Техника

Техника

наука

История авиации

оглавление

ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ЛЕГЧЕ ВОЗДУХА

Дирижабли

Дирижабль имеет более сложное устройство, хотя в основу его построения положен именно аэростат. Главное отличие состоит в управляемости и в форме. Обтекаемость корпуса позволяет развивать скорости, значительно превосходящие скорость движения простого воздушного шара, а также лететь более целенаправленно. Как правило, дирижабли оснащены двигателем и оперением, что позволяет изменять не только высоту, но и направление полета. Одно из их преимуществ даже перед современной авиатехникой состоит в том, что они более безопасны, как это ни парадоксально звучит. На самом деле даже при выключении абсолютно всех двигателей они не пикируют, а плавно снижаются, тем самым сохраняя жизнь пассажирам и экипажу.

Новые аппараты теперь не являются игрушкой ветра, который несет их туда, куда дует сам. Современные дирижабли, которые могут развивать скорость до 200 км/ч (то есть до 55 м/с), способны противостоять очень сильному ветру, даже штормовому. А если учесть, что штормы случаются не так уж и часто, то применение дирижаблей вполне оправданно (о чем подробнее будет рассказано ниже). Во время Второй мировой войны патрульные дирижабли оставались в воздухе, даже когда начинались сильные шторма и вылет самолетов был невозможен. Вот как отличается современная техника от старой проверенной. Кроме того, многие дирижабли совершают полеты при сильнейшей облачности и даже при обледенении.

Само слово «дирижабль» (dirigeable) по-французски обозначает «управляемый» и происходит от глагола diriger, то есть «управлять, руководить». Другое название — «цеппелин» — относится к дирижаблям определенной конструкции, разработанной и в 1900 году поставленной на серийное производство немецким военным инженером Фердинандом Цеппелином. Позже название стало синонимом слова «дирижабль». Кроме того, употребительным названием, потерявшим свой метафорический смысл, стал термин «воздушное судно», а более разговорным и упрощенным — «воздушный корабль».

Одним из первопроходцев в этой области считается француз Анри Жиффар, который 24 сентября 1852 г. совершил первый полет на дирижабле с паровым двигателем мощностью 3 л. с. Паровая машина приводила в движение трехлопастный винт диаметром 3,35 м. Жиффар пролетел 27 км со средней скоростью 8 км/ч, что в то время было хорошим достижением. Оболочка дирижабля имела объем 2492 м3 и длину почти 44 м.

Дирижабль, на котором Анри Жиффар поднялся в воздух в 1852 г.

Летательные аппараты такого рода широко применялись примерно до середины XX в. в самых различных целях — перевозка грузов и пассажиров, научные исследования, военные наблюдения и т. п. Позже, с развитием собственно самолетной авиации, их производство и применение естественным образом пошли на убыль. И только с 60—70-х гг. дирижабли снова начали выпускать.

Но расскажем обо всем по порядку.

Первый проект дирижабля в 1784 г. опубликовал французский лейтенант инженерных войск Жан-Батист Мари Менье. Этот аппарат так и не был построен. Проект действительно было затруднительно реализовать в то время. Дело в том, что по описанию дирижабль имел внутреннюю и внешнюю оболочки (внешняя служила для аэродинамики), а самого двигателя не было. Три больших двухлопастных винта должны были приводиться в движение экипажем из 80 человек.

Прототипом управляемых аэростатических аппаратов стал дирижабль с баллонетом (газонепроницаемым отсеком внутри оболочки размером 800 м2). 15 июля того же года братья Робер, разработавшие (на основе идеи Менье) и построившие аппарат, сами же совершили на нем первый полет. Он оказался не совсем удачным, потому что давление газа в баллонете стало опасно высоким, и пришлось прорезать оболочку. Тем не менее рейс окончился в общем благополучно и вошел в историю. О первом аппарате с двигателем уже было рассказано. А в 1872 г. австриец Пауль Генлейн построил первый дирижабль, приводимый в действие четырехцилиндровым двигателем внутреннего сгорания мощностью уже 5 л. с. Правда, осуществлялись только подъемы в воздух. На свободные полеты не хватило денег.

С тех пор дирижабли с двигателями активно строятся и применяются. Например, уже три года спустя был сооружен первый дирижабль с электрическим двигателем. Пилотом являлся Гастон Тиссандье, француз. Двигатель же представлял собой динамомашину Сименса и 24 бихромат-калиевые аккумуляторные батареи и был установлен в гондоле дирижабля.

С развитием техники появились полностью управляемые воздушные судна. Двенадцать месяцев спустя, в 1884 г., во Франции совершал первые полеты дирижабль «Франция», мощность электродвигателя которого составляла 9 л. с. Винт был четырехлопастным деревянным, диаметром 7 м. Полет проходил с максимальной скоростью 23,5 км/ч, и было преодолено расстояние в 8 км. Шарль Ренар и Артур Кребс, пилотировавшие аппарат, совершили круговой полет и приземлились на месте старта.

В 1888 г. взлетел дирижабль на бензиновом двигателе. Доктор Карл Вельферт (Германия) установил на самодельном аэростате небольшой двигатель Даймлера (более совершенные разновидности которого активно использовались и впоследствии, например на «Гинденбурге») мощностью 2 л. с., превратив его тем самым в дирижабль. В том же году состоялся пробный полет аппарата, но пилотировал его механик доктора. 9 лет спустя Вельферт и другой механик, Кнабе, погибли во время полета на дирижабле. Оболочка воспламенилась от двигателя, и газ взорвался.

Позже случаи гибели пилотов и пассажиров дирижаблей перестали быть редкостью, хотя до такой периодичности, с которой в наше время сообщается о гибели экипажей и пассажиров рейсовых и военных самолетов, не доходило. Гибель четырех человек в 1909 г. и пяти в следующем стала причиной, по которой общественность нередко выступала против использования дирижаблей.

В 90-е гг. XIX в. К. Э. Циолковский разрабатывал проект создания нового типа дирижабля — цельнометаллического безбалластного, который позволял бы поднимать в воздух грузы огромной тяжести. Опыты создания таких аппаратов были уже в конце XIX в., но в производство их так и не запустили, потому что Циолковский, по сути, только предложил идею и пути ее осуществления, а масштабная работа по выяснению оптимальных технических характеристик дирижаблей такого типа только ведется. Строить их было бы действительно очень выгодно, поэтому и в настоящее время ведутся активные разработки.

Один из аппаратов такого типа, «Металлобаллон» конструкции Германа Шварца, совершил полет в 1897 г., который оказался единственным.

В те же годы вводятся некоторые новшества. К примеру, на озере Констанс был построен первый плавучий ангар для дирижабля «LZ-1» графа Цеппелина, чье имя увековечено в названии дирижаблей.

Из этого ангара 2 июля 1900 г. был совершен пробный полет дирижабля собственной конструкции графа. «LZ-1» находился в воздухе около 20 мин. с пятью пассажирами на борту. Двигатель (даймлеровский) был довольно мощным — 16 л. с., и размеры большие — длина 128 м, диаметр 11 м 73 см, а объем 11 327 м3. Но аппарат плохо слушался управления, и потребовались доработки.

В 1901 г. дирижабли стали, если так можно выразиться, публичным явлением. Бразилец Альберто Сантос-Дюмон облетел на 33-метровом дирижабле вокруг Эйфелевой башни в Париже и завоевал первый приз в 100 000 франков.

Первым настоящим дирижаблем, то есть таким, который является дирижаблем в современном употреблении этого слова, считают аппарат «Лебоди» французских братьев

Французский дирижабль «Лебоди» конструкции братьев Лебоди

Лебоди, построенный и продемонстрированный годом позже. Первые полеты на нем составляли 37,98 и 60 км.

Следующая модель такого аппарата, увеличенная, стала первым в мире военным дирижаблем. «Лебоди II» обладал двигателем мощностью 40 л. с. и оболочкой объемом 2660 м3.

Тем временем продолжалась разработка собственно цеппелинов. Первый разбился во время третьего полета. Модель «LZ-2» была неудачной и погибла после первого же полета. Зато третья оказалась по-настоящему качественной и была приобретена военными в 1909 г. Название «LZ-3» сменили на «Z-1».

С тех пор военная техника стала постоянно пополняться дирижаблями. В том же году французский «Сантос-Дюмон» испытывался в качестве авиаматки, то есть несущего для аэроплана «14 бис». Позже такие испытания для перевозки более совершенных самолетов проводились англичанами в 1918 г., когда на дирижабле «R-23» были в буквальном смысле подвешены сразу несколько аэропланов.

Английский дирижабль «R-23», используемый в качестве авиаматки

Мощным военным дирижаблем стал английский «Нулли Секундус», иначе называемый дирижаблем номер 1, который совершил свой первый полет в 1907 г. с полковником Джоном Каппером, капитаном У. А. К. Кингом и механиком Сэмюэлем Коуди на борту. Мощность двигателя составляла 50 л. с. (уже на третьей модели — 80), длина — 37 м. Первым же русским военным дирижаблем («Лебедев») стал французский аппарат с французским же двигателем «Панар» на борту.

Английский военный дирижабль «Нуми секундус»

Кроме военных целей, дирижабли стали использоваться и в политических. Например, в 1908 г. над Лондоном появился аппарат, с которого пилотировавшая его суфражистка разбрасывала листовки, призывавшие к борьбе за права женщин.

Но цеппелины широко использовались и гражданскими авиакомпаниями, например «Делаг». Дирижабли «LZ-5» и «LZ-6» стали пассажирскими. Первый из них был также действующим экспонатом на международной выставке дирижаблей во Франкфурте-на-Майне.

Но множество «LZ» все-таки использовались военными (в кодировке немецких военных они назывались «Z» или «L» с соответствующим порядковым номером). Одним из первых стал цеппелин «LZ-14» который в ВМФ проходил как «L-1». Он же стал первым погибшим немецким военным дирижаблем. В 1913 г. его сбили во время маневров над Северным морем. При этом погиб весь экипаж, состоявший из военных и гражданских лиц.

Немецкий военный цеппелин «LZ-14» («L-1»)

А дирижабль «LZ-37» был сбит в воздушном бою. Его подбил летчик Р. А. Дж. Варнфорд на легком самолете-истребителе «Моран-Сольнье» в 1915 г. Происходило это так.

Варнфорд обнаружил дирижабль в небе над Кале и стал преследовать его. Аппарат стремительно удалялся и одновременно поливал истребитель пулеметным огнем. Варнфорд зашел над дирижаблем и сбросил на него все шесть 9-килограммовых бомб, которые у него были. Одна взорвалась, и горящий дирижабль упал на землю, придавив собой двух монахинь. Погиб весь экипаж, кроме одного человека. Варнфорд, награжденный за удачное проведение операции крестом Виктории, разбился две недели спустя, когда у биплана, на котором он летел, отвалился хвост.

Истребитель «Моран-Сольнье», на котором британский летчик Варнфорд сбил немецкий цеппелин «LZ-37» в 1915 г.

Вернемся к гражданской дирижаблевой авиации.

Авиакомпания «Делаг» (официальное название которой было «Die Deutsche Luftschiffahrt») создана в 1909 г. фон Цеппелином, и поэтому не вызывают сомнений марки дирижаблей, которые там использовались. За три года ее функционирования не было ни одной жертвы, несмотря на то что три аппарата потерпели аварии. По подсчетам, за это время в крупнейшие города Германии дирижабли перевезли 34 000 человек. В 1919 г. маршруты были возобновлены, и за каждый рейс перевозились 23 пассажира. А в 1912 г. с полета дирижабля «Ганза» той же авиакомпании по маршруту Гамбург — Копенгаген — Мальме начались международные гражданские рейсы дирижаблей.

Пассажирский дирижабль «Ганза» авиакомпании «Делаг»

Трансатлантические рейсы дирижаблей начались в 1919 г. Правда, это была не пассажирская перевозка, а скорее пробный полет, прошедший весьма успешно. Экипаж из 30 человек на британском дирижабле «R-34» совершил путешествие из Великобритании в Штаты (2—6 июля) и обратно (9—13 июля) за общее время 183 ч и 8 мин., и при этом было пройдено расстояние в 10 187 км.

А в 1930 г. британский же «R-100» совершил уже двойной трансатлантический перелет. Он считается одним из самых быстрых дирижаблей. В пути он развивал скорость до 131 км/ч, выполняя полеты между Кардингтоном в Англии и Монреалем в Канаде.

Дирижабль стал и средством связи. Аппарат «Бета 1», поднявшийся в воздух в 1910 г., стал первым британским дирижаблем с беспроволочным телеграфом на борту. В Германии в 1912 г. работала авиапочта. Корреспонденцию, естественно, перевозили дирижабли.

Английский скоростной дирижабль «R-100», который в 1930 г. совершил двойной перелет через Атлантику

Усовершенствование материалов и технологий не прекращалось. И изменения были весьма существенными. Например, в 1918 г. впервые для наполнения оболочек применен гелий. Это, естественно, был американский дирижабль (о причинах см. ниже) под названием «С-7», произведенный фирмой «Гудиир». Позже гелий стал довольно широко использоваться на американских воздушных кораблях — например, на «ZR-1 Шенандоа».

Американский гелиевый дирижабль «ZR-1 Шенандоа»

До этого применялся водород, как, например, на дирижабле «Америка», на котором американский журналист пытался пересечь Северную Атлантику. Об опасных свойствах водорода уже говорилось и на примере будет рассказано еще.

Водородный дирижабль «Америка»

Нововведения и использование удачных технологий позволили осуществлять эксперименты, о которых разработчики несколько лет назад не могли и мечтать. Грандиозно смотрелась стыковка дирижабля «ТС-3» и самолета-биплана Сперри «Мессенджер», которую произвели в 1924 г. Особым приспособлением для операции служила так называемая стыковочная трапеция.

Естественно, новые возможности позволяли совершать и более масштабные мероприятия и путешествия.

Примером здесь может служить первый полет дирижабля на Северный полюс.

Экспедицию предпринял знаменитый норвежский исследователь Роалд Амундсен, который приобрел для этой цели итальянский аппарат, назвал его «Норвегия» и вместе с итальянцем Умберто Нобиле и американцем Линкольном Эллсуортом достиг полюса. Путешественники сбросили флаги своих стран и повернули обратно. Впоследствии опыт такого путешествия пригодился для научных исследований.

Дирижабль «Норвегия», на котором Амундсен совершил путешествие на Северный полюс

Одним из самых впечатляющих стало кругосветное путешествие на воздушном судне «Граф Цеппелин». Полет был осуществлен 8—29 августа 1929 г. Маршрут, по которому следовал дирижабль, отправной точкой имел город Лейкхерст (штат Нью-Джерси, США) и проходил через Фридрихсхафен (Германия) и Токио (Япония). Заканчивался путь в Лос-Анджелесе (США). Трассу в более чем 35 000 км «Граф Цеппелин» прошел за 21 сутки и 5 ч. Вообще же цеппелин налетал более миллиона миль (то есть почти 2 млн. км) и перевез 13 100 пассажиров.

Помимо гелия, дорогого и добывавшегося тогда только в Соединенных Штатах Америки, в качестве наполнителя оболочки (а также топлива для двигателя) использовали так называемый блаугаз, сложное химическое соединение, в состав которого входили этилен, метилен, пропилен, бутилен, водород и этан. Газ хранился в баллонете. Первый раз новый состав был успешно применен в 1931 г. немецкими дирижаблестроителями.

Но не все было так радужно. Случались, как и с аэростатами, досадные промахи, нередко стоившие многих человеческих жизней. О некоторых таких эпизодах будет рассказано ниже.

С дирижаблями происходили крупные катастрофы. В качестве примеров можно привести гибель немецкого «Гинден-бурга» в 1937 г. и советского дирижабля «В-6» год спустя. «В-6» был послан на помощь сотрудникам дрейфующей научно-исследовательской станции «Северный полюс», но над Кольским полуостровом попал под действие сильных воздушных масс и потерпел крушение.

Авария немецкого же дирижабля, одного из самых крупных в мировой истории, была настолько масштабной, что на ней стоит остановиться подробнее.

«Гинденбург» (на его борту готическими буквами было крупно написано: Hindenburg) поражал своими размерами. Длина — 248 м (на 8 м длиннее «Титаника»), в поперечнике посреди — 40 м. Его объем составлял 200 000 м3. Для того времени это был самый большой в мире цеппелин. Он имел серебристый цвет и, как принято говорить, форму сигары. С легкой руки одного из баварских поэтов его называли «гордым ангелом», и, честно говоря, он оправдывал это прозвище. На родине же, в Германии, дирижабль построили под безликим кодовым обозначением «LZ-129».

Путешествие для 1937 г. тоже было масштабным — из Европы в Америку. Воздушный корабль со скоростью 140 км/ч вел капитан Макс Прусс. Рабочая часть дирижабля состояла из 16 отсеков, наполненных топливом — водородом. Пассажирская часть, то есть верхняя палуба, включала 26 двухместных кают, ресторан с баром, салон с танцзалами и библиотеку. По бокам располагались два больших коридора для прогулок и огромные иллюминаторы для обзора. Но была еще и нижняя палуба. На ней находились кухня, оснащенная электрическими плитами, туалеты и ванные комнаты с мраморными ваннами, а также помещение для курения. Имелись даже лифты, соединявшие палубы. Они были отделаны красным деревом.

Поражают размеры, а также комфорт и обустроенность, конкурировавшие с современными пассажирскими лайнерами. Но больше всего поражает рискованность этого путешествия. Дело в том, что водород, которого, напомним, находилось на цеппелине 200 000 м3, является самым взрывоопасным газом. Достаточно было малейшей искры, чтобы прогремел взрыв, который унес бы жизни всех, находившихся на борту «Гинденбурга». Подсчитали, что в этом случае диаметр огненного шара достиг бы нескольких сотен метров. И тем не менее организаторы посчитали предприятие возможным. Кто знает, что было главным — деньги, а может быть, престиж… Сейчас это не так уж важно.

Вместо водорода в баллоны можно было закачать гелий, который абсолютно негорюч. В этом случае, как утверждают специалисты, «Гинденбург» можно бьшо бы обстреливать даже из зенитных орудий, и ничего страшного не случилось бы. Повреждены оказались бы только два или три баллона из пятнадцати. А по подсчетам, дирижабль вполне мог бы находиться в воздухе и с восемью-девятью целыми баллонами. Но вся проблема была в том, что единственное известное в то время природное месторождение гелия имелось только на территории Соединенных Штатов Америки, и закупать его немцам было никак невозможно в связи со специальным законом, принятым в США, который запрещал продажу гелия нацистам.

Немецкий цеппелин почти бесшумно приближался к Нью-Йорку. Его встречали сотни американцев, среди которых, конечно, было и большое количество журналистов. Один из них, чикагский репортер Герберт Моррисон, в ожидании «Гинденбурга» вел прямой репортаж на радио с нью-йоркского аэропорта Лейкхерст, куда была запланирована посадка дирижабля. Он рассказывал о внутреннем устройстве, о комфорте, о новейших технологиях и впечатляющих размерах летающего корабля. И вдруг течение его восторженной речи прервалось возгласом: «О, Господи! Он горит! Он падает! Он падает на людей вниз!»

Дирижабль «Гинденбург», который лучшие специалисты проектировали и строили несколько месяцев, сгорел всего за 4 сек. Еще приблизительно 30 сек. падали на землю гигантские обломки его гондолы и каркаса.

Взрыв был виден в радиусе 25 км. Как ни кощунственно сейчас это говорить, но зрелище и в самом деле было внушительным. Авария одновременно напоминала огненный фонтан, водопад и распустившийся в небе ослепительный цветок. Все произошло настолько быстро, что из стоявших на земле наблюдателей поначалу мало кто понял что-то.

Последние секунды немецкого цеппелина «Гинденбург»

Ничего не могли понять и специалисты, которые впоследствии анализировали вероятные причины аварии. До сегодняшнего дня так и не выдвинули версию, которая достоверно объясняла бы утечку водорода. Одни говорят о противонаци-стском заговоре. Другие — об иных акциях. Наиболее правдоподобным остается предположение об электростатическом разряде, который зажег водород именно в тот момент, когда из люка спустили причальный трос, оказавшийся влажным. Именно он послужил причиной возникновения этого заряда. Гибель «Гинденбурга» и по сей день остается одной из самых загадочных аварий в воздухе. Самое обидное, что дирижабль почти достиг своей цели и не дотянул до приземления всего несколько минут.

Жертв трагедии оказалось меньше, чем могло быть. Погибло — в основном от ожогов — всего несколько человек, в том числе капитан Макс Прусс. Так, спаслось 67 пассажиров, то есть большая часть, а из встречавших не пострадал никто. Отчасти это объясняется тем, что гондола, также загоревшаяся, оторвалась и спланировала вниз с тросами и обрывками прорезиненной обшивки «сигары», которые в этом случае сыграли роль парашюта. Но также помогла простая случайность. Примеры спасения от смерти, часть из которых приведена ниже, доказывают это.

Дитрих Дрюке, 45 лет, чуть не дремал в салоне, сидя на диване с сигарой во рту и раскладывая пасьянс. И в этот момент на него неожиданно обрушилась крыша. Но Дрюке не получил ни единой царапины благодаря спинке дивана, удачно высокой и необычайно крепкой. Он просто оказался забаррикадирован обломками, и вскоре спасатели вытащили его на воздух.

Карл Хохталер, четырнадцати лет, в панике выпрыгнул из окна и попал прямо в лужу горящего дизельного топлива, на котором при полете работали мощные двигатели «Даймлер». По счастливой случайности именно в этот момент разорвался баллон с водой, и огонь потух. Мальчик остался мокрым с головы до ног, но живым.

Лиза Готппид, старушка семидесяти двух лет, летела в Нью-Йорк к своему сыну. Она спаслась и вовсе не обычным образом. Будучи в весьма преклонном возрасте, она по своему обыкновению дремала в каюте и проснулась от грохота и неприятных толчков. Фрау Готтшид накинула халат, раскрыла дверь каюты и вышла в коридор, но, присмотревшись, она обнаружила, что это не коридор, а посыпанная песком площадка, на которую приземлилась гондола. По случайности она оказалась в том обломке, который пострадал меньше других. Мало что понявшая старушка увидела сына и прямо в халате пошла к нему, а потом долго сокрушалась, что весь ее багаж сгорел.

Именно с 1937 г., вошедшего в историю авиакатастроф, приостановилось дирижаблестроение. И только в последние годы их производство начало носить более или менее широкий характер. Да и то их использование откатилось примерно на тот же уровень, с которого все и начиналось, — более для развлечения и для экспериментов, чем для серьезного массового использования. Напоминала о себе катастрофа «Гинденбурга».

В это же время в СССР свернули и строительство аэростатов. Прекратилось производство летательных аппаратов легче воздуха и в других европейских странах.

В 60-е гг. XX в. снова появились энтузиасты воздухоплавания. Стали возрождаться дирижабли, аэростаты и даже самые первые образцы, которые мы называем монгольфьерами.

Мы уже писали о деятельности Дональда Камерона и о его сотрудничестве с российским аэронавтом Геннадием Опариным. Хочется вернуться к рассказу о них уже в связи с дирижаблями.

Дело в том, что Геннадий собирался установить рекорд в скорости полета на дирижабле и пробыть в небе 6-7 ч. А использовать он хотел технику, которую ему предоставит компания Камерона. Это, по всей видимости, был «тепловик» «АС-120 Мк.П», созданный специально для российских коллег.

Немного расскажем об устройстве этого «спортивного» цеппелина. Он двухместный, и поэтому гондола небольшая. Объем же самой оболочки составляет 3400 м2. Отсек для пилотов довольно тесен, потому что, кроме кресел (под которыми — баки для газа), в нем находится горелка и — в корме — двигатель «Ротекс-582». Кстати, сам двигатель разработан фирмой «Гандер и Кольт», бывшим конкурентом Камерона. Ныне ее сотрудники (в том числе главный конструктор Криспин Уильяме) работают в «Камерон Баллунз», потому что в 1998 г., когда «Гандер и Кольт» разорилась, Дональд пригласил их к себе.

В передней части кабины находится прозрачный обтекатель, который позволяет хорошо просматривать окрестности и перспективу. Сзади располагается двухлопастный пропеллер, который приводится в движение «Ротексом». Шасси (три колеса) совсем небольшое, такое, которого было бы достаточно для устойчивой посадки. Весь дирижабль имеет следующие технические характеристики: нормальная скорость — 24 км/ч, длина — 35,5 м, наибольшая ширина — 13 м. Весит аппарат 245 кг.

Гондола дирижабля «АС-120 Мк.П»

В настоящее время проводятся тренировочные полеты. Уже выявлен ряд небольших недочетов, которые предстоит исправить. Кроме того, в процессе тренировок приходят идеи по улучшению качества и летных свойств дирижабля. Плюс ко всему прочему добавилась новая функция использования летательных аппаратов легче воздуха — рекламная, что сейчас достаточно актуально.

Появление в небе дирижабля в наше время — явление нечастое, и поэтому он сразу обращает на себя внимание. Особенно если на его борту двухметровыми буквами написано слово «Балтика» с тремя горизонтальными волнистыми чертами слева. Дело в том, что Геннадий Опарин участвует в рекламной акции пивоваренной компании «Балтика». Как показала практика, воздушная реклама (что само по себе уже непривычно) не вызывает таких негативных эмоций, как порядком надоевшая щитовая или реклама во всех без исключения средствах массовой информации, включая Интернет.

Применение дирижаблей и — в несколько более ограниченных масштабах — аэростатов в современной жизни разнообразно. В первую очередь, это своеобразный спорт и научные наблюдения. Огромные возможности предоставляет использование такой техники в Арктике. (Об этом будет сказано немного позже.)

Еще в 1931 г., когда оболочки дирижаблей наполнялись опасным водородом, на Север была отправлена интернациональная экспедиция, результаты которой один из ее участников, Р. Л. Самойлович, оценил таким образом: «За 106 ч арктического полета дирижабль проделал такую работу, которую при нормальных экспедициях на ледоколах можно выполнить лишь в 2—3  года упорного настойчивого труда».

Для подобных исследований требуется даже не один вид дирижабля, а несколько. Например, Ордена Ленина Арктический Антарктический институт в 1986 г. сообщал, что предоставляемая им авиационная техника по некоторым параметрам не позволяет проводить определенные исследования, и поэтому научному учреждению были нужны аппараты следующих типов: дирижабль для осуществления визуальной ледовой разведки, для инструментальной разведки, дирижабль-грузовик и некоторые другие.Для решения этой задачи потребовалась разработка новых технологий. Например, для того, чтобы поддерживать постоянную высоту полета, выработали новый состав топлива. В итоге получили «корабль» объемом 50 000 м3, способный без дозаправки совершать перелеты в 15 000 км со средней скоростью 70 км/ч.

Естественно, у военных с развитием авиации острая необходимость в применении такой техники постепенно отмирает. И, несмотря на это, опыт показывает, что и военные применяют дирижабли — в первую очередь для патрулирования, что намного (в 14 раз) дешевле авиации. Так, в США еще в середине XX в. для этих целей использовалось 120 дирижаблей.

А для ученых это настоящий клад. Дирижабли помогают метеослужбам, геологам, нефтяникам... Их можно применять как альтернативу непомерно дорогим спутникам, естественно, на низкой орбите — от 10 до 20 км над землей.

Разрабатываются и уже осуществляются проекты применения дирижаблей на... других планетах. Так, Феликс Дубинин совместно с сотрудниками Института космических исследований выдвинул и в черновом варианте проработал идею исследований на Венере с помощью аэростатической техники. Дело в том, что атмосфера на высоте 50—60 км имеет вполне приемлемую температуру, близкую к земной (на поверхности — в десятки раз больше), и нормальное давление.

Таким образом, использование пока беспилотных дирижаблей, оснащенных соответствующей техникой, вполне возможно на этой планете. Это намного экономичнее и эффективнее высадки на поверхность дорогих аппаратов, которые собирают ничтожно мало информации и работают чуть ли не считаные минуты. А тепловую энергию венерианской атмосферы можно было бы использовать для работы самого дирижабля (аэростата).

Такие попытки в наше время — уже реальность. В один из визитов на Венеру послали и аэростатический аппарат (французского производства). Эксперимент оказался удачным. А ведь атмосфера есть не только на Венере, но и на других планетах Солнечной системы и некоторых их спутниках. Так что, воз-духотехника вполне может покорить и космическое пространство. Для этого, естественно, применяются и технологии несколько иного качества. Например, вместо гелия (к слову, редкого и потому дорого) используют особую смесь, основным компонентом которой является метан.

Кстати, проблема газа, которым наполняют оболочку дирижабля, стоит давно, и попытки ее решения многочисленны. Проблема состоит в том, что основными газами, использовавшимися в этом случае, традиционно являлись водород и гелий. Но водород опасен (вспомним катастрофу на «Гинденбурге»), а гелий дорог и редок.

Альтернативное решение было найдено в использовании нагретого воздуха, с чего и начиналось применение аэростатов. Такие аппараты называются термодирижаблями, или тепловыми дирижаблями, а среди инженеров — тепловиками.

К слову сказать, проводилось сопоставление термодирижаблей и вертолетов. Оказалось, что на трассе протяженностью 500 км и при одинаковой грузоподъемности расход горючего у дирижабля меньше, чем у вертолета. Чем не аргумент? А при снижении скорости и при увеличении грузоподъемности дирижабль становится еще более экономичным. Такие аппараты уже строятся, правда, в основном только на Западе и небольшие — объемом до 3000 м3, максимум — 7000 м3.

Дирижабли строятся почти везде — в США, Великобритании, Франции, Германии, Канаде, Австралии, Новой Зеландии, Китае и других странах. И только в России дирижаблестроение остается чуть ли не на уровне увлечения одиночек-любителей и производства энтузиастами. Конечно, это преувеличенно, потому что есть даже особые предприятия, но масштаб подобной деятельности в нашей стране настолько уступает зарубежной аэронавтике, что сравнивать не приходится.

А ведь дирижабли выгодны как экономически, так и экологически. Они способны перевозить грузы практически любого веса (например, 660 т) и любых размеров — и все-таки до сих пор не находят широкого признания в России. Хотя еще Циолковский в свое время писал: «Сделайте серебряный дирижабль, и он вам будет давать 100% чистой прибыли на затраченный капитал, даже дирижабль из чистого золота даст приличный процент» (из его книги «Аэростат металлический управляемый»).

Проекты предлагаются самые разные. Например, термостат Юрия Ишкова из МАИ. Суть его — в особом двигателе с подогревом газа. Для этого используются специальные горелки и выхлопные газы двигателя. А подъемная сила — упомянутые 660 т. Такой груз дирижабль способен перенести на расстояние 5000 км со скоростью 170 км/ч. Экипаж тоже довольно большой — 24 человека. По проекту Ишкова, аппарат имеет форму диска диаметром 200 м, и рабочее название такого типа моделей — термоплан. Частично он наполнен водородом с добавками, которые предотвращают его воспламенение. Подсчитано, что термостат в 5—6 раз эффективнее самолета и в 24 — вертолета. Не стоит спрашивать, есть ли смысл в его использовании.

Или вертостат — гибрид аэростата и вертолета. Разработал его Адольф Ларин. Его аппарат способен поднимать в воздух и производить различные операции с грузами до 40 т, и к тому же он очень маневренный. Проекты суперкрана на 400 т, совершеннейшие киевские дирижабли «Д-1» и «Д-4» (грузоподъемностью соответственно 14 и 125 т), тюменский самолет-дирижабль-вертолет… Большинство из них до сих пор остаются разработками.

И это несмотря на то, что делались чуть ли не официальные заказы. В частности, представители Якутии в 1995 г. заявили, что нуждаются в большегрузных дирижаблях для перевозок руды в Китай и строительства газопровода. Они интересовались, можно ли приобрести или построить на заказ серию подобных аппаратов. В принципе, отвечали им сотрудники НИИ, это возможно. Но кредитов на необходимое предприятие так и не нашлось…

А за рубежом проекты — пассажирские, грузовые, военные — осуществляются, и весьма успешно. Среди них можно отметить «Sentinel-500», который существует в двух вариантах — военный, для патрулирования и борьбы с подлодками (грузоподъемность 30 т) и гражданский, рассчитанный на перевозку 200 пассажиров. Успешно применяются и обрели широкую известность «Skyship-600» на 22 человека и грузовой «Helistat» на 24 т. В Германии возрождаются и совершенствуются цеппелины серий «LZ» (из числа которых был и печально известный «Гинденбург») и «WDL».

Первое место среди стран — производителей дирижаблей занимают Соединенные Штаты Америки. В них изготовление подобной воздухотехники не прекращается с 30-х гг. XX в. Просто там анализируют свои и чужие ошибки и делают соответствующие выводы. А в списке аппаратов, поставленных на производство, можно найти термодирижабли, небольшие воздушные такси, аппараты-гибриды, огромное количество грузовых дирижаблей.

Технологии производства, естественно, тоже совершенствуются. Водород и прорезиненные ткани для оболочки стали достоянием истории. Среди новых применяющихся разработок — угленовые композитные конструкции, тедларовые идакроновые оболочки (помимо популярных нейлоновых), двигатели с поворотом оси, технология сжатия гелия для изменения подъемной силы, навигационные системы со стекло-волоконными линиями связи.

Наконец, к услугам разработчиков теперь — совершенные цифровые технологии.

В России масштабное строительство дирижаблей плохо развито по нескольким взаимосвязанным причинам. Нужно понять, что аэростаты и дирижабли — новый вид транспорта (каким бы парадоксом это ни являлось), который может конкурировать с традиционной авиацией. И потому для них нужны и собственные системы — свои аэродромы, станции заправки, ремонтные базы, вообще инфраструктура и — что немаловажно — кадры, которые, как известно, решают все. И это требует гигантских затрат. Возникает вопрос, оправданы ли они будут.

Оказывается, что оправданы. Нужно только отбросить консервативное мнение, что дирижабли — архаичный вид транспорта. Потому что на самом деле это не так. Современные аппараты легче воздуха и действительно по многим качествам конкурируют с самолетами и вертолетами.

Назовем эти качества, чтобы наши утверждения не были голословными. Во-первых, дирижабли в состоянии поднять в воздух и транспортировать груз любого веса и любых габаритов, о чем уже говорилось. И это дешевле, чем использовать для тех же задач самолеты с вертолетами. Во-вторых, они обеспечивают намного большую безопасность. В последнее время аварии грузовых и пассажирских самолетов стали особенно частыми, а в случае с дирижаблями даже отключение всех двигателей сразу не заставит упасть аппарат на землю камнем: постепенное остывание газа и большая площадь самого летательного аппарата решают эту проблему.

По словам одного из конструкторов «Skyship» Роджера Мунка, «если происходит даже полный отказ двигателей при взлете, вы все равно продолжаете подъем. Если моторы останавливаются в полете и корабль остается совсем без энергии, даже электрической, он все равно никуда не падает, а только дрейфует, и пассажиры знай себе наслаждаются видами. Пилот всегда может управлять высотой, выпуская балласт или газ. Посадочная скорость машины всего 16—24 км/ч, и если пилот совсем уж растеряется, то дирижабль может стукнуться о землю — но так, что никто и ногу не вывихнет». Самолеты в этих случаях ведут себя совсем по-другому…

Далее, для дирижабля не требуется раз гоночная площадка и вообще какие-то особенные условия для старта, как у вертолета, только, по подсчетам специалистов, применение дирижаблей для тех же целей в 20—30 раз дешевле. То же можно сказать и о посадочной площадке — ею может быть хоть палуба корабля, хоть поляна в лесу. Таким образом, и проблема особых аэродромов оказывается не такой большой.

Экономия вообще является одним из главных факторов, которые определяют преимущества таких летательных аппаратов. Например, намного дешевле стали бы промышленные перевозки, которые сейчас осуществляются при помощи поездов и дорогостоящего оборудования. Примерами могут служить трассы к сырьевым базам на севере страны, перевозки опор высоковольтных линий электропередач. Уменьшение нагрузки на железнодорожные перевозки пищевой продукции и экономия на рефрижераторах (естественный рефрижератор — холод на высоте 3 км) тоже служат хорошими примерами.

Дирижабль является более дешевым по потреблению энергии, что объясняется следующим. Отношение полезной мощности такого аппарата к его весу меньше, чем у самолетов, что дает возможность сократить массу двигателя и, следовательно, расход топлива.

Разрабатывается и проект нового вида экологически чистого источника электроэнергии: это использование ветра в самых высоких слоях тропосферы. База для переработки такой энергии в электрическую вполне может располагаться на высотном дирижабле. Авторы проекта — киевские ученые Р. А. Гохман, И. П. Спицын и А. Г. Полянкер.

К слову нужно сказать о новом источнике энергии для самих дирижаблей. Он существует пока только в проекте, потому что является более дорогим из-за современного уровня развития техники. Речь идет о солнечной энергии и о солнечных батареях. Дело в том, что полет дирижабля проходит на большой высоте и аппарат почти все время освещен солнцем. Было бы заманчиво, учитывая огромную незанятую площадь оболочки, разместить на ней батареи, которые принимали бы втуне пропадающую солнечную энергию и преобразовывали бы ее в электрическую.

Проблема в том, что такие батареи, которые применяются, к примеру, на космических кораблях, то есть поликристаллические, очень дорогие. Выход может быть найден в использовании намного более дешевых аморфных кремниевых пленок. Они очень тонкие и наносятся практически на любую поверхность — гладкую или шероховатую. То есть пленкой вполне можно было бы покрыть и оболочку дирижабля. Единственный их недостаток — маленький коэффициент полезного действия, всего около 5%.

Но все же при помощи простых вычислений оказывается, что такие солнечные батареи выгодны: при объеме дирижабля 50 000 м3 и площади оболочки 7000 м2 они дают около 100 кВт электроэнергии, то есть шестую часть общей, которая затрачивается. Не так уж много, но и немало. Интегрированный двигатель, то есть использующий сразу несколько видов энергии, является наиболее экономичным.

Эта идея уже реализуется в Японии. В настоящее время разрабатывается проект стратосферного дирижабля объемом 400 000 м3 и площадью солнечных батарей 4400 м2. Мощность электродвигателей составляет 513 кВт. А небольшие аппараты такого типа уже строятся.

Другой проект предусматривает в качестве энергии для движения дирижабля атомную. С одной стороны, дирижабли в состоянии поднимать в воздух огромные грузы, в том числе реактор с биологической защитой и газовые турбины, и использование атомной энергии позволило бы двигателю достигать фантастической мощности. С другой стороны, существует вероятность аварии такого аппарата (последствия, очевидно, легко себе представить, если вспомнить об известных событиях в Чернобыле и в двух японских городах) несмотря на большую безопасность аэростатической техники по сравнению с авиационной; кроме того, еще нужно выяснить, оправдает ли себя такой аппарат с экономической точки зрения.

Но все же проект создания дирижабля на атомном ходу очень заманчив и, как оказывается, уже разрабатывается в Австрии и в других странах. По одному из проектов масса силовой установки самого атомодирижабля составит 54 т, а перевозить он сможет 200 т груза либо (пассажирский вариант) 800 человек плюс 60 т груза, что, согласитесь, немало. Объем дирижабля — 360 000 м3, а длина — 324 м. Таким образом, реактор, и так снабженный биозащитой, будет удален от пассажирских кают на 150—200 м. А вариант термоплана, грузоподъемность которого составит 9000 т, разрабатывается С. М. Егером. Перспективы заманчивые. И все же…

Возвращаясь к источнику электроэнергии для нас самих, хочется немного подробнее рассказать о киевском проекте. Аппарат, который должен поставлять электроэнергию на Землю, поднимется на высоту 10—12 км, в зону устойчивых воздушных течений, со скоростью около 25 м/с. На дирижабле будут установлены воздушная турбина и электрогенератор для преобразования энергии в электрическую. Длина аппарата — 168 м, диаметр —50 м, а объем — 220 000 м3. Сама энергия будет передаваться вниз специальным кабелем-тросом. Проект грандиозен и пока трудновыполним, но обещает большую экономию электроэнергии, вырабатываемой традиционными видами электростанций.

Проект затрагивает глобальные проблемы, например, при-родоиспользование, позволяющее максимально сберечь ресурсы и одновременно свести к минимуму вредное влияние на человека, животных и окружающую природу новых технологий, которые используют радиоактивные вещества.

Один из выходов — как раз в применении аэростатической техники. Разумеется, что современные проекты, как бы детально они ни были разработаны, являются лишь началом в той грандиозной работе, которую предстоит провести. Потребуется создание новых материалов, значительно более легких и одновременно прочных, использование новых составов газов и так далее.

Используя аэростатическую технику, можно не только помочь сбережению ресурсов планеты (а они не являются неисчерпаемыми), но и минимизировать влияние человека на так называемые экостабильные ландшафты. Употребление воздушной, а не наземной техники сведет к минимуму наземную инфраструктуру, уродующую природный, исконный облик Земли. Как неоднократно подмечалось, воздушная техника окажется более экономичной и в финансовом плане. Потребуются только большие стартовые вложения. Но без этого не обходится ни одно начинание, которое обещает выгоды в дальнейшем.

Особенно актуальны летательные аппараты легче воздуха при освоении и обустройстве Сибири и Севера. В этих регионах не потребуется создания специальных поселений и целых инфраструктур, так как обслуживающий персонал сведется к минимуму — к вахтовым бригадам.

Те же дирижабли в сложных условиях для обитания человека станут идеальным средством транспортировки людей, грузов, в том числе нефти, руды, газа (такие возможности уже рассматривались и были признаны вполне реальными). Еще в 1971 г. представлялись убедительные доводы в пользу применения дирижабельной техники для строительства газопроводов. И тем не менее такие проекты в России почему-то не торопятся осуществлять. Причина остается загадкой.

Сейчас полеты на дирижаблях, как, впрочем, и сами дирижабли, стоят недешево. Отчасти это объясняется тем, что они, повторимся, все еще являются редкостью и экзотическим явлением, особенно у нас в стране. Это одна из причин популярности таких летательных аппаратов у крупных предпринимателей. Говорят, летать на дирижаблях стало даже престижнее, чем плавать на собственной яхте.

Если обучиться управлению автомобилем можно в любом городе, окончив специальные курсы, то овладеть искусством воздухоплавания, естественно, не так просто. Однако такие курсы все же существуют в Санкт-Петербурге и Москве. За соответствующую плату научиться пилотировать дирижабли можно довольно быстро. Однако советуют идти несколько другой дорогой — войти в команду, где работают профессионалы, два-три года проработать там подмастерьем, то есть на практике учиться обслуживанию и ремонту теплового дирижабля, а потом перейти и к полетам на нем.

Популярность аэростатов и дирижаблей все растет. Как видно, летательные аппараты легче воздуха обретают новую жизнь.

Начиналось все с фантастических идей, в которые никто не верил. Потом энтузиастов стало столько же, сколько и тех, кто мешал новому начинанию (последних, вероятно, все же больше). Аэростатическая техника начала завоевывать все новые и новые позиции — поначалу она служила для экспериментальных полетов, спортивных мероприятий и развлечений, а затем для науки, промышленности и военных целей.

Воздухотехника стала популярным видом пассажирского транспорта. Конечно, развитие воздухоплавания не обходилось без отдельных промахов и даже катастроф, в числе которых одно из главных мест занимает гибель «Гинденбурга». Провалы надолго выбивали из колеи. Но все же аэронавтика не умерла. В наше время появляется все больше и больше сторонников этого вида воздушного транспорта и его разнообразного использования. Это объясняется не только тем, что совершенствуются технологии производства, материалы и топливо, но и тем, что аэростатическая техника решает многие трудности, связанные с экологией и в целом с антропогенным влиянием на планету.





Авиация и космонавтика, вооружения, hi-tech, открытия, концепции и изобретения...

Наука, техника, изобретения © 2009-