Дирижабль
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Дирижа́бль (от фр. dirigeable — управляемый) — летательный аппарат легче воздуха, аэростат с движителем, благодаря которому дирижабль может двигаться независимо от направления воздушных потоков.
Содержание |
[править] Типы
По конструкции дирижабли подразделяют на мягкие, полужёсткие и жёсткие.
- Мягкие дирижабли сохраняют свою форму благодаря давлению газа изнутри; такими делают только небольшие дирижабли.
- Полужёсткие дирижабли имеют металлическую продольную ферму снизу, к которой крепятся гондола, двигатели и прочее оборудование. Ферма частично разгружает оболочку; кроме того, внутри фермы есть проход для людей, что обеспечивает доступ к разным частям дирижабля и его механизмам.
- Жёсткие дирижабли имеют металлический каркас по всему объему, обтянутый снаружи пропитанной хлопчатобумажной тканью, что придаёт им характерный ребристый вид. К каркасу крепятся гондолы с моторами. Внутри каркаса размещаются баллоны с водородом или гелием, создающие подъемную силу.
Перед I мировой войной баллоны делали из «золотой кожи», верхней оболочки слепой кишки крупного рогатого скота. Благодаря каркасу жёсткие дирижабли могут быть очень большими с большой грузоподъемностью. Жёсткий дирижабль может быть и с металлической обшивкой. В годы I мировой войны такие дирижабли называют «цеппелинами» по имени германского изобретателя, графа Цеппелина.
[править] Двигатели
Самый первый дирижабль был снабжён паровым двигателем, но в основном на дирижабли ставили двигатели внутреннего сгорания, часто дизели. Современные дирижабли обычно оснащаются газотурбинными двигателями. В качестве движителей как правило используют воздушные винты.
[править] Полёт
Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль рулями высоты — двигатели тогда тянут его вверх или вниз. Сбрасывание балласта и выпуск газа в полёте производят редко: например, выпускают газ при выработке топлива. Из-за этой особенности стрелки на кайзеровских «цеппелинах» должны были получить разрешение командира на стрельбу из станковых пулемётов, чтобы ненароком не воспламенить выпущенный водород.
[править] Причаливание
Часто думают, что дирижабль может приземляться вертикально, как вертолёт — в действительности же это осуществимо только при полном отсутствии ветра. В реальных условиях для посадки дирижабля требуется, чтобы находящиеся на земле люди подобрали сброшенные с разных точек дирижабля канаты и привязали их к подходящим наземным объектам; затем дирижабль можно подтянуть к земле. Наиболее же удобный и безопасный способ посадки (особенно для больших дирижаблей) — причаливание к специальным мачтам.
С вершины причальной мачты сбрасывают канат, который прокладывают по земле по ветру. Дирижабль подходит к мачте с подветренной стороны, и с его носа также сбрасывают канат. Люди на земле связывают эти два каната, и затем лебёдкой дирижабль подтягивают к мачте — его нос фиксируется в стыковочном гнезде. Причаленный дирижабль может свободно вращаться вокруг мачты, как флюгер. Стыковочный узел может двигаться по мачте вверх-вниз — это позволяет опустить дирижабль ближе к земле для погрузки/разгрузки и посадки/высадки пассажиров.
Чтобы завести дирижабль в ангар при сильном ветре, требовались усилия до 200 человек.
[править] История развития
[править] Первые полёты
Дирижабль конструкции А. Жиффара совершил первый полёт только 24 сентября 1852. Такая разница между датой изобретения аэростата (1783) и первым полётом дирижабля объясняется отсутствием в то время двигателей для аэростатического летательного аппарата.
13 ноября 1899 французский воздухоплаватель А. Сантос-Дюмон на своём аппарате облетел со скоростью чуть более 20 км/час Эйфелеву башню. Тогда это посчитали чудачеством. Однако позднее, в течение нескольких десятилетий, дирижабль стал одним из самых передовых транспортных средств.
Первый пробный полёт дирижабля конструкции Фердинанда Цеппелина, или просто цеппелина, состоялся в 1900 г.
[править] Проект Циолковского
Первый технически обоснованный проект большого грузового дирижабля был предложен в 80-х годах ХIХ века великим русским ученым Константином Эдуардовичем Циолковским.
В отличие от многих своих современников, Циолковский предлагал построить огромный даже по сегодняшним меркам — объемом до 500 000 м³ — дирижабль жёсткой конструкции с металлической обшивкой.
Конструкторские проработки идеи Циолковского, проведенные в 30-е годы сотрудниками Дирижаблестроя СССР, показали обоснованность предложенной концепции. Однако дирижабль построить так и не удалось: все работы по дирижаблям из-за многочисленных аварий были свёрнуты не только в СССР, но и во всём мире.
[править] Боевое крещение
Во время первой мировой войны безусловным лидером в области дирижаблестроения была Германия. За годы войны было построено: в Великобритании — 10 дирижаблей, в Италии — 7, во Франции — 1, в США — 6. Кайзеровская Германии построила около 76 дирижаблей, из них 63 цеппелина и 9 конструкции профессора Шютте-Ланца с деревянным каркасом. Россия использовала три летательных аппарата «Черномор» английского производства. Германия вступила в войну с тремя дирижаблями: L3, L4, L5.
Всего на германских цеппелинах было совершено 1210 боевых вылета. Из 75 боевых кораблей потеряны за годы войны в результате боевых действий 52: уничтожено с экипажем 19, 33 вследствии обстрела или аварий захвачено англичанами после приземления. К концу войны у Германии оставалось всего 7 дирижаблей. Немцы широко использовали цеппелины для бомбардировок Англии. Первый налёт состоялся 15 января 1915 г. Согласно директиве командования дирижабли должны начинать бомбардировку с Букингемского дворца и правительственных резиденций, затем шла очередь военных фабрик и жилых кварталов. В один из ночных налётов дирижабль L-22 (объемом 36000 м³) взял на борт 24 бомбы по 50 кг, 2 бомбы по 100 кг и 2 по 300 кг. На подлёте к Йорку огромная сигара попалась в лучи прожекторов и была сбита огнем зенитных орудий. Большую опасность дирижаблям стала представлять истребительная авиация. Так 31 января 1916 г. английскими самолётами над морем были сбиты сразу 9 цеппелинов. Чтобы спастись от истребителей и зениток дирижабли поднимались на высоты до 5 км, где экипаж страдал от низких температур и нехватки кислорода.
Вследствие постоянно увеличивающихся защитных мер врага цеппелины для фронта строились двух размеров, типа «L 50» и «L 70».
Главными отличительными особенностями «L 50» были: пять двигателей, каждый 260 л.с., которые могли развивать достаточную скорость даже в разреженных высоких атмосферных слоях; четыре пропеллера (два задних двигателя присоединялись к одному пропеллеру); центральный проход, длина судна 196.5 м ; ширина 23.9 м.; объем газа 55 000 куб. м; скорость 30 м/с (приблизительно 110 км/час); взлётный вес 38 тонн. Тип «L 70»: семь двигателей, каждый по 260 л.с.; шесть пропеллеров; центральный проход, длина судна 211.5 м; самый большой диаметр 23.9 м; объем газа 62 000 куб. м; скорость, 35 м/с (130 км/час); взлётный вес 43 тонны.
«L 50» имел команду из 21 человека, и «L 70» из 25. Экипаж состоял из: 1 командир, 1 офицер — наблюдатель, 1 квартирмейстер, 1 главный инженер, 2 такелажника (старшина-сигнальшик), 2 человека на механизмах балансировки (боцманы), 2 моториста (младшие офицеры) на каждый двигатель, 1 рулевой, 1 телеграфист, и 1 телеграфист для беспроволочного телеграфа. Названия должностей не случайны, дирижабли входили в состав кайзеровского морского флота.
Дирижабли несли два станковых пулемёта, и позже 20 мм пушки. Боезапас состоял из зажигательных бомб весом 11,4 кг, и фугасно-осколочных бомб весом по 50, 100, и 300 кг.
Дирижабли использовались германской армией для морской разведки. В начале войны гидросамолётов еще не существовало. Позднее дирижабли смогли подниматься на высоту 6 000 метров, что было недоступно для аэропланов.
Базы воздушных кораблей были размещены как можно ближе к побережью, и имели достаточную площадь для взлета и приземления; но они должны были находиться достаточно глубоко на суше, чтобы устранить опасность неожиданного нападения с моря. Флот имел следующие базы дирижаблей на побережье Северного моря: Nordholz под Cuxhaven, Ahlhorn под Oldenburg, Wittmundshaven (East Friesland), Tondern (Schleswig-Holstein). База Hage, к югу от Norderney, была брошена.
В январе 1918, когда вследствие спонтанного самовозгорания одного из дирижаблей в Ahlhorn, огонь взрывом распространился на соседние ангары, и четыре «Цеппелина» и один «Шютте-Ланц» были потеряны. Все ангары, кроме одного, были приведены в негодность. После этого германский флот имел только 9 воздушных кораблей в своем распоряжении. С осени 1917 строительство дирижаблей было ограничено, потому что материал, необходимый для строительства дирижаблей был необходим для более перспективных аэропланов. С этой даты заказывался только один дирижабль в месяц.
[править] Закат эры дирижаблей
После первой мировой войны строительством дирижаблей занялись и другие страны (Англия, Италия, СССР, США, Франция).
Первый трансатлантический полёт немецкого дирижабля ZR-3 состоялся в 1924 году.
В 1927 году совместная американо-итальяно-норвежская экспедиция под руководством Р. Амундсена совершила на дирижабле «Норвегия» первый трансарктический перелёт о. Шпицберген — Северный Полюс — Аляска.
В октябре 1928 года по этой же трассе совершил свой первый тренировочный полёт самый известный из дирижаблей «Граф Цеппелин» (LZ-127). Его габариты и технические возможности поражают даже в наше время. Длина около 250 м, высота более 30 м, объем 105 тысяч куб. м, мощность моторов 3600 л.с., грузоподъемность 23 тонны, крейсерская скорость 125 километров в час.
В 1929 году «Граф Цеппелин» осуществил кругосветный полёт с тремя промежуточными посадками. За 21 день и 5 часов он преодолел более 34 тысяч километров со средней скоростью 115 километров в час.
В 1931 году состоялся известный полёт LZ-127 на Северный полюс. Дирижабли тогда использовались главным образом для доставки почты, а также для пропаганды воздухоплавания.
В Советском Союзе первый дирижабль был построен в 1923 году. Позднее была создана специальная организация «Дирижабльстрой», которая в 1927—1937 годах построила и сдала в эксплуатацию несколько крупных дирижаблей «СССР-В-1» — «СССР-В-6». В 1937 году советский дирижабль «СССР-В-6» установил мировой рекорд продолжительности полёта. Он провёл в полёте 130 часов 27 минут. Последний дирижабль под названием «Победа» был построен в СССР в 1944 году.
Самый большой дирижабль в мире — американский «Акрон», объемом 184 тыс. м³ — нёс на борту 5—7 самолётов и перевозил до 200 пассажиров, не считая нескольких тонн груза на расстояние до 17 тыс. км без посадки.
[править] Катастрофы
Создатели дирижаблей пренебрегали элементарными мерами безопасности, наполняя их небезопасным, но дешёвым водородом вместо инертного, но дорогого гелия. В марте 1936 г. был создан преемник отслужившего «Графа Цеппелина», дирижабль LZ-129 «Гинденбург», рассчитанный на использование безопасного гелия. Однако требуемое количество гелия находилось только в США, которые ввели эмбарго на экспорт военных материалов в гитлеровскую Германию. Пришлось наполнять баллоны «Гинденбурга» доступным водородом.
Начавшаяся череда катастроф серьёзно подорвала веру в надёжность и целесообразность использования дирижаблей. 6 мая 1937 года на глазах зрителей потерпел катастрофу «Гинденбург», погибло 35 человек на борту и один на земле . Погибли в катастрофах американские дирижабли «Шенандоа», «Акрон» и «Мэкон», английский «Р-101» и французский «Диксмюде». Пока разбирались с причинами этих катастроф, прогресс авиации оставил эпоху дирижаблей позади.
[править] Преимущества использования дирижаблей
- Очень большая грузоподъёмность и дальность беспосадочных перелётов.
- Достижима более высокая надежность и безопасность, чем у самолетов и вертолетов.
- Дешевизна перевозок, особенно крупногабаритных и массивных грузов.
- Размеры внутренних помещений могут быть очень велики.
- Длительность нахождения в воздухе.
- Дирижаблю не требуется взлётно-посадочной полосы (но зато требуется причальная мачта) — более того, он может вообще не приземляться, а просто «зависнуть» над землёй (что, впрочем, осуществимо только при отсутствии ветра).
[править] Недостатки
- Относительно малая скорость по сравнению с самолётами и вертолётами, низкая маневренность — в первую очередь из-за высокого аэродинамического сопротивления при полёте.
- Сложность приземления.
- Очень большие размеры требуемых ангаров/эллингов, сложность хранения и обслуживания на земле.
[править] Современные дирижабли
На 2005 год существуют несколько проектов возрождения дирижаблей. Основная область, где они могут быть востребованы XXI веке — это транспортировка грузов, в том числе нестандартных, необычной формы (см. крупногабаритный груз). Подобные проекты существуют во многих странах Европы, в США, а также в России.
[править] Россия
Для России это особенно актуально: ведь на её территории есть множество мест, куда крайне проблематично осуществлять доставку грузов сухопутным путём или с использованием других типов летательных аппаратов. Дирижабли могут принести пользу, например, при исследовании Арктики, при георазведке в Сибири и Заполярье.
В России дирижаблестроение пытались восстановить ещё в 1956 году на базе ОКБ-424 (город Долгопрудный), но проект государственного развития не получил. В начале 1990-х это ОКБ, уже переименованное в ДКБА (Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики) начало разработку экспериментального полумягкого дирижабля «2ДП» с грузоподъёмностью около 3 тонн. Шасси, двигатели, авионика будут взяты с серийно выпускаемых вертолётов и самолётов, что должно значительно удешевить проект.
Компания «Авгуръ» в 2000 году на территории тульского аэропорта провела лётные испытания привязного унифицированного аэростата «УАН-400», имевшего на борту комплекс радиолокационного наблюдения и связи «Кордон-2». Аэростат привязной, поднимается и опускается при помощи лебёдки из кузова военного шасси «ГАЗ-66», имеет объём 400 м³, грузоподъёмность 120 кг, высота подъёма — 1200 метров. В качестве базовой РЛС использована разработка тульского НИИИ «Стрела» — комплекс «Кредо-1Е» со щелевой антенной диапазона 2 см. Уже на высоте 300 метров станция имеет возможность засекать все предметы в радиусе 40 километров, движущиеся со скоростью не менее 2,5 км/час.
На МАКС-2005 были представлены некоторые уже построенные российские дирижабли производства компании «Авгуръ»/. Дирижабль «Ау-12М» имеет объём 1250 м³, длина — 34 метра. Рабочая высота достигает 1500 метров, скорость — до 90 км в час, время пребывания в воздухе — 6 часов, дальность полёта до 350 км, экипаж — 2 человека. Представленные экспонаты заинтересовали потенциальных заказчиков, уже в 2006—2007 годах «Авгуръ» планирует перейти к серийному производству некоторых моделей. А разрабатываемый 8-местный дирижабль Au−30 «Аргус» в обозримом будущем станет элементом одной из государственных программ. На авиасалоне в Фарнборо компания «Авгуръ»и «РосАэроСистемы» представили аэростаты военного назначения «Пума» и «Ягуар». Их объём составляет 8900—11800 м³, полезная нагрузка до 2,2 тонны. Способны совершать автономные полёты до 1 месяца, непрерывно выдерживая ветер силой до 12 баллов по шкале Бофорта (около 33 м/сек).
В перспективных разработках у компании стратосферный дирижабль «Беркут» с рабочим потолком 20000 метров и автономностью в 6 месяцев, объёмом 500 тысяч м³, длиной 290 метров, диаметром — 58 метров. Он рассматривается как телекоммуникационная платформа с площадью покрытия до 500 тысяч км². Среднесуточное энергопотребление составит около 300 киловатт, для обеспечения которого будут служить солнечные батареи площадью 11 тысяч м².
Также дирижабли (в том числе и беспилотные) могут применяться для патрулирования автодорог, наблюдения за общественным порядком на крупных массовых мероприятиях, в рекламных целях и т. д.
Российская компания «Аэроскан» в 2006 году начинает использовать дирижабли для пространственно-технического мониторинга местности и инженерных объектов.
Правительство Свердловской области в октябре 2006 г. объявило о намерении организовать в регионе производство дирижаблей. Для организации производства будет выделено $30 млн. В проекте будут принимать участие: ОАО "Уральский завод гражданской авиации", ФГУП "ПО "Уральский оптико-механический завод", ФГУП "НПО Автоматики", ФГУП "ОКБ "Новатор" и ОАО "НПП "Старт".
Как правило, стоимость зарубежных аналогов таких летательных аппаратов в 2,5-4 раза выше, чем российских.
[править] Белоруссия
В Военной академии Белоруссии началось проектирование многоцелевого дирижабля разведывательного дозора с информационно-разведывательной платформой, способной заменить самолёт-разведчик А-50 типа «Авакс» в комплекте с 5 патрульными самолётами в придачу. Шесть таких дирижаблей, установленных на высоте порядка 4000 метров способны обеспечить надёжную радиосвязь (включая мобильную) на территории всей Белоруссии.
[править] США
Разработка дирижаблей Пентагоном ведётся по двум направлениям. С одной стороны, создаются дешёвые небольшие аэростаты и дирижабли тактического назначения, с другой стороны — ведутся работы по проектированию «стратегов» — дирижаблей стратосферного назначения.
В начале 2005 года американские военные объявили об испытаниях на полигоне в Аризоне мини-аэростата «Combat SkySat Phase 1», который позволил связаться наземным службам на расстоянии в 320 км. Масса мини-аэростата около 2 кг, при массовом производстве стоимость может составлять около 2 тысяч USD.
В Федеральную авиационную администрацию США телекоммуникационная компания «Globetel» подала заявку на испытательный полёт дирижабля «Stratellite» с телекоммуникационной платформой на борту для поддержки связи на площади около 800 тысяч км².
В 2005 году Пентагон объявил о разработке программы строительства военных аэростатов и дирижаблей, которые будут действовать в самых верхних слоях атмосферы, практически на границе космоса. Эти аэростаты будут поддерживать связь, осуществлять разведку из стратосферы, в которой не могут летать самолёты. Действовать они будут на высотах от 20 до 25 тысяч метров.
Возможно, дирижаблям найдётся применение и в разрабатываемой американцами программе Future Combat Systems. Именно с помощью дирижаблей высокой грузоподъёмности США планируют перебрасывать технику к местам военных конфликтов. В 2005 Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Пентагона (DARPA) объявило о разработке программы строительства сверхтяжелого транспортного дирижабля «Walrus» с грузоподъемностью от 500 до 1000 тонн. Дальность полёта будет составлять около 22 тыс. км, которые он сможет преодолеть за неделю. DARPA также по заказу ВВС США разрабатывает разведывательный аэростат, способный действовать на верхней границе статосферы, то есть на высоте порядка 80 км. Фактически это будет суборбитальный аппарат.
В феврале 2005 года в Ираке Пентагон провёл испытания дирижабля «MARTS» (Marine Airborne Re-Transmission Systems), который снабжён аппаратурой, позволяющей поддерживать связь с подразделениями в радиусе 180 км. Он способен противостоять ветру до 90 км/час и в течение двух недель висеть в воздухе без наземного обслуживания.
Американская компания «JP Aerospace» готовит к испытаниям 53-х метровый V-образный дирижабль «Ascender». Первый полёт предусматривает подъём на высоту около 30 км. И возвращение на землю. В случае успешных испытаний Пентагон обещает открыть финансирование на постройку крупного, трёхкилометрового, V-образного дирижабля стратосферного назначения.
| Воздушные суда |
| Автожир | Аэростат | Вертолёт | Винтокрыл | Дирижабль | Махолёт | Мускулолёт | Планер | Самолёт | Турболёт | Экранолёт | Экраноплан |
 |
Эта статья входит в число избранных. Она была признана участниками проекта одной из лучших статей русского раздела Википедии. |
