История аэростатов и дирижаблей

После Первой мировой войны и до начала 1930-х годов свободные аэростаты использовались крайне редко. Интерес к ним вновь возрос как к средству исследования верхней атмосферы. До 1930 рекордная высота подъема в атмосфере, достигнутая человеком, составляла приблизительно 10 км. Выше этой высоты содержание кислорода и его давление недостаточны для функционирования человеческого организма.

В первой половине 1930-х был осуществлен ряд успешных экспедиций на аэростатах с герметическими гондолами, в которых нормальное содержание кислорода и давление воздуха поддерживались искусственно, а для работы экипажа создавались комфортабельные и безопасные условия.

Рекордный подъем в стратосферу на высоту 18 800 м совершили в СССР 30 сентября 1933 Г. Прокофьев, Э. Бирнбаум и К. Годунов. П.Федосеенко, И. Усыскин и А. Васенко 30 января 1934 на стратостате «Осоавиахим-1» достигли высоты 22 000 м, но при спуске потерпели катастрофу.

В 1961 капитан ВМС США М.Росс достиг на воздушном шаре рекордной высоты 34 668 м. Впервые перелет через Северную Атлантику на воздушном шаре, наполненном гелием, был совершен американскими воздухоплавателями Б. Абрудзо, М. Андерсоном и Л. Ньюменом в августе 1978, которые установили при этом рекорд продолжительности полета, продержавшись в воздухе 137 ч 5 мин 50 с. В сентябре 1984 американец У. Киттингер пересек Атлантический океан в одиночку, преодолев расстояние 5689 км за 84 ч.

Привязанные аэростаты

Привязные аэростаты удерживались в воздухе с помощью каната, закрепленного на земле. Их можно было поднимать или опускать, используя лебедку.

В 1794 при защите крепости Мобеж французы впервые применили привязной аэростат для наблюдения за австро-голландскими войсками. В метеорологии до того, как нашли широкое применение свободные воздушные радиозонды, использовались сферические привязные воздушные шары, несущие метеорологические приборы. Их поднимали вверх и опускали из движущегося по ветру судна. Стационарные привязные аэростаты часто служили для размещения наблюдателей, а также в качестве средств заграждения (высотой до 5 км) для защиты от налетов вражеской авиации.

Они имели обтекаемую форму и оборудовались хвостовым оперением, позволявшим ориентировать их против ветра. Форма оболочки аэростата поддерживалась с помощью внутреннего баллонета или внутренних упругих поперечин между долями оболочки, для создания давления в которых использовался скоростной напор ветра, воспринимаемый воздухоулавливателями, расположенными на передних торцах хвостовых стабилизаторов.

Дирижабли нежесткой конструкции 

Изобрел дирижабль и впервые 24 сентября 1852 совершил на нем полет француз Анри Жиффар. Из первых дирижаблей нежесткой конструкции наиболее известными были дирижабли Сантос-Дюмона во Франции, Парсеваля в Германии и Болдуина в США.

Во время Первой и Второй мировых войн вооруженные силы Великобритании и США применяли небольшие дирижабли мягкой конструкции длиной ~ 45 м и объемом ~ 5400 м3. Их использовали для несения береговой патрульной службы, сопровождения судов и борьбы с подводными лодками противника.

После Первой мировой войны фирмой «Гудьир» в Акроне (шт. Техас) под руководством П. Литчфилда была построена серия дирижаблей мягкой конструкции с гелием в качестве несущего газа, которые нашли широкое применение в различных областях. Для них были разработаны специализированные устройства, такие, как причальная мачта, устанавливаемая на гусеничном или колесном транспортном средстве, приспособление для забора балластной воды, неоновые сигнальные огни и кормовые паруса.

Они совершили множество замечательных полетов над территорией США и перевезли огромное число пассажиров и экскурсантов во многих городах, а также использовались для решения таких проблем, как доставка почтовой корреспонденции на крыши зданий, аварийно-спасательные работы, управление движением на дорогах. Самый маленький из них – одномоторный «Пилигрим» – имел объем 1400 м3.

Дирижабли полужесткой конструкции 

Желание более равномерно распределить вес гондолы, силовой установки, топлива и полезного груза по всей длине дирижабля побудило конструкторов создать килевую конструкцию, которая в конце 1910-х годов воплотилась в дирижаблях полужесткой конструкции.

Это новое направление в дирижаблестроении приобрело наиболее преданных сторонников во Франции (братья Лебоди) и особенно в Италии, где У.Нобиле в 1919 построил полужесткий дирижабль «Рома». Фирма «Гудьир» построила свой первый полужесткий дирижабль RS-1 объемом 19440 м3 в 1923. За ним последовали дирижабли «Норвегия» и «Италия» (1928).

Дирижабли в Германии

Большой дирижабль жесткой конструкции, внешняя обшивка которого сохраняет свою форму неизменной независимо от давления наполняющего его газа благодаря балочному каркасу соответствующей формы, впервые был построен в Германии. Своим созданием он обязан инициативе и настойчивости графа Фердинанда фон Цеппелина. Дирижабли жесткой конструкции стали называть его именем. В период с 1900 по 1937 фирма «Цеппелин» построила около 130 дирижаблей.

Первые цеппелины широко использовались для перевозки пассажиров перед Первой мировой войной, принимали участие в военных действиях на суше и несли патрульную службу на море.

После Первой мировой войны работы по созданию гражданских транспортных цеппелинов были продолжены Г. Экнером. Первыми послевоенными дирижаблями для воздушных путешествий были «Бодензее» и «Нордштерн», имевшие объем ок. 21 600 м3 и развивавшие скорость до 128 км/ч.

Построенный в 1936 «Гинденбург» объемом 190 000 м3 с 16 отсеками из синтетической ткани, заполняемыми водородом, был непревзойденным по роскоши средством для транспортировки пассажиров по воздуху. Этот сигарообразный аппарат длиной 253 м и диаметром 41 м имел 4 двигателя Дизеля мощностью 780 кВт каждый, оборудованных механизмом реверса.

Он мог перевезти груз весом 90 т на расстояние 12 800 км. К сожалению, 6 мая 1937 при посадке в Лейкхерсте (шт. Нью-Джерси) он потерпел аварию и сгорел, унеся жизни 36 человек.

Кроме цеппелинов, в Германии были созданы другие, менее известные дирижабли жесткой конструкции. Их производила компания «Шютте-Ланц», которая в 1911 построила экспериментальный дирижабль объемом 19 000 м3, а в период Первой мировой войны – пять военных дирижаблей объемом ок. 54 000 м3. Они имели деревянный каркас с продольными несущими балками и круговыми шпангоутами и были оборудованы двигателями, устанавливаемыми во внешних мотогондолах.

Дирижабли в Великобритании

В период с 1915 по 1930 в Великобритании было построено несколько серий дирижаблей жесткой конструкции. Английский дирижабль R-34 объемом 55 300 м3, имевший пять двигателей мощностью 200 кВт каждый, совершил в 1919 первый трансатлантический перелет.

Дирижабль R-101 объемом 135 000 м3, длиной 212 м и диаметром 44 м имел силовую установку из пяти двигателей Дизеля мощностью 480 кВт каждый. Его каркас был изготовлен из нержавеющей стали. В Великобритании была разработана техника швартовки дирижаблей жесткой конструкции к высоким причальным мачтам.

Дирижабли в США

В США первым дирижаблем жесткой конструкции был дирижабль ВМС США «Шенандоа» с металлическим корпусом, который имел такую же (но несколько более удлиненную) форму, как германские цеппелины периода Первой мировой войны.

Затем появились «Акрон» (1931) и «Макон» (1933), построенные корпорацией «Гудьир – Цеппелин», объемом 175 000 м3 каждый, максимальным диаметром 40 м и длиной 240 м. Они использовали гелий в качестве несущего газа и имели ряд новшеств в своей конструкции. На четырех стабилизаторах большой площади размещались рули высоты и направления с триммерной сервокомпенсацией.

Восемь двигателей Майбаха с устройствами реверса мощностью 420 кВт каждый устанавливались в отдельных отсеках по четыре двигателя с каждой стороны дирижабля. Эти дирижабли могли швартоваться к стационарной или перевозимой на гусеничном тягаче мачте.

Дирижабль «Макон» имел крейсерскую скорость 136 км/ч при дальности полета 16 000 км. Общий вес дирижабля составлял 200 т при полезной нагрузке 90 т. В запасе еще оставалось 15 т динамической подъемной силы, которую можно было использовать для компенсации веса ледяной корки или других непредвиденных нагрузок. Эти дирижабли имели отличную маневренность и могли осуществить разворот с радиусом, который лишь в четыре раза превышал их длину.