|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Дирижабль. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Дирижабль (від фр. dirigeable - керований) - літальний апарат легший за повітря, що є комбінацією аеростата з гвинтовим електричним двигуном, або з двигуном внутрішнього згоряння і системи управління орієнтацією (керма управління), завдяки якій дирижабль зможе рухатися в будь-якому напрямку незалежно від напрямку повітряних потоків.
Від початку історії літальних апаратів легше повітря - аеростатів і дирижаблів - до її, здавалося б, повного завершення пройшло трохи більше 150 років. 1783 року брати Монгольф'є підняли у повітря вільний аеростат, а 1937-го на причальній щоглі в Лейкхерсті (США) згорів збудований у Німеччині дирижабль LZ-129 Gindenburg, на борту якого знаходилося 97 осіб. Тридцять п'ять із них загинули, а катастрофа так вразила світову громадськість, що схилила великі держави до припинення будівництва великих дирижаблів. Так минула ціла епоха в повітроплаванні, останні 40 років якої припали на розвиток жорстких дирижаблів, званих цепелінами (на ім'я одного з головних розробників - німецького генерала графа Фердинанда фон Цеппеліна). Якщо тваринний світ розвивався від зовнішнього скелета (як павуків і ракоподібних) до внутрішнього, то еволюція літаючих апаратів легше повітря йшла зворотним шляхом. Повітряна куля братів Монгольф'є була не керована. Адже, створюючи літальні апарати, винахідники хотіли пересуватися в обраному напрямку. І через рік військовий інженер і вчений, відомий математик та винахідник Жак Менье представив до Паризької академії свій проект, який назвав словом "керований" - "дирижабль". Він запропонував робити апарат не кулястим, а витягнутим, як веретено. А для збереження в польоті форми та пружності вставити у зовнішню оболонку щось на зразок прогумованого мішка (балонет). Оскільки водень просочувався через оболонку дирижабля, повітря, що накачало в балонет, повинно було заповнювати витік і, крім того, регулювати висоту польоту.
Лише 1852 року французький конструктор Анрі Жиффар створив перший керований аеростат із парової машиною. При цьому він приєднав балон апарата до міцного поздовжнього стрижня, що додало конструкції додаткову жорсткість. Адже інакше його подовжена оболонка могла згинатися і навіть складатися навпіл, а це унеможливлювало політ.
Особлива тема – матеріал для оболонок. Оскільки довгий час для наповнення літальних апаратів використовувався водень, оболонка повинна була бути не тільки міцною, легкою та стійкою до сонячних променів, а й газонепроникною. При цьому покращення одних якостей могло вести до погіршення інших. Наприклад, чим кращою була газонепроникність, тим важча тканина. Тим не менш, ці тканини пропускали за добу до десяти літрів газу на квадратний метр і швидко старіли. До кінця 20-х років відома американська фірма Goodyear створила легку аеростатну тканину з покриттям із желатину, а німці розпочали розробку полімерних плівок. Тим часом інженери намагалися вирішити проблему жорсткості дирижаблів. Наступним кроком стала розробка італійського конструктора та полярного дослідника Умберто Нобіле (з 1938-го по 1946 рік - начальник радянського КБ "Дірижаблебуд", керівник створення найбільшого радянського дирижабля "СРСР-В6 Осоавіахім"). Він розмістив тверду ферму всередині апарату. "Хребет" хоч і покращив характеристики дирижаблів, але не вирішив проблем справжньої жорсткості конструкції. Потрібен був "панцир". Думка зробити корпус металевим прийшла австрійському конструктору Давиду Шварцу після того, як традиційно наповнений воднем та обладнаний бензиновим двигуном аеростат його попередника Германа Вельферта вибухнув у повітрі. У тому ж 1897 році в Берліні злетів керований аеростат Шварца, корпус якого був уже виконаний з клепаного алюмінію, проте неполадки двигуна змусили здійснити аварійну посадку, під час якої апарат став непридатним і більше не відновлювався. Ознайомившись із роботами Шварца, відставний генерал граф фон Цеппелін побачив їхню перспективність, але також зрозумів, що тонкостінна жорстка оболонка, що застосовувалася раніше, не панацея: діючі в польоті згинальні навантаження неминуче створювали б зусилля, що викликають утворення складок і руйнують найміцніший матеріал. Він вигадав каркас з легких коробчатих ферм, склепаних із алюмінієвих смуг із проштампованими в них отворами. Каркас виконувався з кільцеподібних ферменних шпангоутів, з'єднаних між собою такими ж стрінгерами. Між кожною парою шпангоутів розміщувалася камера з воднем (всього 1217 штук), так що при пошкодженні двох-трьох внутрішніх балонів решта підтримувала б леткість, і апарат не постраждав. Провівши разом зі своїм помічником інженером Теодором Кобером розрахунки на міцність і випробування елементів конструкції, Цепелін переконався, що завдання здійсненне. Однак з подачі місцевих вчених, які не вірили в ідеї графа, газети прозвали його спочатку "збожеволілим аристократом". Тим не менш, через два роки після аварії аеростату Шварца Цеппелін, вклавши всі свої заощадження, почав будувати апарат, названий без хибної скромності Luftschiffbau Zeppelin ("Повітряний корабель Цепеліна" - LZ-1). І влітку 1900 року сигароподібний восьмитонний гігант довжиною 128 м, діаметром 12 м, об'ємом 11,3 тис. м3, здійснивши 18-хвилинний успішний політ, перетворив славу чи не міським божевільним генерала фон Цеппеліна в національного героя.
Країна, яка нещодавно програла війну з Францією, сприйняла ідею генерала про чудо-зброю на ура. Шанувальники цепелінів зібрали більше шести мільйонів рейхсмарок, які стали статутним капіталом акціонерного товариства Luftschiffbau Zeppelin GmbH. І до Першої світової війни Цепелін побудував кілька машин довжиною 148 м, що розвивали швидкість до 80 км/год, які з початком бойових дій відразу вирушили бомбити Англію, яка вважала себе неприступною під захистом Ла-Маншу. Ці повітряні левіафани, що ширяли на величезній для того часу висоті, не боялися тодішніх літаків і артилерії, а ідеальна придатність для повітряної розвідки викуповувала недоліки в точності бомбометання. І навіть коли терміново мобілізовані ресурси англійців дали їм можливість створити ефективну зенітну артилерію та літаки, здатні штурмувати висоту, цепеліни стали транспортниками для доставки підкріплення, зброї та військового спорядження гарнізонам німецьких колоній в Африці. У 1917 році на верфі Цепеліна був побудований LZ-104, який розвивав крейсерську швидкість 80 км/год, здатний нести п'ять тонн бомбового навантаження на відстань до 16 тис. км. Інакше кажучи, міг би досягати берегів Америки. Цей цепелін не встиг взяти участь у битвах, а після поразки Німеччини був підірваний своїм екіпажем. Усього ж з 1900-го по 1916 рік у Німеччині було збудовано 176 дирижаблів. Перша світова поставила виробництво на потік, і зі стапелів відпустили в небо 123 машини.
Фердинанд фон Цеппелін не дожив до кінця війни, після якої Німеччина, що програла, стала розплачуватись за репараціями його дітищами. За Версальським договором їй заборонялося виробляти багато, зокрема і дирижаблі, які можна було використовувати як у мирних, і у військових цілях. І все-таки твори графа-винахідника досягли Сполучених Штатів. Продовжувач його справи Гуго Еккенер хотів зберегти компанію і запропонував американцям безкоштовно отримати в рахунок репарацій новий дирижабль-гігант, здатний підкорювати Атлантику. Еккенеру вдалося вламати німецький уряд профінансувати роботи, і в 1924 був побудований літію на інертному (а значить, негорючим) гелії LZ-126. На відміну від Європи, Штати виробляли цей безпечний для польотів газ удосталь. Цепелін був зарахований до ВМФ США та отримав назву Los Angeles.
Америка, яка після своєї громадянської війни завжди воювала лише на чужих територіях, потребувала потужних транспортних засобів для перевезення військ та техніки, а також для дальньої морської розвідки. Тоді, у 20-х роках, у США виник план будівництва потужного повітроплавного флоту з 1012 дирижаблів жорсткого типу. Призначалися вони для патрулювання Тихого та Атлантичного океанів. При цьому передбачалося, що кожен з них нестиме на борту від п'яти до дванадцяти літаків-розвідників або бомбардувальників, що пікірують, і буде здатний двічі перетинати океан без дозаправки. Через економічну кризу, що вибухнула, спеціально створеній фірмі Goodyear-Zeppelin не вдалося відразу почати масове виробництво, проте в 1931 році перший дирижабль серії ZRS-4 під назвою Akron (довжина - 239 м, діаметр - 40,5 м, обсяг - 184 тис.). м3, максимальна швидкість - 130 км/год, максимальна дальність польоту - 17,5 тис. км) піднявся у повітря.
Потрібно зауважити, що ранні європейські цепеліни, що наповнювалися воднем, були дуже неекономічні: у міру витрати палива (що складало до 20% ваги) і досягненні великої висоти доводилося, щоб уникнути розриву газових камер, спочатку випускати з балоннетів повітря, а потім через спеціальні клапани стравлювати десятки тисяч. кубометрів досить дорогого у виробництві водню. Гелій дорожчий за водень у 30-40 разів, і випускати його в атмосферу було б рівносильно топці машин банкнотами. Німецькі інженери ще в 1928 році застосували у конструкції величезного дирижабля Graf Zeppelin дотепне рішення, що дозволило не втрачати водень у польоті. Німці встановили на ньому двигуни, здатні працювати на так званому "блакитному газі" (блаугаз, або карбюрований водяний газ, збагачений висококалорійним газом, виходить у газогенераторах або при крекінгу нафти; використовується як комунально-побутове паливо). Його щільність дуже близька до густини повітря, а по калорійності один кубометр заміняв 1,5 кг бензину. "Блакитний газ" міг би вирішити і проблеми американців, але в США його не виробляли, і місцеві конструктори розмістили на борту Akron установку для вилучення води з вихлопних газів бензинових двигунів. У спеціальному радіаторі гази охолоджувалися, а вода конденсувалася і прямувала до баластових цистерн, і вага дирижабля в польоті не змінювалася. Akron ніс в ангарах з люками у підлозі п'ять літаків-розвідників, кожен із яких важив більше тонни. Для зльоту літак із запущеним двигуном опускався за допомогою фермової штанги через люк і розпочинав самостійний політ. Для посадки штанга, на кінці якої була петля у формі трапеції, висувалась назовні, а літак, зрівнявши швидкість зі швидкістю дирижабля, підлітав до трапеції, чіплявся за неї спеціальним гаком і його втягували в ангар. Були також створені винищувачі та пікіруючі бомбардувальники, здатні діяти з борту повітряного авіаносця. Відлітавши два роки, Akron загинув у найсильніший шторм. У тому ж 1933 році американці підняли в повітря цепелін тієї ж серії - Maсon, який також через два роки загинув, потрапивши в низхідний потік. І будівництво жорстких дирижаблів у США припинилося. Як уже було сказано, до 80-річчя Цепеліна зі стапелів його компанії зійшов гігант LZ-127 (236,6 м завдовжки та 30,5 м у діаметрі), охрещений Graf Zeppelin. Він здійснив 2700 польотів, у тому числі перший навколосвітній переліт. У ньому, як і інших німецьких дирижаблях, використовувався водень. Але до спеціальних камер об'ємом 30 тис. м3 закачували не повітря, а блаугаз, який використовували як паливо. У міру його витрати вага дирижабля майже не змінювалась і не доводилося стравлювати водень.
Останній політ Graf Zeppelin здійснив 1936 року, а 1940-го його було знищено за наказом керівника Luftwaffe Германа Герінга: у новій війні він робив ставку на літаки. Так закінчилася історія та німецьких цепелінів. За великим рахунком, дирижаблі жорсткої системи передбачили по вантажопідйомності, швидкості і дальності польоту дирижаблі інших типів і літаки, що народжуються. Однак на момент загибелі авіаносця Macon літак вже перелетів Атлантичний океан, а "літаючий храм соціалізму", літак "Максим Горький" був здатний нести 17 т корисного вантажу - втричі більше за будь-який дирижабль. Цепеліни в тому вигляді, в якому їх задумували, зжили себе. Сьогодні кероване повітроплавання відроджується для інших цілей та на основі інших технологій. Автор: С.Апресов
▪ Примус
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Комп'ютер у клавіатурі Orange Pi 800 ▪ Мікросхема дводіапазонного приймача бездротового зв'язку на 5 та 60 ГГц ▪ Повз Землю пронесеться астероїд TC4
▪ розділ сайту Підсилювачі потужності. Добірка статей ▪ стаття На круги своя (повернутись, повернутися). Крилатий вислів ▪ стаття Чому небо блакитне? Детальна відповідь ▪ стаття Калепіна. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Суррогат оліфи. Прості рецепти та поради
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page