усі зусилля. По-перше, до цього часу кардинально змінилася розстановка політичних сил. По-друге, за ці роки прогрес авіації перевершив всі очікування.

Винищувачі, озброєні крупнокаліберними кулеметами і гарматами, могли практично безкарно розстрілювати тихохідні повітряні гіганти. Величезний стрибок зробила в своєму розвитку і бомбардувальна авіація. АГОС, чиїм генеральним напрямом завжди залишалася важка авіація, створив кращий в світі важкий суцільнометалевий чотиримоторний бомбардувальник ТБ-3. У 1932 р він пішов в багатосерійне виробництво. Літак був здатний завдавати бомбових ударів по промисловим центрам як Німеччини, так і Японії. ВВС прийняв рішення про створення найпотужнішого в Європі флоту важких бомбардувальників. Це завдання було вирішене будівництвом 818 ТБ-3. Економіка країни не могла забезпечити одночасне будівництво такої кількості літаків і великих дирижаблів.

Ці причини, які не залежать від діріжаблестроітелей, і привели до того, що ера дирижаблів в той час в нашій країні так і не наступила.

Невелика кількість побудованих дирижаблів, замість визначеної бази на Плещеевом озері, вимушено було задовольнятися спочатку яром в Кунцево, а з 1932 р - еллінгом в Долгопрудном. Інженери-діріжаблісти стали непотрібними, і в 1940 р ДУК був перетворений в МАТИ. Єдиним нагадуванням про колишню зв'язку МАТИ з дирижаблебудуванням залишилося ім'я автора першого суцільнометалевого дирижабля - К. Е. Ціолковського, присвоєне інституту.

роботи Ціолковського

К.Е. Ціолковський проблеми повітроплавання присвятив понад 50 праць.

"Думка про металевому аеростаті засіла у мене в мозку. Іноді вона мене стомлювала, і тоді я по місяцях займався іншим, але в кінці кінців я повертався до неї знову", - писав учений в своїй роботі "Просте вчення про повітряному кораблі і його побудові ". До систематичним дослідженням в області повітроплавання Ціолковський приступив в 1885 році. Вже через рік він закінчив перший великий науково-теоретична праця "Теорія аеростата, що має в горизонтальному напрямку подовжену форму" і в 1887 році в Москві на засіданні фізичного відділення Товариства любителів природознавства зробив доповідь про результати своїх досліджень.

Ціолковський відразу ж поставив перед собою важке завдання - створити такий дирижабль, який був би найбільш досконалим, безпечним для пасажирів, міцним, простим в експлуатації, найбільш вигідним економічно.Він прийшов до висновку про необхідність будувати корабель цілком з металу. Цій ідеї цельнометаллического дирижабля вчений залишався вірним усе життя.

Свої технічні ідеї Костянтин Едуардович Ціолковський завжди підтверджував математичним аналізом і досвідченим моделюванням.

Вчений вводив найпростішу систему зміни обсягу газу-носія як для витримування заданої висоти польоту при різних температурах, так і для здійснення маневрів. При цьому дирижабль Ціолковського не потребував в баласті. Система блоків і тросів усередині оболонки забезпечувала зміни її обсягу в залежності від висоти польоту дирижабля, його горизонтальну стійкість.

У 1890 році Костянтин Едуардович послав свою статтю "Про можливість побудови металевого аеростата" разом з паперовою моделлю в Російське фізико-хімічне товариство Д.І. Менделєєву, який переслав її зі своїм відкликанням в VII (повітроплавний) відділ Російського технічного товариства. Робота вченого була розглянута і схвалена, але ніякої практичної підтримки йому надано не було. Незважаючи на це, Ціолковський продовжував наполегливо працювати. Він публікував свої роботи, будував моделі, проводив експерименти. У 1914 році Ціолковський виїжджав до Петербурга на III з'їзд повітроплавання, де було заслухано його доповідь про суцільнометалевому дирижаблі.

Проект повітряного корабля Ціолковський дав ще в 1892 році в роботі "Аеростат металевий, керований". У роботах "Чи можливий металевий аеростат?", "Просте вчення про повітряному кораблі і його побудові", "Аеростат і аероплан" і багатьох інших Ціолковський приводив теоретичні обгрунтування деталей конструкцій дирижабля, роз'яснював свої технічні задуми.

К.Е. Ціолковський з макетами суцільнометалевого дирижабля

Ціолковський фактично висунув програму поетапного дирижаблебудування - від експерименту, моделювання, науково-теоретичних узагальнень до пошуків зовсім нових рішень і їх здійснення в робочих кресленнях, при обов'язковому дотриманні раніше висунутих їм положень, що гарантують повну безпеку пасажирів і екіпажу. Все це становить наукову і практичну цінність теоретичних робіт Ціолковського по дирижаблям.

Ціолковський намагався зацікавити ідеями керованого аеростата зарубіжних вчених. У 1893 році він послав свої праці з повітроплавання разом з моделлю дирижабля до Французької Академії наук. Бажаючи захистити пріоритет Росії в повітроплавання, Ціолковський запатентував свої винаходи в дев'яти зарубіжних країнах.

Однак К.Е. Ціолковського не вдалося здійснити мрії про створення дирижабля. Спроба побудувати дирижабль Ціолковського в 1931 році на комбінаті "Діріжаблестрой" не увінчалася успіхом, головним чином через низький на той час технологічного рівня. Але споруда і випробування моделі дирижабля об'ємом 1000 кубічних метрів переконали інженерів у справедливості основних теоретичних положень вченого про переваги його цельнометаллического дирижабля.

В наш час життя висуває нові завдання перед повітряним транспортом. Цим і пояснюється все зростаючий інтерес, який проявляють до повітроплавного транспорту фахівці різних країн.

Історія Zeppelin

Німецький аристократ граф Фердинанд фон Цеппелін (Ferdinand Graf von Zeppelin) народився 8 липня 1838 року в Констанці.

Його сім'я входила у вищий світ Вюртембергского королівства. Молодий чоловік був вільний сам вибирати, чим займатися. Один рік він присвятив вивченню наук, однак після цього вступив до військової академії. У 25 років його відправили військовим спостерігачем в Сполучені Штати, де тоді йшла громадянська війна. Там йому випала можливість піднятися на повітряній кулі - це досвід вразив його.

Цепелін Фердинанд, німецький конструктор дирижаблів, граф, генерал

Під час франко-пруської війни 1870-1871 років вже полковник Цепелін брав участь в облозі Парижа і бачив, як над містом піднімаються шістдесят повітряних куль, на яких вивозять пошту, військові з'єднання і політиків. Все частіше в його щоденниках з'являлися малюнки небачених апаратів, породжених його фантазією.

Все частіше в Берліні супили брови, отримуючи нові і нові, як здавалося, безглузді прожекти створення армади керованих повітряних кораблів. Справа дійшла до конфлікту з самим імператором Вільгельмом II. Дратівної командування графу-фантазеру присвоїли звання генерал-лейтенанта і в 1890 році звільнили з армії.

Цепелін повернувся в місця свого дитинства. На власні гроші на березі Боденського озера він відкрив невелику майстерню і найняв молодих талановитих інженерів. Цілих вісім років знадобилося, щоб підготуватися до будівництва першого дирижабля. За ці роки в окрузі до нього приліпилося прізвисько граф-дурень - мало хто розумів, чим займається цей навіжений, витрачаючи сімейні гроші роду Цепелін.

Дирижаблі можуть бути трьох видів: м'які - з корпусом із прогумованої тканини, напівтверді - з металевою фермою уздовж днища, і жорсткі - з металевим каркасом, на який натягнута тканина. Граф будував жорсткий тип. Як підйомний газу використовувалися мішки з воднем, якими наповнювали каркас дирижабля. Знизу до днища корпусу кріпилася гондола управління і гондола з моторами. Каркас робили з новомодного і неймовірно дорогого алюмінію.

Цепелін був не першим будівельником дирижаблів. У 1899 році француз Сантос-Дюмон на своєму апараті облетів Ейфелеву вежу. Однак Цепелін був першим, хто поставився до свого захоплення як до бізнесу. Його думки Цепеліна виходила за рамки уявлень того часу про дирижаблях. Він відразу вирішив, що його дирижаблі повинні триматися в повітрі багато годин, мати велику вантажопідйомність і бути надійними. Крім того він мав значний капітал, а його другом дитинства був сам король Вюртембергський, що дозволив побудувати на Боденському озері ангар для перших апаратів. У 1898 році було створено акціонерне товариство, одну третину капіталу вніс граф.

У перших роботах Цепеліну допомагав молодий інженер Кобер. Генерал вивчив досвід світового дирижаблебудування, включаючи і російський. На початку 1890-х років він приїжджав до Петербурга на верф, де будувався дирижабль О. Костовича, купив конструкторську документацію у вдови Д.Шварца, який в 1890-і роки будував суцільнометалевий дирижабль в Петербурзі, вивчав праці К. Ціолковского.В 1894 р . проект першого жорсткого дирижабля Цепеліна був готовий. Коли його вивчили експерти, вони назвали дирижабль "чудовиськом", а винахідника - божевільним. Але перша невдача не збентежила генерала. У 1895 р він запатентував свою ідею, в 1898 р заснував "Товариство для розвитку повітроплавання" і побудував перший цепелін.

У 1900 році перший цепелін LZ-1 піднявся в повітря. Ним керував сам граф. Апарат виявився повільним і незграбним. У рух його приводили два слабких двигуна Даймлера потужністю по 16 к.с. При обсязі дирижабля в 11000 м3 Z-1 перевозив 5 чоловік команди і запас палива на 10 годин польоту. Особливістю дирижабля Z-1 була конструкція корпусу, який був зроблений жорстким по типу морських кораблів. Остов дирижабля складався з набору поперечних 24-гранних кілець-шпангоутів, расчаленних металевими стяжками, і з поздовжніх балок (стрингерів), що зв'язують кільця. Остов був зроблений з алюмінію і обтягнутий тканиною. Такий пристрій дирижабля передбачалося ще раніше англійським вченим Дж.Кейлі і російським адміралом Н.М.Соковніним. Але честь розробки ідеї і її реалізації належить Фердинанду фон Цепеліну.

Після 20 хвилин польоту його довелося посадити на воду Боденського озера. Розчаровані акціонери зажадали свої гроші назад, і Цепелін викупив їх частки. У тому ж році, після 3,5 місяців, доробок дирижабль ще двічі піднімався в небо: 17 жовтень (1 година 20 хв.) І 21 жовтня (23 хв.). Другий дирижабль LZ-2 був побудований тільки в 1906 році - проте при зльоті у нього відвалилися двигуни, і некерований корпус з працею опустили на воду озера.

Перший дирижабль LZ-1

Аварійна посадка LZ-2

Ці польоти підтвердили доцільність жорсткого типу дирижабля.

У 1908 році сімдесятирічного графу вдалося пробути в повітрі вісім годинників на борту LZ-4 і навіть злітати в сусідню Швейцарію. Але в тому ж році Цепелін був змушений екстрено посадити черговий апарат через несправність моторів. В ту ж ніч налетіла буря повністю знищила прив'язаний до землі дирижабль. Це була катастрофа! Власні гроші графа скінчилися, в газетах над ним сміялися, а стратеги з Берліна перестали навіть відповідати на його пропозиції.

Після загибелі LZ-4 у Цепеліна вже не залишалося коштів на будівництво нового апарату. Але тут сталося диво. Обивателі, які дізналися з газет про чергову катастрофу «божевільного графа», стали надсилати йому гроші. За кілька днів Цепелін одержав суму, якої вистачило на виготовлення чергового дирижабля. У Берліні нарешті помітили неймовірне старанність графа, і імператор особисто виділив півмільйона марок для підтримки його проектів.

У 1909 році Фердинанд фон Цеппелін заснував першу в світі транспортну авіакомпанію. Через рік почалися регулярні польоти чотирьох дирижаблів усередині Німеччини. Для цього в найбільших містах побудували спеціальні величезні ангари і причальні щогли. Особливу увагу граф приділяв пропаганді польотів на своїх кораблях.

Втім, майже відразу ж дирижаблі стали символом нового століття і всемогутності техніки. Цьому сприяла неймовірна краса цих сигароподібних апаратів і вражаючі розміри. Кожна поява дирижабля супроводжувалося стовпотворінням. При цьому з 1909 по 1914 рік не відбулося жодної аварії.

Граф продовжував технічно вдосконалювати свої дирижаблі. У 1909 році він найняв інженера Вільгельма Мейбаха, який до цього працював на заводі Даймлера. Мейбах очолив дочірній підрозділ компанії Цепеліна, яке стало займатися виробництвом двигунів для дирижаблів. Після Першої світової війни саме цей підрозділ перетворилося в самостійну компанію Maybach Motornbau, що створила легендарні машини.

Однак основний поштовх розвитку бізнесу Цепеліна дали, звичайно ж, замовлення для армії. До 1914 року військові отримали від Цепеліна 12 апаратів. Дирижаблі приваблювали їх як можливість нарешті добратися до Англії. Під час Першої світової війни Німеччина була єдиною державою, яка використовувала великі дирижаблі жорсткої конструкції. До кінця війни було побудовано більше cта таких цепелінів. Спочатку їх використовували для розвідки, але незабаром на них встановили кулемети.

У травні 1915-го вперше в історії людства сталася повітряна атака - армада цепелінів бомбила лондонський Іст-Енд. З військової точки зору результат був незначний - загинули сім портових робітників. Однак психологічно була здобута важлива перемога - тепер ніхто не міг відчувати себе спокійно навіть в тилу. Втім, зворотним боком цього була загальнонаціональна ненависть в Англії до всього німецького. Самі дирижаблі в той час англійці називали не інакше як babykillers - вбивці дітей.

Цепеліни стали прекрасним символом переваги, але в бою вони були дуже уразливі. До 1917 року Німеччина втратила майже всю свою повітряну армаду - 106 кораблів було збито.

У 1917 році помер граф Фердинанд фон Цеппелін. Його бізнес очолив Хьюго Еккнер, колишній прес-аташе компанії. Однак за умовами Версальського миру програла війну Німеччині було заборонено використовувати дирижаблі. Переможці розділили всі залишилися після війни цепеліни і вивезли їх з країни як трофеї. Ангари і причальні щогли були знищені.

Здавалося, це кінець.Заводи Цепеліна простоювали. Однак Хьюго Еккнер знайшов вихід - під замовлення Сполучених Штатів в 1920 році він побудував дирижабль LZ-126. Причому американці хотіли наповнювати цей корабель не є небезпечним воднем, а недавно відкритим гелієм, який хоч і був в десятки разів дорожче, але мав важливою перевагою - не горів. Заокеанські гроші врятували компанію від банкрутства.

А в 1923 році Еккнер створив спільне підприємство з американською корпорацією Gооdyear, яка одержала патенти Цепеліна і німецьких фахівців. Завдяки цим заходам вдалося пережити важкі часи і дочекатися скасування всіх післявоєнних обмежень в 1925 році. Почався золотий вік німецького дирижаблебудування.

Дирижабль LZ-126

У 1928 році компанія покійного Цепеліна здійснила свій найамбітніший проект. Був побудований легендарний дирижабль «LZ-127 Граф Цепелін», який з трьома посадками за дванадцять днів облетів навколо земної кулі. Хьюго Еккнер, в минулому журналіст, як ніхто розумів, наскільки важливо підігрівати інтерес публіки до свого продукту. Він підписав контракт з американським медіа-магнатом Херстом, який спонсорував цей кругосвітній політ, за що отримав право ексклюзивно висвітлювати його в своїх газетах. З 1931 року «LZ-127 Граф Цепелін» почав регулярно літати за маршрутом Боденське озеро - Нью-Йорк - Ріо-де-Жанейро.

Дирижабль "Граф Цепелін" LZ-127 літав з крейсерной швидкістю 109 км. / Год на висоті бл. 244 м. Океан перетинав менш ніж за два дні. У середній секції дирижабля пасажирська кабіна і кімната відпочинку. Серед характеристик розкоші, яка видавалася 24 пасажирам, була прекрасна їжа і вина ресторану, що відповідав п'ятизіркового готелю. Персонал потурав будь-яких бажань. Щоб забезпечити музикою під час їжі і ввечері під час танців, був навіть рояль, зроблений з алюмінію.

У Німеччині ж настали нові часи - «1000-річний рейх». До цього моменту дирижабль став для німецького народу красивим символом відродження країни з руїн і попелу. Першої світової, і нацисти вирішили використати його в своїх цілях. Міністр пропаганди Геббельс виділив Еккнеру кошти на будівництво нового надвеликого цепеліна. Еккнеру, незважаючи на те що він ніколи не симпатизував Гітлерові, довелося погодитися.

До 1936 року новий дирижабль був побудований. Ще безіменний, він бере участь в Олімпійських іграх в Берліні в серпні 1936 року. Він завис над стадіоном, і на голови глядачів впали тисячі листівок, а з гучномовців транслювалися промови Гітлера в прямому ефірі. У тому ж році цей цепелін почав здійснювати регулярні рейси з Німеччини в Північну Америку. Його назвали «Гінденбург».

4 і 5 травня 1937 року «Гінденбург» летів над просторами Атлантики. Одноманітний вигляд з вікон швидко набрид пасажирам, і кожен розважав себе як міг. Капітан Прус провів для бажаючих екскурсію всередину корпусу дирижабля. Туди можна було потрапити через люк з верхньої палуби пасажирської гондоли і по вузькій доріжці пройти по всій довжині корабля. Тут знаходилися величезні баки для водного баласту. На нижній палубі перебували кают-компанія, читальня, їдальня, коктейль-бар і 25 двомісних кают, в кожній з яких був умивальник. З кают-компанії драбинка вела на верхню палубу гондоли, де можна було прийняти душ і розміщувалися каюти команди і кухня з електричною плитою і величезним холодильником. Там була і гордість «Гінденбурга» - сигарна кімната. Двері в цю кімнату закривалася автоматичними замками, а стіни і стеля були оббиті дюралюмінієвими листами. Для розкурювання сигар застосовували виключно електричні запальнички. Також на борту цього велетенського творіння людського розуму була ще одна визначна творіння інженерної думки того часу - механічне піаніно виготовлене з алюмінію і развлекающее пасажирів цього надзвичайно респектабельного транспортного засобу.

Команда корабля складалася з 56 осіб, включаючи п'ять кухарів, дев'ять стюардів і одного доктора. Всі деталі інтер'єру були з пластику (нечувано для тих років!) І дюралюмінію. Однак і ціна за політ була неймовірною - в перекладі на нинішні гроші квиток в одну сторону коштував приблизно 15 тисяч доларів.

Вранці 6 травня «Гінденбург» пролітав над Бостоном. З нього був скинутий мішок з поштою. Сотні городян спостерігали за величезною срібною сигарою з чорною свастикою на хвості. Через зустрічного вітру над Атлантикою дирижабль спізнювався майже на дванадцять годин. Пасажири нетерпляче чекали посадки в Лейкхерсті, під Нью-Йорком. Однак там вибухнула весняна гроза, і довелося майже чотири години літати в околицях в надії, що вітер стихне. О сьомій годині вечора капітан Прус почав зниження. Потрібно було встигнути сісти до заходу сонця.

Дирижабль зустрічали понад п'ять тисяч осіб - десятки газетних і радіожурналістів, кінооператори, родичі прибулих і просто роззяви, ще за добу приїхали до посадкового полю, щоб зайняти краще місце для спостереження за цим дивом техніки. На поле ж з ранку в повній готовності була посадкова команда - 200 чоловік.

Капітан Прус випускав з хвостового клапана водень доти, поки дирижабль не знизився до 100 метрів над землею, після чого з нього викинули посадкові троси. Наземна команда почала притягувати «Гінденбург» до причальної щогли, а Прус вимкнув двигуни. Натовп на землі полегшено зітхнула. Майже зовсім стемніло, коли гігантська сигара знизилася до 70 метрів і пролунав неголосний бавовна - наче вилетіла пробка з пляшки з шампанським. Онімілі глядачі побачили, як хвіст дирижабля оточив мову оранжевого полум'я. Відразу ж вибухнули мішки з воднем в кормовій частині. Один за іншим протягом 30 секунд вибухали наступні відсіки. У вечірньому небі горіли десятки тисяч кубічних метрів водню - було видно, як в повітрі плавиться алюмінієвий каркас, а з гондоли вистрибують палаючі люди.

Спалах на «Гінденбург», 6 травня, 1937 року

Це була одна з перших катастроф, яку змогли зняти на фото- і кінокамери. Дирижаблі падали і до цього, однак вперше безліч людей побачило це так близько - на власні очі або на екрані. Можливо, тому 6 травня 1937 року вважається днем ​​смерті дирижаблів взагалі.

До сих пір є багато версій того, що ж сталося при посадці «Гінденбурга», - від саботажу до удару блискавки. Напевно, ми ніколи не дізнаємося справжню причину.

Загинули в катастрофах також американські дирижаблі «Шенандоа», «Акрон» і «Мекон», англійський «Р-101» і французький «Діксмюде». Поки розбиралися з причинами цих катастроф, прогрес авіації залишив епоху дирижаблів позаду.

Сполучені Штати відмовилися від використання цепелінів ще на початку 30-х. Так само вчинили Великобританія і Італія, вважаючи дирижаблі занадто небезпечними. Але, слід зазначити той факт, що під час катастрофи в Лейкхерсті з 86 осіб більшість вижила - в цьому сенсі цепеліни навіть безпечніші, ніж літаки.

Наближалася чергова світова війна. Герінг, який курирував при Гітлері авіацію, ніколи не приховував свого скептичного ставлення до «повітряних кулях».

Останні «небесні сигари» були розібрані в 1939 році - для війни був потрібний дефіцитний алюміній.

Красивий символ перемоги людини над законами природи виявився незатребуваним і забутий. Цепеліни навіть своєю назвою нагадують якийсь вимерла тварина. Вони залишилися в тій епосі, коли людина вперше піднявся в повітря, любив танцювати чарльстон і практичності літака вважав за краще неквапливу красу небесних динозаврів.

Крах цепеліна L2, 1913

Аеростати на службі науки

Навчившись літати, люди почали вивчати повітряний океан. Молодий бельгійський вчений Робертсон, зокрема, зацікавився, як буде вести себе на висоті магнітна стрілка. І це не випадково. Адже в безмежному водному океані курс парусного судна допомагає визначити компас, магнітна стрілка якого завжди вказує на північ. А повітряна куля - це теж маленьке суденце, яке плаває по волі вітру.

Робертсон взяв з собою в політ різні прилади, в тому числі і компас. Але вітер був рвучкий, куля базікало, і магнітна стрілка розгойдувалася на всі боки, ускладнюючи вимірювання. Потрібно було повторити досвід.

Незабаром Робертсон приїхав в Росію, де його дослідами зацікавилися молодий вчений академік Яків Дмитрович Захаров і колишній моряк, котрий став академіком і директор Головної фізичної обсерваторії Михайло Олександрович Рикачев. Вони в різний час піднімалися на повітряній кулі. Яків Дмитрович Захаров в рапорті в Академію наук писав: «Головний предмет цього подорожі полягав у тому, щоб дізнатися з більшою точністю про фізичний стан атмосфери і про складові її частинах». Не забули вони і про магнітної стрілкою. Але і на цей раз гондолу аеростата сильно розбовтуватися поривами вітру, тому остаточно встановити поведінку магнітної стрілки на висоті не вдалося. Лише пізніше вчені змогли визначити, що показання компаса не залежить від висоти польоту і цей древній прилад може так само надійно служити повітроплавцям, як і морякам.

Два французьких вчених - Ж. Біо і знаменитий фізик і хімік Жозеф-Луї Гей-Люссак теж здійснювали подорожі на повітряній кулі. Вони піднялися на висоту понад семи кілометрів, взявши з собою різні наукові прилади, в тому числі барометр і термометр. Вчені переконалися, що з підняттям на висоту температура повітря поступово знижується, приблизно на 0,65 градуса на кожні 100 метрів висоти. На землі було тепло, а на семикілометрової висоті лютував арктичний мороз. Барометр теж показував дуже низький тиск. Дихати було важко, повітря було сильно розріджене.

Незважаючи на це, вчені продовжували досліди. Між іншим, вони перевірили досвід Робертсона і Захарова і переконалися, що магнітна стрілка зовсім не втрачає на висоті своїх якостей. А Гей-Люссак взяв з собою в політ ще й скляні бутлі з добре притертими пробками. На граничній висоті польоту, коли відкриті бутлі заповнилися розрідженим повітрям, Гей-Люссак міцно закрив їх пробками, і у нього виявилися спроби висотного повітря для дослідження. У лабораторії вчений зробив ретельний аналіз цього повітря, і виявилося, що за своїм хімічним складом він нічим не відрізняється від повітря у землі. Він містив 78 частин азоту, змішаних з 21 частиною кисню. І тільки одна частина з ста припадала на домішки інших - водню, вуглекислого газу, гелію і інших газів.

Гей-Люссак зрозумів, що повітря на висоті не вистачає для дихання не тому, що там, як припускали деякі вчені, інший його складу, а тому, що він сильно розріджене. Вчені зрозуміли, що якщо брати з собою в політ якийсь балон, наповнений стисненим киснем, а потім на висоті вдихати з нього, то можна буде піднятися без труднощів ще вище.

У Росії теж багато вчених здійснювали наукові польоти на аеростатах. Але, мабуть, найвідоміший політ зробив знаменитий російський хімік Дмитро Іванович Менделєєв.

У 1878 році Менделєєв їздив до Франції, де, поряд з іншими справами, знайомився з аеронавт, слухав лекції про польоти на повітряних кулях, вникав у всі деталі управління їх польотом, читав спеціальну літературу. У той час в Парижі відкрилася Всесвітня виставка, на якій однією з визначних пам'яток був величезний прив'язний аеростат, побудований відомим французьким повітроплавцем Анрі Жиффар. Порушувалося на цьому аеростаті і Дмитро Іванович Менделєєв. Перший досвід став у нагоді йому потім, коли він отримав запрошення ради Російського технічного товариства взяти участь в польоті на повітряній кулі для спостереження за сонячним затемненням. Це було вже в 1887 році. Спеціально для цієї мети було виділено аеростат і досвідчений аеронавт.

Вище за всіх на повітряній кулі в той час піднявся німецький вчений доктор Берсон.Він правильно вирішив, що пілот, як і водолаз, повинен постійно тренуватися, щоб звикнути до польотів на великій висоті. Сім разів він піднімався на висоту семи кілометрів і з кожним разом відчував себе все звичніше і впевненіше. Після такого тренування в 1901 році він, користуючись кисневим балоном, піднявся на висоту одинадцяти кілометрів. Політ пройшов цілком благополучно.

Так, крок за кроком, рік за роком, сплачуючи жертвами і втратами, люди проникали в таємниці повітряного океану.

З тих пір авіація та космонавтика зробили крок далеко вперед, але повітряні кулі і в наш час продовжують служити науці і людям. Ще в кінці минулого століття вчені прийшли до висновку, що не обов'язково для наукових цілей ризикувати аеронавта. У 1892 році французький вчений Шарль Ерміта наповнив гумова куля воднем, прив'язав до нього барометр, який мав спеціальний пристрій, автоматично записуючий тиск повітря на висоті, а до скриньки з барометром прикріпив записку з проханням до всіх, хто знайде цей прилад, повернути його за вказаною адресою за винагороду. Через кілька днів барометр із записами повернули Ерміта. Його знайшли недалеко від місця запуску. Вчений став запускати нові кулі з приладами. Такі кулі отримали назву зондів, тому що вони дійсно самі, без людей, з автоматичними приладами зондують атмосферу до великих висот.

Кулі-зонди запускають і зараз на метеостанціях, в Арктиці і Антарктиді. Тільки потреба в записці з проханням «надати за вказаною адресою» тепер відпала. Нині радіозонди піднімаються на висоти до 30 ... 35 кілометрів, а деякі з них облітають всю земну кулю.

Однак, говорячи про заслугу Ерміта в використанні повітряних куль для зондування атмосфери, було б несправедливо не згадати іншого відомого французького вченого Жана Меньє.

Справа в тому, що Меньє ще за сто років до Ерміта пропонував зробити те ж саме - запускати кулі з самозапісивающімі приладами для вивчення атмосфери. Але пропозиція Меньє не прийняли всерйоз ні аеронавти, ні самі вчені. Меньє, будучи сучасником і очевидцем тріумфу братів Монгольф'є і професора Шарля (він народився в 1754 році, а помер - в 1799-м), теж дуже захоплювався повітроплаванням і вніс чимало цінних пропозицій щодо вдосконалення аеростата. Правильність його ідеї безпілотних куль-зондів підтверджується життям і зараз, майже через двісті років. Не дарма серед вчених існує приказка, що мало висловити гарну ідею, треба ще довести на ділі її життєвість. Жан Меньє думка-то висловив гарну, а перевіряти її на практиці чомусь не став. Тільки через сто років Шарль Ерміта здійснив його ідею на практиці. А якби це сталося на 100 років раніше, при Меньє, багато більше встигла б наука дізнатися про будову атмосфери, про формування погоди, про повітряні течії і інших таємниці повітряного океану!

Можливо, тоді не трапилася б ще одна трагічна помилка, яка увійшла в історію повітроплавання, як експедиція Соломона серпня Андре на повітряній кулі до Північного полюса.

сучасні дирижаблі

На 2005 рік існують кілька проектів відродження дирижаблів. Основна область, де вони можуть бути затребувані в XXI столітті - це транспортування вантажів, в тому числі нестандартних, незвичайної форми. Подібні проекти існують у багатьох країнах Європи, в США, а також в Росії.

Для Росії це особливо актуально ,: адже на її території є безліч місць, куди вкрай проблематично здійснювати доставку вантажів сухопутним шляхом або з використанням інших типів літальних апаратів. Дирижаблі можуть принести користь, наприклад, при дослідженні Арктики, при георозвідки в Сибіру і Заполяр'ї.

У Росії Дирижаблебудування намагалися відновити ще в 1956 році на базі ОКБ-424 (місто Долгопрудний), але проект державного розвитку не отримав. На початку 1990-х це ОКБ, вже перейменоване в ДКБА (Долгопрудненського конструкторське бюро автоматики) почало розробку експериментального напівм'якого дирижабля «2ДП» з вантажопідйомністю близько 3 тонн.

Компанія «Авгур» у 2000 році на території тульського аеропорту провела льотні випробування прив'язного уніфікованого аеростата «УАН-400», що мав на борту комплекс радіолокаційного спостереження і зв'язку «Кордон-2». Аеростат прив'язний, піднімається і опускається за допомогою лебідки з кузова військового шасі «ГАЗ-66», має обсяг 400 м³, вантажопідйомність 120 кг, висота підйому - 1200 метрів. В якості базової РЛС використана розробка тульського НДІ та «Стріла» - комплекс «Кредо-1Е» з щілинним антеною діапазону 2 см. Уже на висоті 300 метрів станція має можливість засікати всі предмети в радіусі 40 кілометрів, рухаються зі швидкістю не менше 2,5 км /година.

На МАКС-2005 були представлені деякі вже побудовані російські дирижаблі виробництва компанії «Авгур». Дирижабль «Ау-12М» має обсяг 1250 м³, довжина - 34 метри. Робоча висота досягає 1500 метрів, швидкість - до 90 км на годину, час перебування в повітрі - 6 годин, дальність польоту до 350 км, екіпаж - 2 людини. Представлені експонати зацікавили потенційних замовників, вже в 2006-2007 роках «Авгур» планує перейти до серійного виробництва деяких моделей. А що розробляється 8-місцевий дирижабль Au-30 «Аргус» в доступному для огляду майбутньому стане елементом однієї з державних програм. На авіасалоні в Фарнборо компанія «Авгур» і «РосАероСістеми» представили аеростати військового призначення «Пума» і «Ягуар». Їх обсяг складає 8900-11800 м³, корисне навантаження до 2,2 тонни. Здатні здійснювати автономні польоти до 1 місяця, безперервно витримуючи вітер силою до 12 балів за шкалою Бофорта (близько 33 м / сек).

Дирижабль Au-12M

У перспективних розробках у компанії стратосферний дирижабль «Беркут» з робочим стелею 20000 метрів і автономністю в 6 місяців, обсягом 500 тисяч м³, довжиною 290 метрів, діаметром - 58 метрів. Він розглядається як телекомунікаційна платформа з площею покриття до 500 тисяч км². Середньодобове енергоспоживання складе близько 300 кіловат, для забезпечення якого слугуватимуть сонячні батареї площею 11 тисяч квадратних метрів.

Також дирижаблі (в тому числі і безпілотні) можуть застосовуватися для патрулювання автодоріг, спостереження за громадським порядком на великих масових заходах, в рекламних цілях і т. Д.

Згідно з постановою Уряду Москви, незабаром в небі над столицею в якості носіїв для стаціонарних ретрансляційних систем будуть парити два дирижабля і три аеростата, будівництвом яких займеться одна з російських компаній. Існує велика ймовірність, що це будуть патрульні дирижаблі серії Au-12 і аеростатні комплекси серії БАРС. Основним завданням апаратів є «відстеження в реальному часі обстановки на основних магістралях міста», а також моніторинг міського господарства в цілому.

22 серпня 2002 року уряд Москви прийняв постанову від N678 ПП «Про створення системи відеоспостереження за дорожньою обстановкою з використанням повітроплавної техніки». Згідно з постановою, в місті повинна бути створена система для відстеження обстановки на основних магістралях міста в реальному часі з використанням повітроплавної техніки. Один з головних претендентів, а, швидше за все, єдиним, на виконання замовлення мерії є НПО РосАероСістеми- зовнішньоторговельна марка Повітроплавального центру «Авгур» (ВЦ «Авгур»). Все пояснюється тим, що в Росії практично немає інших діріжаблестроітельних виробництв, здатних створювати апарати такого класу.

Перед двома дирижаблями буде поставлена ​​задача моніторингу екологічного стану і обстановки на основних магістралях столиці, в тому числі попередження заторів. Три безпілотних аеростата будуть використовуватися в якості носіїв для телекомунікаційного обладнання і систем відеоконтролю, також будучи частиною програми з моніторингу міського господарства. Однак федеральні міністерства, в тому числі МВС та його структурні підрозділи ДАІ-ГИБДД до московського рішенням і проекту ніякого відношення не мають. Після завершення будівництва два патрульних дирижабля і три аеростатних комплексу надійдуть в розпорядження Центру організації дорожнього руху (ЦОДД) Уряду Москви. Хоча, в доступному для огляду майбутньому, дирижаблі можуть бути прийняті міліцією на озброєння, як це відбувається за кордоном. У Ріо-де-Жанейро, наприклад, дирижаблі вже давно використовуються для патрулювання міст, будучи невід'ємною частиною спецоперацій.

Російська компанія «Аероскан» в 2006 році починає використовувати дирижаблі для просторово-технічного моніторингу місцевості і інженерних об'єктів.

Уряд Свердловської області в жовтні 2006 р оголосило про намір організувати в регіоні виробництво дирижаблів. Для організації виробництва буде виділено $ 30 млн. У проекті братимуть участь: ВАТ «Уральський завод цивільної авіації», ФГУП "ПО" Уральський оптико-механічний завод », ФГУП« НВО Автоматики », ФГУП" ОКБ «Новатор» та ВАТ "НВП" старт ».

У Військовій академії Білорусії почалося проектування багатоцільового дирижабля розвідувального дозору з інформаційно-розвідувальної платформою, здатною замінити літак-розвідник А-50 типу «Авакс» в комплекті з 5 патрульними літаками на додачу. Шість таких дирижаблів, встановлених на висоті близько 4000 метрів здатні забезпечити надійну радіозв'язок (включаючи мобільний) на території всієї Білорусії.

Розробка дирижаблів США ведеться за двома напрямками. З одного боку, створюються дешеві невеликі аеростати та дирижаблі тактичного призначення, з іншого боку - ведуться роботи з проектування «стратегів» - дирижаблів стратосферного призначення.

На початку 2005 року американські військові оголосили про випробування на полігоні в Арізоні міні-аеростата «Combat SkySat Phase 1», який дозволив зв'язатися наземним службам на відстані в 320 км. Маса міні-аеростата близько 2 кг, при масовому виробництві вартість може становити близько 2 тисяч USD.

У Федеральну авіаційну адміністрацію США телекомунікаційна компанія «Globetel» подала заявку на випробувальний політ дирижабля «Stratellite» з телекомунікаційною платформою на борту для підтримки зв'язку на площі близько 800 тисяч км².

У 2005 році Пентагон оголосив про розробку програми будівництва військових аеростатів і дирижаблів, які будуть діяти в самих верхніх шарах атмосфери, практично на кордоні космосу. Ці аеростати будуть підтримувати зв'язок, здійснювати розвідку зі стратосфери, в якій не можуть літати літаки. Діяти вони будуть на висотах від 20 до 25 тисяч метрів.

Можливо, дирижаблів знайдеться застосування і в розробляється американцями програмі Future Combat Systems. Саме за допомогою дирижаблів високою вантажопідйомності США планують перекидати техніку до місць військових конфліктів. У 2005 Агентство передових оборонних дослідницьких проектів Пентагону (DARPA) оголосило про розробку програми будівництва надважкого транспортного дирижабля «Walrus» з вантажопідйомністю від 500 до 1000 тонн. Дальність польоту становитиме близько 22 тис. Км, які він зможе подолати за тиждень. DARPA також на замовлення ВВС США розробляє розвідувальний аеростат, здатний діяти на верхній межі стратосфери, тобто на висоті близько 80 км. Фактично це буде суборбітальний апарат.

У лютому 2005 року в Іраку Пентагон провів випробування дирижабля «MARTS» (Marine Airborne Re-Transmission Systems), який забезпечений апаратурою, що дозволяє підтримувати зв'язок з підрозділами в радіусі 180 км. Він здатний протистояти вітру до 90 км / год і протягом двох тижнів висіти в повітрі без наземного обслуговування.

Американська компанія «JP Aerospace» готує до випробувань 53-х метровий V-подібний дирижабль «Ascender». Перший політ передбачає підйом на висоту близько 30 км. І повернення на землю. У разі успішних випробувань Пентагон обіцяє відкрити фінансування на будівництво великого, трикілометрової, V-образного дирижабля стратосферного призначення.

Перспективи сучасного розвитку дирижаблебудування

Хоч і вважається що дирижаблі - застарілий вид транспорту.У наші дні вони допомагають метеослужби, геологам, нафтовикам ... Їх можна застосовувати як альтернативу непомірно дорогим супутникам на низькій орбіті - від 10 до 20 км над землею.

Розробляються і вже здійснюються проекти застосування дирижаблів на інших планетах. Так, Фелікс Дубінін спільно з співробітниками Інституту космічних досліджень висунув і в чорновому варіанті пропрацював ідею досліджень на Венері за допомогою аеростатичних техніки. Справа в тому, що атмосфера на висоті 50-60 км має цілком прийнятну температуру, близьку до земної і нормальний тиск.

Таким чином, використання поки безпілотних дирижаблів, оснащених відповідною технікою, цілком можливо на цій планеті. Це набагато економічніше і ефективніше висадки на поверхню дорогих апаратів, які збирають мізерно мало інформації і працюють мало не лічені хвилини. А теплову енергію венеріанській атмосфери можна було б використовувати для роботи самого дирижабля.

Такі спроби в наш час - вже реальність. В один з візитів на Венеру послали і аеростатичний апарат (французького виробництва). Експеримент виявився вдалим. А адже атмосфера є не тільки на Венері, але і на інших планетах Сонячної системи і деяких їх супутниках. Так що, воздухотехніка цілком може підкорити і космічний простір. Для цього, природно, застосовуються технології дещо іншого якості, ніж на Землі. Наприклад, замість гелію використовують особливу суміш, основним компонентом якої є метан.

До речі, проблема газу, яким наповнюють оболонку дирижабля, варто давно, і спроби її вирішення численні. Проблема полягає в тому, що основними газами, які використовувались в цьому випадку, традиційно були водень і гелій. Але водень небезпечний, а гелій доріг і рідкісний.

Технології виробництва, природно, теж удосконалюються. Водень і прогумовані тканини для оболонки стали надбанням історії. Серед нових застосовуються розробок - вуглецеві композитні конструкції, тедларовие ідакроновие оболонки (крім популярних нейлонових), двигуни з поворотом осі, технологія стиснення гелію для зміни підйомної сили, навігаційні системи зі скло-волоконними лініями зв'язку.

Нарешті, до послуг розробників тепер - вчинені цифрові технології.

Слід сказати і про нове джерело енергії для самих дирижаблів. Він існує поки тільки в проекті, тому що є більш дорогим. Йдеться про сонячної енергії і про сонячних батареях. Справа в тому, що політ дирижабля проходить на великій висоті і апарат майже весь час освітлений сонцем. Було б заманливо, враховуючи величезну незайняту площа оболонки, розмістити на ній батареї, які брали б марно пропадає сонячну енергію і перетворювали б її в електричну.

Проблема в тому, що такі батареї, які застосовуються, наприклад, на космічних кораблях, тобто полікристалічні, дуже дорогі. Вихід може бути знайдений у використанні набагато дешевших аморфних кремнієвих плівок. Вони дуже тонкі і наносяться практично на будь-яку поверхню - гладку або шорстку. Тобто плівкою цілком можна було б покрити і оболонку дирижабля. Єдиний їхній недолік - низький коефіцієнт корисної дії, всього близько 5%.

Але все ж за допомогою простих розрахунків виявляється, що такі сонячні батареї вигідні: при обсязі дирижабля 50 000 м3 і площею оболонки 7000 м2 вони дають близько 100 кВт електроенергії, тобто шосту частину загальної, яка витрачається. Не так вже й багато, але і немало. Інтегрований двигун, тобто використовує відразу кілька видів енергії, є найбільш економічним.

Ця ідея вже реалізується в Японії. В даний час розробляється проект стратосферного дирижабля обсягом 400 000 м3 і площею сонячних батарей 4400 м2. Потужність електродвигунів складає 513 кВт. А невеликі апарати такого типу вже будуються.

Інший проект передбачає в якості енергії для руху дирижабля атомну. З одного боку, дирижаблі в стані піднімати в повітря величезні вантажі, в тому числі реактор з біологічним захистом і газові турбіни, і використання атомної енергії дозволило б двигуну досягати фантастичною потужності. З іншого боку, існує ймовірність аварії такого апарату (наслідки, очевидно, легко собі уявити, якщо згадати про відомі події в Чорнобилі і в двох японських містах) не дивлячись на велику безпеку аеростатичних техніки в порівнянні з авіаційної; крім того, ще потрібно з'ясувати, чи виправдає себе такий апарат з економічної точки зору.

Але все ж проект створення дирижабля на атомному ходу дуже привабливий і вже розробляється в Австрії та в інших країнах. По одному з проектів маса силової установки самого атомодіріжабля складе 54 т, а перевозити він зможе 200 т вантажу або (пасажирський варіант) 800 чоловік плюс 60 т вантажу, що, погодьтеся, немало. Обсяг дирижабля - 360 000 м3, а довжина - 324 м. Таким чином, реактор, і так забезпечений біозахистом, буде віддалений від пасажирських кают на 150-200 м. А варіант термоплана, вантажопідйомність якого складе 9000 т, розробляється С. М. єгер . Перспективи привабливі.

висновок

Популярність аеростатів і дирижаблів останнім часом стала рости. Літальні апарати легше повітря почали набувати нове життя. Ера повітроплавання починалася з фантастичних ідей, в які ніхто не вірив, і продовжується до цього дня, але вже з усвідомленням перспективності цього напрямку науки.

До свого першого польоту людство йшло за двома основними напрямками. Одне пов'язане зі створенням аеродинамічній підйомної сили для підтримки самого літаючого об'єкта в повітрі, в іншому - використовується аеростатичний принцип, фізичний зміст якого полягає у різниці щільності повітря, що оточує тіло, і газу, яким наповнена його оболонка. Іншими словами, в основі цього принципу лежить закон Архімеда, відкритий ще в 250 р до н.е. Але, незважаючи на гадану сьогодні простоту і очевидність цього закону, знадобилося більше 1500 років, щоб здійснити перший вільний підйом людини в повітря. Аеростатичного техніка почала завойовувати все нові і нові позиції - спочатку вона служила для експериментальних польотів, спортивних заходів та розваг, а потім для науки, промисловості і військових цілей. Зараз аеростатіку зі її багатим досвідом зайняла свою гідну нішу в людській життєдіяльності. Воздухотехніка стала популярним видом пасажирського транспорту. У наш час з'являється все більше прихильників такого виду літальних апаратів і його різноманітного використання. Це пояснюється не тільки тим, що удосконалюються технології виробництва, матеріали і паливо, а й тим, що аеростатичного техніка вирішує багато питань, пов'язаних з екологією і в цілому з антропогенним впливом на планету.

Прототип військового безпілотного дирижабля High Altitude Airship

Дірежаблестроеніе пройшло шлях від вигадливих ідей ентузіастів, через золотий вік бурхливого зростання і майже фанатичного захоплення цими дивовижними машинами, до повного забуття і майже через століття повернулося до нових горизонтів свого застосування, які ці велетенські машини обов'язково завоюють завдяки поліпшеним матеріалами, перспективним завданням і новим областям застосування цих літаючих фортець. Недарма футуристи початку століття не уявляли майбутнє без дирижаблів. Ці величезні і в той же час невагомі гіганти завжди привертали людську увагу не тільки своїми розмірами, а й вражали уяву грацією і торжеством інженерної думки.

Список літератури

Радянський Енциклопедичний Словник (гл. Редактор А. М. Прохоров) видання четверте, Москва, изд. «Радянська енциклопедія», 1988 г.

Бойко Ю. Повітроплавання у винаходах, Изд: М., Транспорт, 1999, 352 c.

К. Е. Ціолковський «Аеростат металевий керований»

Матеріали електронної енциклопедії «Вікіпедія» (http://ru.wikipedia.org)

Бойко Ю. «Дирижаблі сьогодні. А чому б і ні? »,« Повітроплавець Росії », спеціальний випуск 1995 року, стор. 32-33.

Бойко Ю. «Пасажирські перевезення на дирижаблях», «Повітроплавець», №2 (4), 1996 г., стр. 30-31.

Чернов А.А. Подорожі на повітряній кулі. Л. Гидрометеоиздат. 1975р. 232 с.

Матеріали офіційного сайту компанії "Авгур - Аеростатні Системи" (http://aas.augurballoons.ru/)

А.Е. Тарас Дирижаблі на війні, изд: АСТ, Харвест, 2000 г.

В. В. Гончаренко. «Як люди навчилися літати» .До: «Веселка», 1986.

В.А. Бичков Літопис авіації і повітроплавання, Изд. Academia

П. Д. Дузь Історія повітроплавання і авіації в Росії, Изд: М Машинобудування, 1981

Известия науки "Космічний ліфт" від 03.07.06

В.Інфантьев "Мамонти летять в майбутнє", 1971 p