Дирижабль (от французского diriger - «управлять») - это самодвижущийся О его истории и способах самому построить этот летательный аппарат, мы расскажем далее в статье.

Элементы конструкции

Есть три основных типа дирижаблей: мягкие, полужесткие и жесткие. Все они состоят из четырех основных частей:

• сигарообразной оболочки или воздушного шара, заполненного газом, плотность которого меньше плотности воздуха;
• кабины или гондолы, подвешенной под оболочкой, служащей для перевозки экипажа и пассажиров;
• двигателей, приводящих в движение пропеллеры;
• горизонтальных и вертикальных рулей, помогающих направлять дирижабль.

Что такое мягкий дирижабль? Это воздушный шар с кабиной, прикрепленной к нему с помощью канатов. Если газ выпустить, то оболочка потеряет свою форму.

Полужесткий дирижабль (фото его приведено в статье) также зависит от внутреннего давления, которое поддерживает его форму, но у него еще есть структурный металлический киль, который проходит в продольном направлении вдоль основания аэростата и поддерживает кабину.

Жесткие дирижабли состоят из легкого каркаса из алюминиевого сплава, покрытого тканью. Герметичными они не являются. Внутри этой структуры находится несколько воздушных шаров, каждый из которых может отдельно заполняться газом. Летательные аппараты данного типа сохраняют свою форму, независимо от степени наполненности баллонов.

Какие газы применяются?

Обычно для подъема дирижаблей используются водород и гелий. Водород является самым легким известным газом и, таким образом, он имеет большую грузоподъемность. Однако он легко воспламеняется, что стало причиной многих фатальных катастроф. Гелий же не такой легкий, но намного безопаснее, так как не горит.

История создания

Первый успешный дирижабль был построен в 1852 г. во Франции Анри Гиффардом. Он создал 160-килограммовый паровой двигатель, способный развивать мощность в 3 л. с., которых было достаточно для приведения в движение большого пропеллера со скоростью 110 оборотов в минуту. Для того чтобы поднять вес силовой установки, он заполнил 44-метровый баллон водородом и, стартовав с парижского ипподрома, полетел со скоростью 10 км/ч, преодолев расстояние около 30 км.

В 1872 году немецкий инженер Пауль Хаэнляйн впервые установил и использовал на дирижабле двигатель внутреннего сгорания, топливом для которого служил газ из баллона.

В 1883 году французы Альберт и Гастон Тиссандье первыми успешно управляли аэростатом, который приводился в движение с помощью электрического мотора.

Первый жесткий дирижабль с корпусом из алюминиевого листа был построен в Германии в 1897 году.

Альберто Сантос-Дюмон, уроженец Бразилии, живший в Париже, установил ряд рекордов на серии построенных им с 1898 по 1905 год 14 нежестких дирижаблей с приводом от двигателей внутреннего сгорания.

Граф фон Цеппелин

Самым успешным оператором жестких аэростатов с мотором был немец Фердинанд граф фон Цеппелин, который построил в 1900 г. свой первый LZ-1? Luftschiff Zeppelin, или воздушное судно Цеппелина, - это технически сложный корабль, длиной 128 м и диаметром 11,6 м, который был сделан из алюминиевого каркаса, состоящего из 24 продольных балок, соединенных 16 поперечными кольцами, и приводился в движение двумя двигателями, мощностью 16 л. с.

Летательный аппарат мог развить скорость до 32 км/ч. Граф продолжал совершенствовать конструкцию во время первой мировой войны, когда многие из его дирижаблей (называемые цеппелинами) использовались для бомбардировки Парижа и Лондона. Летательные аппараты данного типа также применялись союзниками во время Второй мировой войны, в основном, для противолодочного патрулирования.

В 20-е и 30-е годы прошлого века, в Европе и Соединенных Штатах строительство дирижаблей продолжалось. В июле 1919 г. британский R-34 дважды совершил трансатлантический перелет.

Покорение Северного полюса

В 1926 г. итальянский полужесткий дирижабль (фото приведено в статье) «Норвегия» был успешно использован Роальдом Амундсеном, Линкольном Эллсвортом и генералом Умберто Нобиле для исследования Северного полюса. Следующую экспедицию, уже на другом возглавил Умберто Нобиле.

В общей сложности он планировал совершить 5 полетов, но дирижабль, построенный в 1924 г., потерпел крушение в 1928. Операция по возвращению полярных исследователей заняла более 49 дней, в ходе которой погибло 9 спасателей, включая Амундсена.

Как назывался дирижабль 1924 года? Четвертый серии N, построенный по проекту и на заводе Умберто Нобиле в Риме, получил название «Италия».

Период расцвета

В 1928 г. немецкий воздухоплаватель Хуго Эккенер построил дирижабль «Граф Цеппелин». До выведения из эксплуатации, девять лет спустя, он совершил 590 рейсов, в том числе 144 трансокеанских переходов. В 1936 г. Германия открыла регулярные трансатлантические пассажирские перевозки на «Гинденбурге».

Несмотря на эти достижения, в конце 1930-х годов дирижабли мира практически перестали выпускаться из-за их высокой стоимости, малой скорости, а также уязвимости от штормовой погоды. Кроме того, череда катастроф, самая известная из которых - взрыв заполненного водородом «Гинденбурга» в 1937 г., в сочетании с достижениями в самолетостроении в 30-х и 40-х гг. сделали данный вид транспорта коммерчески устаревшим.

Прогресс технологии

Газовые баллоны многих ранних дирижаблей делались из так называемой «кожи золотобойца»: коровьи кишки отбивались, а затем растягивались. На создание одного летательного аппарата требовалось двести пятьдесят тысяч коров.

Во время Первой мировой войны Германия и ее союзники прекратили производство колбасных изделий, чтобы было достаточно материала для производства воздушных кораблей, с помощью которых проводились бомбардировки Англии. Достижения в технологии производства ткани, в том числе, благодаря изобретению в 1839 г. вулканизированной резины американским торговцем Чарльзом Гудьиром, вызвало взрыв инноваций в дирижаблестроении. В начале тридцатых годов ВМС США построили два «летающих авианосца» «Акрон» и «Макон», чьи корпуса открывались, выпуская флот самолетов-истребителей F9C Sparrowhawk. Корабли разбились после попадания в шторм, так и не успев доказать свою боеспособность.

Рекорд мира по продолжительности полета был установлен в 1937 г. аэростатом «СССР-В6 Осоавиахим». Летательный аппарат провел в воздухе 130 ч 27 мин. Города, которые посетил за время полета дирижабль - Нижний Новгород, Белозерск, Ростов, Курск, Воронеж, Пенза, Долгопрудный и Новгород.

Закат аэростатов

Затем дирижабли исчезли. Так, 6 мая 1937 года «Гинденбург» взорвался над Лейкхерстом в штате Нью-Джерси - в шаре огня погибли 36 пассажиров и членов экипажа. Трагедия была заснята на кинопленку, и мир увидел, как взорвался немецкий дирижабль.

Что такое водород, и как он опасен, стало понятно всем, а идея, что люди могут комфортно передвигаться под емкостью с этим газом, в одно мгновение стала неприемлемой. В современных летательных аппаратах этого типа используется только гелий, который не воспламеняется. Все более популярными и экономичными становились самолеты, такие как скоростные «летающие лодки» компании Pan American Airways.

Современные инженеры, занимающиеся проектированием летательных аппаратов этого типа, сетуют на то, что до 1999 г., когда был опубликован сборник статей о том, как построить дирижабль под названием «Технология дирижабля», единственным доступным учебником была книга «Проектирование воздушного судна» Чарльза Берджесса, вышедшая в 1927 г.

Современные разработки

В конце концов, дизайнеры дирижаблей отказались от идеи перевозки пассажиров и сосредоточили усилия на грузоперевозках, которые сегодня недостаточно эффективно осуществляются железными дорогами, автомобильным и морским транспортом, и недосягаемы во многих районах.

Набирают обороты несколько первых таких проектов. В семидесятых бывший летчик-истребитель военно-морского флота США, в Нью-Джерси испытал корабль аэродинамической дельтовидной формы под названием Aereon 26. Но средства у Миллера закончились после первого же испытательного полета. Создание прототипа грузового воздушного судна требует огромных капиталовложений, а потенциальных покупателей было недостаточно.

В Германии Cargolifter A. G. дошел до строительства самого большого в мире отдельно стоящего здания длиной более 300 м, в котором компания планировала построить гелиевый полужесткий грузовой дирижабль. Что такое быть пионером в данной области воздухоплавания стало ясно в 2002 году, когда компания, столкнувшись с техническими сложностями и ограниченным финансированием, подала заявление о банкротстве. Ангар, расположенный около Берлина, позже был превращен в самый большой крытый аквапарк в Европе «Тропические острова».

В погоне за первенством

Новое поколение инженеров-конструкторов, некоторые из которых подкреплены значительными правительственными и частными инвестициями, убеждено, что, учитывая доступность новых технологий и новых материалов, общество сможет выиграть от строительства дирижаблей. В марте прошлого года Палата представителей США организовала заседание, посвященное данному виду воздушного транспорта, целью которого было ускорение процесса их развития.

В течение последних лет разработкой дирижаблей занимались аэрокосмические тяжеловесы Boeing и Northrop Grumman. Россия, Бразилия и Китай построили или разрабатывают собственные прототипы. Канада создала проекты нескольких воздушных суден, в том числе «Солнечного корабля», который выглядит как раздутый стелс-бомбардировщик с солнечными батареями, размещенными по всей верхней части заполненных гелием крыльев. Все участвуют в гонке, чтобы стать первыми и монополизировать рынок грузоперевозок, который может измеряться миллиардами долларов. В настоящее время наибольшее внимание привлекают три проекта:

• английский Airlander 10, компании Hybrid Air Vehicles - на данный момент крупнейший дирижабль в мире;
• LMH-1, компании «Локхид-Мартин»;
• Aeroscraft, компании Worldwide Aeros Corp, созданной иммигрантом из Украины Игорем Пастернаком.

Радиоуправляемый аэростат своими руками

Чтобы оценить проблемы, возникающие при строительстве летательных аппаратов данного типа, можно построить дирижабль детский. Его размеры меньше, чем у любой модели, которую можно приобрести, и он обладает лучшим сочетанием стабильности и маневренности.

Для создания миниатюрного дирижабля потребуются следующие материалы:

• Три миниатюрных мотора весом 2,5 г или меньше.
• Микроприемник весом до 2 г (например, DelTang Rx33, который, наряду с другими частями, можно приобрести в специализированных онлайн-магазинах, таких как Micron Radio Control, Aether Sciences RC или Plantraco), работающий от одной литий-полимерной ячейки. Следует убедиться в совместимости коннекторов двигателя и приемника, иначе потребуется необходимость в пайке.
• Совместимый передатчик с тремя или более каналами.
• LiPo-аккумулятор емкостью 70-140 мАч и подходящее зарядное устройство. Чтобы общий вес не превышал 10 г, потребуется батарея весом до 2,5 г. Большая емкость аккумулятора обеспечит большую длительность полета: при 125 мАч можно легко добиться его продолжительности в 30 мин.
• Провода, соединяющие аккумулятор с приемником.
• Три небольших пропеллера.
• Углеродный стержень (1 мм), длиной 30 см.
• Кусок депрона 10 х 10 см.
• Целлофан, скотч, суперклей и ножницы.

Нужно приобрести воздушный шарик из латекса, наполненный гелием. Подойдет стандартный или любой другой, грузоподъемность которого будет не менее 10 г. Для достижения желаемого веса добавляется балласт, который снимается по мере утечки гелия.

Компоненты прикрепляют к стержню с помощью скотча. Передний мотор служит для движения вперед, а задний устанавливается перпендикулярно. Третий двигатель размещается у центра тяжести и направлен вниз. Пропеллер к нему крепится противоположной стороной, чтобы он мог толкать дирижабль вверх. Моторы следует приклеить суперклеем.

Прикрепив хвостовой стабилизатор, можно значительно улучшить передвижение вперед, так как пропеллер подъема придает небольшое а хвостовой ротор слишком мощный. Его можно сделать их депрона и прикрепить скотчем.

Движение вперед должно компенсироваться небольшим подъемом.

Кроме того, на дирижабль можно установить недорогую камеру, например, используемую в брелоках.

24 сентября 1852 г. француз Анри Жиффар поднялся в воздух на наполненном водородом управляемом дирижабле с механическим двигателем. Ему удалось достичь высо ты 1800 м и скорости около 10 км/ч. Пропеллер дирижабля вращала паровая машина.

Граф и его цеппелин

Полет прошел успешно, но паровая машина в качестве двигателя не давала серьезных преимуществ.

В дальнейшем предпринимались попытки с электрическими и дизельными моторами. Совершить прорыв в этой области удалось графу Фердинанду фон Цеппелину. Его дирижабль жесткой конструкции поднялся в воздух около г. Манцеля на Боденском озере 2 июля 1900 г. LZ-1, разработанный совместно с Теодором Кобером, имел 128 м в длину. Диаметр цилиодрической тканевой оболочки на алюминиевом каркасе составлял 11,7 м. Два бензиновых мотора мощностью по 14 лошадиных сил позволяли «летучей сигаре» развивать скорость до 28 км/ч.

Несмотря на несколько неудач со следующими моделями дирижаблей, в 1908 г. во Фридрихсхафене был построен завод Цеппелин. С 19Ю г. начались регулярные пассажирские перевозки на цеппелинах. Во время Первой мировой войны они использовались также для воздушных налетов на Англию. Первые попытки были успешными, но вскоре стала ясна непригодность дирижаблей в военных целях: горючий водород, наполнявший оболочку, делал их легкой добычей неприятеля.

Летающие отели-люкс Самым большим вызовом для пионеров воздухоплавания 1920-х гг. был перелет через Атлантику. В октябре 1924 г. Хуго Эккенеру впервые удалось пересечь на цеппелине Атлантический океан. LZ-126, заполненный 70 000 м3 водорода, за 70 часов достиг Нью-Йорка. С 1932 г. открылось пассажирское и грузовое сообщение на дирижаблях между Франкфуртом и Рио-де-Жанейро, а также Франкфуртом и местечком Лейкхерст под Нью-Йорком. У богачей такие путешествия вошли в моду, и новые модели все более впечатляющих размеров напоминали внутри отели высшего класса.

«Гинденбург»

В1934 г. началось сооружение цеппелина «Гинденбург», самого крупного из когда-либо строившихся воздушных кораблей. Он имел 245 м в длину и развивал с помощью дизельных моторов мощностьюв 1100 лошадиных сил скорость до 135 км/ч. При двадцатом трансатлантическом перелете 6 мая 1937 г. на подлете к Лейкхерсту произошел взрыв. 36 человек погибли в огне. Этой катаарофой закончилась эпоха гигантских дирижаблей.

• 1784 г.: Жан-Батист Менье опубликовал проект воздушного корабля с винтом.
• 1872 г.: Пауль Хенлейн использовал в своем дирижабле газовый двигатель.
• 1898 г.: дирижабль нежесткой конструкции №1» Альберто Сантоса-Дюмона с бензиновым двигателем.
• 1997 г.: цеппелин «NT» отправился в свой первый полет с исторической площадки во Фридрихсхафене.

Однажды отказавшись от дирижаблей, в наши дни человечество находит в этих летательных аппаратов все больше плюсов и выгод. Но вид могучего корабля, проплывающего по небу, настолько притягивает к себе, что уже ради этого величественного зрелища хочется, чтобы они вернулись…

Как правило, статьи о современных дирижаблях начинаются с воспоминаний о том, как почти 70 лет назад на американской авиабазе Лейкхерст погиб в огне гигантский немецкий цеппелин «Гинденбург», а три года спустя Герман Геринг приказал разобрать оставшиеся дирижабли на металлолом и подорвать ангары. Эпоха дирижаблей тогда закончилась, пишут обычно журналисты, но вот теперь интерес к управляемым аэростатам снова активно возрождается. Однако подавляющее большинство наших сограждан если где и видят «возродившиеся» дирижабли, то только на разного рода аэрошоу — там они обычно применяются в качестве оригинальных рекламных носителей. Неужели это все, на что способны эти удивительные воздушные корабли? Чтобы выяснить, кому и зачем нужны сегодня дирижабли, пришлось обратиться к специалистам, строящим дирижабли в России.

Плюсы и минусы

Дирижабль — это управляемый самодвижущийся аэростат. В отличие от обычного воздушного «шара, который летит» исключительно по направлению ветра и может маневрировать только по высоте в попытке поймать ветер нужного направления, дирижабль способен двигаться относительно окружающих воздушных масс в направлении, выбранном пилотом. Для этой цели летательный аппарат оснащен одним или несколькими двигателями, стабилизаторами и рулями, а также имеет аэродинамическую («сигарообразную») форму. В свое время дирижабли «убила» не столько череда ужаснувших мир катастроф, сколько авиация, развивавшаяся в первой половине ХХ века сверхбыстрыми темпами. Дирижабль тихоходен — даже самолет с поршневыми двигателями летает быстрее. Что уж говорить о турбовинтовых и реактивных машинах. Разгонять дирижабль до самолетных скоростей мешает большая парусность корпуса — сопротивление воздуха слишком велико. Правда, время от времени говорят о проектах сверхвысотных дирижаблей, которые поднимутся туда, где воздух сильно разрежен, а значит, и сопротивление его значительно меньше. Это якобы позволит развивать скорость в несколько сотен километров в час. Однако пока подобные проекты проработаны только на уровне концепции.

17 августа 2006 года пилот Станислав Федоров достиг на тепловом дирижабле российского производства «АвгурЪ» AU-35 («Полярный гусь») высоты 8180 метров. Так был побит мировой рекорд, продержавшийся 90 лет и принадлежавший немецкому дирижаблю Zeppelin L-55. Рекорд «Полярного гуся» стал первым шагом в выполнении программы «Высокий старт» — проекта Русского Воздухоплавательного Общества и Группы компаний «Метрополь» по запуску лёгких космических аппаратов с высотных дирижаблей. В случае успеха этого проекта, в России будет создан передовой аэростатно-космический комплекс, способный экономично выводить на орбиту частные спутники весом до 10−15 килограммов. Одно из предполагаемых направлений использования комплекса «Высокий старт» — запуск геофизических ракет для исследования приполярных областей Северного Ледовитого океана.

Проигрывая авиации в скорости, управляемые аэростаты при этом имеют ряд важных преимуществ, благодаря которым, собственно, возрождается дирижаблестроение. Во‑первых, сила, которая поднимает аэростат в воздух (известная всем со школьной скамьи сила Архимеда), совершенно бесплатна и не требует затрат энергии, в отличие от подъемной силы крыла, которая напрямую зависит от скорости аппарата, а значит, от мощности двигателя. Дирижаблю же двигатели нужны в основном для перемещения в горизонтальной плоскости и маневрирования. Поэтому летательные аппараты такого типа могут обходиться моторами значительно меньшей мощности, чем потребовались бы самолету при равной величине полезной нагрузки. Отсюда, а это уже во‑вторых, вытекает большая по сравнению с крылатой авиацией экологическая чистота дирижаблей, что в наше время чрезвычайно важно.

Третий плюс дирижаблей — их практически неограниченная грузоподъемность. Создание сверхгрузоподъемных самолетов и вертолетов имеет ограничения по прочностным характеристикам конструкционных материалов. Для дирижаблей же таких ограничений нет, и воздушный корабль с полезной нагрузкой, например, 1000 т — вовсе не фантастика. Добавим сюда возможность длительное время находиться в воздухе, отсутствие необходимости в аэродромах с длинными взлетно-посадочными полосами и большую безопасность полетов — и у нас получится внушительный список достоинств, которые вполне уравновешивают тихоходность. Впрочем, и тихоходность, как выяснилось, можно скорее отнести к достоинствам воздушных кораблей. Но об этом чуть позже.

В дирижаблестроении выделяются три основные типа конструкции: мягкая, жесткая и полужесткая. Практически все современные дирижабли относятся к мягкому типу. В англоязычной литературе их обозначают термином «blimp». Во время Второй мировой войны американская армия активно использовала «блимпы» для наблюдения за прибрежными водами и конвоирования судов. Дирижабли с жестким каркасом часто называют «цеппелинами» в честь изобретателя этой конструкции графа Фридриха фон Цеппелина (1838 — 1917).

Конкурент вертолета

Наша страна — один из мировых центров возрождающегося дирижаблестроения. Лидер отрасли — группа компаний «Росаэросистемы». Побеседовав с ее вице-президентом Михаилом Талесниковым, мы выяснили, как устроены современные российские дирижабли, где и как они используются и что нас ждет впереди.

Сегодня в работе находятся два типа дирижаблей, созданных конструкторами «Росаэросистем». Первый тип — это двухместный дирижабль AU-12 (длина оболочки 34 м). Аппараты такой модели существуют в трех экземплярах, и два из них время от времени используются московской милицией для патрулирования МКАД. Третий дирижабль продан в Таиланд и применяется там в качестве рекламного носителя.

Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней части оболочки, как правило, металлической фермы, препятствующей деформации оболочки, однако, как и в мягкой конструкции, форма оболочки поддерживается давлением подъемного газа. К полужесткому типу относятся современные немецкие дирижабли «Zeppelin NT», имеющие внутри оболочки поддерживающий каркас из углепластика.

Гораздо более интересная работа у дирижаблей системы AU-30. Аппараты этой модели отличаются более крупными габаритами (длина оболочки 54 м) и, соответственно, большей грузоподъемностью. Гондола AU-30 способна вместить десять человек (двух пилотов и восемь пассажиров). Как рассказал нам Михаил Талесников, в настоящее время ведутся переговоры с заинтересованными сторонами о возможности организации элитных воздушных туров. Полет на небольшой высоте и на малой скорости (вот оно — преимущество тихоходности!) над красивыми природными ландшафтами или памятниками архитектуры и в самом деле сможет стать незабываемым приключением. Подобные туры проходят в Германии: дирижабли возрожденной марки Zeppelin NT катают туристов над живописным озером Бодензее, в тех самых краях, где когда-то отправился в полет первый немецкий дирижабль. Однако российские дирижаблестроители уверены, что главное предназначение их аппаратов не реклама и развлечения, а выполнение серьезных задач промышленного характера.

Вот пример. Энергетические компании, имеющие в своем распоряжении линии электропередач, должны регулярно проводить мониторинг и диагностику состояния своих сетей. Удобнее всего это делать с воздуха. В большинстве стран мира для такого мониторинга применяются вертолеты, однако у винтокрылой машины есть серьезные недостатки. Помимо того что вертолет неэкономичен, у него еще и весьма скромный радиус действия — всего 150−200 км. Понятно, что для нашей страны с ее многотысячекилометровыми расстояниями и обширным энергетическим хозяйством это слишком мало. Есть и еще одна проблема: вертолет в полете испытывает сильную вибрацию, в результате чего чувствительное сканирующее оборудование дает сбои. Движущийся медленно и плавно дирижабль, способный преодолевать тысячи километров на одной заправке, напротив, идеально подходит для задач мониторинга. В настоящий момент одна из российских фирм, разработавших основанное на лазерных технологиях сканирующее оборудование, а также программное обеспечение к нему, использует два дирижабля AU-30 для оказания услуг энергетикам. Дирижабль этого типа может применяться и для разнообразных видов мониторинга земной поверхности (в том числе в военных целях), а также для картографирования.

Многоцелевой дирижабль Au-30 (многоцелевой патрульный дирижабль объемом более 3000 куб. метров) предназначен для выполнения полетов в течение продолжительного времени, в том числе на малой высоте и с малой скоростью. Крейсерсакая скорость 0−90 км/ч // Мощность маршевого двигателя 2х170 л.с. // Максимальная дальность полета 3000 км // Максимальная высота полета 2500 м.

Как они летают?

Практически все современные дирижабли, в отличие от цеппелинов довоенной эпохи, относятся к мягкому типу, то есть форма их оболочки поддерживается изнутри давлением подъемного газа (гелия). Объясняется это просто — для аппаратов сравнительно небольших размеров жесткая конструкция неэффективна и уменьшает полезную нагрузку из-за веса каркаса.

Несмотря на то что дирижабли и аэростаты относят к классу аппаратов легче воздуха, многие из них, особенно при полной загрузке, имеют так называемый перетяж, то есть превращаются в аппараты тяжелее воздуха. Это относится и к AU-12 и AU-30. Выше мы уже говорили о том, что дирижаблю, в отличие от самолета, двигатели нужны в основном для горизонтального полета и маневрирования. И вот почему «в основном». «Перетяж», то есть разница между силой земного притяжения и архимедовой силой, компенсируется за счет небольшой подъемной силы, которая появляется, когда встречный поток воздуха набегает на имеющую специальную аэродинамическую форму оболочку дирижабля — в данном случае она работает как крыло. Стоит дирижаблю остановиться — и он начнет опускаться к земле, ведь архимедова сила не полностью компенсирует силу притяжения.

Двухместный дирижабль АU-12 предназначен для подготовки пилотов воздухоплавателей, патрулирования и визуального контроля автодорог и городских территорий в интересах экологического мониторинга и ГАИ, контроля за чрезвычайными ситуациями и спасательных операций, охраны и наблюдения, рекламных полетов, качественной фото, кино, теле- и видеосъемки в интересах рекламы, телевидения, картографии. 28 ноября 2006 г. впервые в истории Российского воздухоплавания AU-12 был выдан сертификат типа на двухместный дирижабль. Крейсерская скорость 50 — 90 км/ч // Мощность маршевого двигателя 100 л.с. // Максимальная дальность полета 350 км // Максимальная высота полета 1500 м.

Дирижабли AU-12 и AU-30 имеют два режима взлета: вертикальный и с небольшим пробегом. В первом случае два винтовых двигателя с переменным вектором тяги переходят в вертикальное положение и таким образом отталкивают аппарат от земли. После набора небольшой высоты они переходят в горизонтальное положение и толкают дирижабль вперед, в результате чего возникает подъемная сила. При посадке двигатели вновь переходят в вертикальное положение и включаются на реверсивный режим. Теперь дирижабль, напротив, притягивается к земле. Такая схема позволяет преодолеть одну из главных проблем эксплуатации дирижаблей в прошлом — сложность со своевременной остановкой и точным причаливанием аппарата. Во времена могучих цеппелинов их приходилось буквально отлавливать за спущенные вниз тросы и закреплять у земли. Причаливающие команды насчитывали в те времена десятки и даже сотни человек.

При взлете с пробегом двигатели изначально работают в горизонтальном положении. Они разгоняют аппарат до возникновения достаточной подъемной силы, после чего дирижабль поднимается в воздух.

«Небесная яхта» ML866 Aeroscraft Интересные проекты дирижаблей нового поколения разрабатываются на североамериканском континенте. Создать «небесную супер-яхту» ML 866 намерена в недалеком корпорация Wordwide Aeros. Этот дирижабль сконструирован по гибридной схеме: в полете около 2/3 веса машины будут компенсироваться архимедовой силы, а подниматься вверх аппарат будет благодаря подъемной силе, возникающей при обтекании набегающим потоком воздуха оболочки корабля. Для этого оболочке будет придана специальная аэродинамическая форма. Официально ML 866 предназначен для VIP-туризма, однако, если учесть, что Wordwide Aeros получает финансирование в частности от государственного агентства DARPA, занимающегося оборонными технологиями, не исключено использование дирижаблей в военных целях, например для наблюдения или связи. А канадская компания Skyhook совместно с Boeing объявила о проекте JHL-40 — грузового дирижабля с полезной нагрузкой 40 т. Это тоже «гибрид», однако здесь архимедова сила будет дополняться тягой четырех роторов, создающих тягу по вертикальной оси.

Маневрирование по высоте и управление подъемной силой пилот осуществляет, в частности, меняя тангаж (угол наклона горизонтальной оси) дирижабля. Этого можно добиться как с помощью закрепленных на стабилизаторах аэродинамических рулей, так и путем изменения центровки аппарата. Внутри оболочки, накачанной находящимся под небольшим давлением гелием, находятся два баллонета. Баллонеты — это мешки из воздухонепроницаемой материи, в которые нагнетается забортный воздух. Управляя объемом баллонета, пилот изменяет давление подъемного газа. Если баллонет раздувается, гелий сжимается и плотность его растет. При этом архимедова сила падает, что приводит к снижению дирижабля. И наоборот. При необходимости можно перекачивать воздух, например, из носового баллонета в кормовой. Тогда при изменении центровки угол тангажа примет положительное значение, а дирижабль перейдет в кабрирующее положение.

Нетрудно заметить, что современный дирижабль имеет довольно сложную систему управления, предусматривающую работу рулями, варьирование режима и вектора тяги двигателей, а также изменение центровки аппарата и величины давления подъемного газа с помощью баллонетов.

Тяжелее и выше

Еще одно направление, в котором работают отечественные дирижаблестроители, — это создание тяжелых грузопассажирских дирижаблей. Как уже говорилось, для дирижаблей ограничений по грузоподъемности практически не существует, а потому в перспективе могут быть созданы настоящие «воздушные баржи», которые будут способны перевозить по воздуху почти все что угодно, включая сверхтяжелые негабаритные грузы. Задача упрощается тем, что при изменении линейных габаритов оболочки грузоподъемность дирижабля вырастает в кубической пропорции. К примеру, AU-30, имеющий оболочку длиной 54 м, может брать на борт до 1,5 т полезного груза. Дирижабль нового поколения, разрабатываемый сейчас инженерами «Росаэросистем», при длине оболочки всего на 30 м больше возьмет полезную нагрузку 16 т! В перспективных планах группы компаний — строительство дирижаблей с полезной нагрузкой 60 и 200 т. Причем именно в этом сегменте дирижаблестроения должна произойти маленькая революция. Впервые за многие десятилетия в воздух поднимется дирижабль, выполненный по жесткой схеме. Подъемный газ будет помещаться в мягких баллонах, жестко прикрепленных к каркасу, укрытому сверху аэродинамической оболочкой. Жесткий каркас добавит дирижаблю безопасности, так как даже в случае серьезной утечки гелия аппарат не утратит аэродинамическую форму.

Гибель гигантов

История воздушных катастроф с большим количеством жертв берет свое начало в эпохе дирижаблей. Британский дирижабль R101 отправился в свой первый полет в 5 октября 1930 года. На борту он нес государственную делегацию во главе с министром воздушного сообщения Кристофером Бёрдвеллом Лордом Томпсоном. Через несколько часов после старта R101 снизился до опасной высоты, врезался в холм и сгорел. Причиной катастрофы стали просчеты в проектировании. Из 54 пассажиров и членов экипажа погибли 48, включая министра. 73 американских военных моряка погибли, когда попавший в бурю дирижабль «Акрон» упал в море, неподалеку от побережья штата Нью-Джерси. Случилось это 3 апреля 1933 года. Людей убил не удар при падении, а ледяная вода: на дирижабле не было ни одной спасательной лодки и лишь несколько пробковых жилетов. Оба погибших дирижабля были накачаны взрывоопасным водородом. Гелиевые дирижабли значительно безопаснее.

Другой интересный проект, по которому в группе компаний «Росаэросистемы» уже проведены НИОКР, — это геостационарный стратосферный дирижабль «Беркут». В основе идеи — свойства атмосферы. Дело в том, что на высоте 20−22 км ветровой напор относительно невелик, причем ветер имеет постоянное направление — против вращения Земли. В таких условиях довольно легко с помощью тяги двигателей зафиксировать аппарат в одной точке относительно поверхности планеты. Стратосферный геостационар можно использовать практически во всех областях, в которых сейчас применяются геостационарные спутники (связь, передача теле- и радиопрограмм и т. д.). При этом дирижабль «Беркут» будет, разумеется, существенно дешевле любого космического аппарата. Кроме того, если спутник связи выходит из строя, ремонту он уже не подлежит. «Беркут» же в случае любых неполадок всегда можно будет спустить на землю, чтобы провести необходимую профилактику и ремонт. И наконец, «Беркут» — это абсолютно экологически чистый аппарат. Энергию для двигателей и ретранслирующей аппаратуры дирижабль возьмет от солнечных батарей, размещенных на верхней части оболочки. В ночное время питание будет производиться за счет аккумуляторов, накопивших электричество в течение дня.

Дирижабль «Беркут» Внутри оболочки «Беркута» — пять тканых емкостей с гелием. У поверхности земли закачанный в оболочку воздух будет сдавливать емкости, повышая плотность подъемного газа. В стратосфере, когда «Беркут» окажется в окружении разреженного воздуха, воздух из оболочки будет откачан, и емкости под давлением гелия раздуются. В результате плотность его упадет и, соответственно, возрастет архимедова сила, которая будет удерживать аппарат на высоте. «Беркут» разработан в трех модификациях — для высоких широт (HL), для средних широт (ML), для экваториальных широт (ET). Геостационарные характеристики дирижабля позволяют осуществлять функции наблюдения, связи и передачи данных над территорией, площадью более 1 млн км 2 .

Еще ближе к космосу

Все дирижабли, о которых шла речь в этой статье, относятся к газовому типу. Однако существуют еще и тепловые дирижабли — фактически управляемые монгольфьеры, в которых подъемным газом служит нагретый воздух. Они считаются менее функциональными, чем их газовые собратья, в основном из-за более низкой скорости и худшей управляемости. Основная сфера применения тепловых дирижаблей — аэрошоу и спорт. И именно в спорте России принадлежит высшее достижение.

17 августа 2006 года пилот Станислав Федоров достиг на тепловом дирижабле российского производства «Полярный гусь» высоты 8180 м. Однако и спортивным дирижаблям, возможно, будет найдено практическое применение. «Полярный гусь», поднявшись на высоту 10−15 км, сможет стать своего рода первой ступенью системы космических запусков. Известно, что при космических стартах значительное количество энергии тратится именно на начальной стадии подъема. Чем дальше от центра Земли находится стартовая площадка, тем больше экономия топлива и тем большую полезную нагрузку удается вывести на орбиту. Именно поэтому космодромы стараются размещать ближе к экваториальной области, чтобы выиграть (за счет приплюснутой формы Земли) несколько километров.

Изобретателем дирижабля считается Жан Батист Мари Шарль Мёнье. Дирижабль Мёнье должен был быть сделан в форме эллипсоида. Управляемость должна была быть осуществленна с помощью трех пропеллеров, вращаемых вручную усилиями 80 человек. Изменяя объём газа в аэростате путём использования баллонета, можно было регулировать высоту полёта дирижабля, и поэтому он предложил две оболочки - внешнюю основную и внутреннюю.

Дирижабль Мёнье.
Дирижабль с паровым двигателем конструкции Анри Жиффара , который позаимствовал эти идеи у Мёнье более чем полвека спустя, совершил первый полёт только 24 сентября 1852. Такая разница между датой изобретения аэростата (1783 г.) и первым полётом дирижабля объясняется отсутствием в то время двигателей для аэростатического летательного аппарата.

Дирижабль Жиффара.

Следующий технологический прорыв был совершён в 1884 году, когда был осуществлён первый полностью управляемый свободный полёт на французском военном дирижабле с электрическим двигателем La France Шарлем Ренаром и Артуром Кребсом. Длина дирижабля составила 52 м, объём - 1900 м³, за 23 минуты было покрыто расстояние в 8 км при помощи двигателя мощностью 8,5 л.с.
Тем не менее, эти аппараты были недолговечны и чрезвычайно непрочны. Регулярные управляемые полёты не совершались до появления двигателя внутреннего сгорания.
19 октября 1901 года французский воздухоплаватель Альберто Сантос-Дюмон после нескольких попыток облетел со скоростью чуть более 20 км/час Эйфелеву башню на своём аппарате Сантос-Дюмон номер 6. Тогда это посчитали чудачеством, однако позднее дирижабль в течение нескольких десятилетий стал одним из самых передовых транспортных средств.

В то же самое время, когда мягкие дирижабли начали завоёвывать признание, развитие жёстких дирижаблей также не стояло на месте: впоследствии именно они смогли переносить больше груза, чем самолёты, и это положение сохранялось в течение многих десятилетий. Конструкция таких дирижаблей и её развитие связаны с немецким графом Фердинандом фон Цеппелином.

Граф Фердинанд фон Цеппелин.

Строительство первых дирижаблей-Цеппелинов началось в 1899 году на плавающем сборочном цехе на Боденском озере в Заливе Манзелл, Фридрихсхафен. Оно было организовано на озере потому, что Граф фон Цеппелин, основатель завода, истратил на этот проект все свое состояние и не располагал достаточными средствами для аренды земли под завод. Опытный дирижабль «LZ 1» (LZ обозначало «Luftschiff Zeppelin») имел длину 128 м и балансировался путём перемещения веса между двумя гондолами; на нём были установлены два двигателя Даймлер мощностью 14,2 л.с. (10,6 кВт).
Первый полёт Цеппелина состоялся 2 июля 1900. Он продолжался всего 18 минут, поскольку LZ 1 был вынужден приземлиться на озеро после того, как механизм балансирования веса сломался. После ремонта аппарата технология жёсткого дирижабля успешно была испытана в последующих полётах, побив рекорд скорости французского дирижабля La France (6 м/с) на 3 м/с, но этого ещё было недостаточно для привлечения значительных инвестиций в дирижаблестроение. Необходимое финансирование граф получил через несколько лет. Уже первые полёты его дирижаблей убедительно показали перспективность их использования в военном деле.
Цеппелин над Летним садом.

К 1906 году Цеппелин сумел построить усовершенствованный дирижабль, который заинтересовал военных. В военных целях применялись поначалу полужесткие, а затем мягкие дирижабли «Парсеваль», а также дирижабли «Цеппелин» жесткого типа; в 1913 году был принят на вооружение жесткий дирижабль «Шютте-Ланц». Сравнительные испытания этих воздухоплавательных аппаратов в 1914 году показали превосходство дирижаблей жесткого типа. Последние при длине 150 м и объёме оболочки 22 000 м³ поднимали до 8000 кг полезного груза, имея максимальную высоту подъема 2200 м (для германских военных дирижаблей времён Первой мировой войны потолок составлял до 8000 м). При трех моторах мощностью 210 л.с. каждый они достигали скорости 21 м/с. В полезную нагрузку входили 10-килограммовые бомбы и 15-сантиметровые и 21-сантиметровые гранаты (общим весом 500 кг), а также радиотелеграфное оборудование. В 1910 году была открыта первая в Европе воздушная пассажирская линия Фридрихсхафен-Дюссельдорф, по которой курсировал дирижабль «Германия». В январе 1914 года Германия по общему объёму (244 000 м³) и по боевым качествам своих дирижаблей обладала самым мощным воздухоплавательным флотом в мире.

Я поделился с Вами информацией, которую "накопал" и систематизировал. При этом ничуть не обеднел и готов делится дальше, не реже двух раз в неделю. Если Вы обнаружили в статье ошибки или неточности - пожалуйста сообщите. Буду очень благодарен.

Воздушный корабль — именно так дословно переводилось немецкое слово Luftschiffbau, которым немецкий граф Фердинанд фон Цеппелин назвал свой первый дирижабль жёсткой конструкции, открывший настоящую эру воздухоплавания. В английском языке, кстати, дирижабль обозначается словом airship, что дословно по-русски означает всё тот же «воздушный корабль. Впоследствии имя самого конструктора стало нарицательным, и в русском языке «цеппелин» теперь является практически полным синонимом французскому слову «дирижабль», как и «джакузи», например, означает ванну с гидромассажем, уже не ассоциируясь с фамилией человека.

Фердинанд фон Цеппелин. Фото: Public Domain

Граф Цеппелин, правда, в дирижаблестроении отнюдь не был первопроходцем — за три года до него другим немецким пионером воздухоплавания уже был запущен дирижабль с жёсткой конструкцией. А на пару десятилетий раньше дирижаблестроение начали развивать и французы. Правда, конструкция их кораблей в корне отличалась от того, что предлагал Цеппелин.

Фанатик воздухоплавания

Впервые идею о возможности путешествовать по воздуху с помощью огромной сферы с жёстким каркасом, разные отсеки которой заполнены газом, отставной генерал немецкой армии Цеппелин высказал ещё в 1874 году, сделав соответствующую запись в дневнике. Тогда, правда, его в первую очередь привлекала возможность использовать дирижабли в военных целях.

На военные надобности он делал упор и позднее, отправляя бесконечные письма первым лицам государства. Те, советуясь с другими военными, каждый раз отвечали энтузиасту отказом. Другой наверняка бы просто опустил руки и сдался. Но Цеппелин был не таков. Он начал работу над своим первым «воздушным кораблём» на собственные деньги.

Не опустил он руки и после первых испытаний, которые показали, что расчёты изобретателя недооценили сопротивление воздуха и помехи, которые обычный ветерок может внести в движение дирижабля. Цеппелин и тут не сдался — он принялся осаждать ведущие конструкторские бюро с заказами на всё более и более мощные двигатели, которые могли бы компенсировать воздействие воздуха.

Постепенно, видя его первые успехи, правительство начало проявлять заинтересованность в разработках графа. Ему выдавали даже мизерные гранты, которые, правда, всё равно не шли ни в какое сравнение с суммами, выделяемыми на конструирование дирижаблей самим изобретателем.

В итоге Цеппелин доказал свою правоту 2 июля 1900 года, продемонстрировав первый успешный полёт дирижабля LZ-1 (Воздушный корабль Цеппелина - 1).

Воздушный корабль Цеппелина - 1. Фото: Public Domain

Мне бы в небо

Первый дирижабль Цеппелина провёл в воздухе порядка 20 минут и с помощью двух двигателей, изготовленных компанией «Даймлер», сумел развить скорость чуть более 21 километра в час. Он пролетел над озером, совершив достаточно жёсткую посадку, которая привела к небольшим повреждениям.

«Травмы» цеппелина удалось быстро отремонтировать, чтобы в скором времени осуществить ещё несколько испытательных полётов. Однако положительного впечатления дирижабль на военных не произвёл, и они отказались продолжать спонсировать проект графа.

Но мечта есть мечта. Цеппелин принимает решение усовершенствовать свою первую модель. Для этого он закладывает своё имение, драгоценности супруги и ещё некоторые дорогостоящие вещи. Посильную помощь оказывают друзья разработчика и основатель компании Даймлер, который видит в этой отрасли перспективу. Также на стороне графа остаётся и кайзер Германии. Денег напрямую он не даёт, но позволяет заработать порядка 120 тысяч марок, одобрив государственную лотерею, проведённую Цеппелином.

Модели Цеппелина начали совершенствоваться и расти не только в техническом, но и в прямом смысле. Длина «брюха» третьего воздушного корабля превышала 130 метров, а его скорость уже достигала 50 километров в час. Всё это заставило военных обратить внимание на разработки графа и посмотреть на них под несколько другим углом.

В итоге дирижабли всё-таки были признаны перспективным проектом. Министерство обороны выделило деньги на дальнейшие разработки, но поставило перед конструктором и жёсткие задачи. Так, его новое судно должно было иметь возможность оставаться в движении на протяжении 24 суток. Дальность полёта при этом не должна быть менее 700 километров, а скорость судна должна была составлять 65 километров в час. В итоге дирижабли переписали все рекорды воздухоплавания. Самый длительный полёт проходил на протяжении 118 с небольшим часов. Самый дальний улетел более чем на 11 тысяч километров, из Франкфурта-на-Майне в Рио-де-Жанейро. А максимальная скорость, которую удалось развить воздушному кораблю, составила 140 километров в час.

Дирижаблестроение в Германии, вышедшей на первые роли в этой индустрии, начало развиваться бурными темпами. Разработки графа Цеппелина нашли своё применение не только в военных целях. Дирижабли использовали для транспортировки грузов, перевозки людей, рекламных акций. Размеры дирижаблей всё увеличивались, а их значимость возрастала.

Фото: Public Domain

О воздействии бума дирижаблестроения можно судить лишь по тому факту, что самое высокое здание мира на тот момент, «Эмпайр Стейт Билдинг», было сконструировано таким образом, чтобы его огромный шпиль мог выступать в качестве причальной мачты для гигантских цеппелинов. Архитекторы планировали, что высадку людей можно будет осуществлять на уровне 102 этажа. Правда, после первых же испытаний стало ясно, что сильный ветер не даст пассажирам спокойно сойти на небоскрёб, и идея была быстро признана утопической. Но она была, и уже это говорит о многом.

Именно дирижаблю принадлежит первое кругосветное путешествие по воздуху. Причём в этом путешествии цеппелин (а в путь отправился именно дирижабль конструкции немецкого графа) совершил всего три посадки для дозаправки. Дирижабли же первыми пролетели над Северным полюсом и многими другими труднодоступными природными объектами, которые до этого с воздуха никто не мог ни увидеть, ни сфотографировать.

Дирижабли активно использовались во время Первой мировой войны и зачастую даже участвовали в сражениях. В некоторых армиях военные дирижабли сохранились вплоть до Второй мировой войны, но в военных действиях уже практически не использовались из-за высокой степени своей уязвимости, связанной с трудностями навигации и гигантскими размерами.

Фото: Public Domain

10 сентября 1930 года один из самых известных и, наверно, самый успешный дирижабль (если судить по количеству пройденных километров и совершённых рейсов), «Граф Цеппелин», названный в честь своего 90-летнего создателя, посетил Москву, что стало значительным событием для советской столицы.

Воздушный «Титаник»

Если бы дирижаблестроение продолжило развиваться такими темпами, как в начале прошлого века, вполне возможно, что мы и сегодня бы повсеместно пользовались цеппелинами. Эти огромные летучие конструкции обладали неоспоримыми преимуществами (в основном по части комфорта) даже по сравнению с современными самолётами. Проигрывая, конечно, в скорости передвижения.

Но 6 мая 1937 года произошло непоправимое — потерпел крушение крупнейший дирижабль в истории человечества, «Гинденбург». Венец творчества графа Цеппелина, который называли «Воздушным Титаником», вылетел из Германии 3 мая и уже через 3 дня, преодолев Атлантический океан, должен был совершить успешную посадку в Нью-Йорке.

Фото: Commons.wikimedia.org / CarolSpears

Всё шло как по маслу, 245-метровый гигант (для сравнения длина «Титаника» составляла не намного больше — 269 метров) вовремя прибыл в экономическую столицу США. Пилот даже дал шикарное представление жителям «Большого яблока», проведя своё судно на минимальном расстоянии от высочайшего здания в мире, «Эмпайр Стейт Билдинг». Пассажиры дирижабля могли видеть тех, кто собрался на смотровой площадке, и даже махали им, получая приветственные знаки в ответ.

После круиза над городом дирижабль с 97 пассажирами на борту направился в один из пригородов Нью-Йорка, чтобы совершить посадку. Однако разрешения на приземление командир судна так и не получил из-за штормового предупреждения. Переждав грозовой фронт в воздухе, цеппелин наконец начал снижение. Как раз в этот момент произошло возгорание в передней части дирижабля. Вскоре летательный аппарат, весь охваченный огнём благодаря легковоспламеняемому водороду, которым были заполнены его секции, рухнул на землю. Либо от огня, либо от травм, полученных при падении, погибли 35 пассажиров из 97, находящихся на борту.

Фото: Public Domain

Это происшествие привело к закату эры воздушных кораблей. Катастрофа была заснята на фото- и видеокамеры. Кадры разлетелись по всему свету. Крушение имело такой резонанс, что вскоре все пассажирские полёты на дирижаблях были отменены. Цеппелины продолжили использоваться для доставки грузов и некоторых военных целей, но недолго.

Пару лет спустя крупнейшие дирижабли были отправлены на слом, хотя существовали технологии, которые могли позволить сделать перелёты безопасными. Так, например, вместо легковоспламеняемого водорода вполне можно было использовать гелий. Правда, США, единственный экспортёр этого газа на планете на тот момент, отказался осуществлять поставки в Германию. Из-за этого «Гинденбург», изначально проектируемый под гелий, и был переоборудован под использование водорода.

Также не ясны и причины, которые привели к возгоранию в передней части «Гинденбурга». Самая популярная версия — практически невероятное совпадение атмосферных условий с недостатками конструкции самого дирижабля, что привело к воспламенению водорода в одной из секций. Но есть и теория заговора, согласно которой в носовую часть цеппелина было помещено взрывное устройство с часовым механизмом. Оно якобы должно было сработать в тот момент, когда дирижабль уже приземлился и все пассажиры покинули палубу. Однако из-за задержки в связи с грозовым фронтом часовой механизм якобы сработал в тот момент, когда люди ещё находились на борту, что и привело к трагедии.

Истинную причину не установили до сих пор и теперь уже вряд ли когда-либо установят. Нам же остаётся лишь сожалеть о том, что такое красивое и удобное средство передвижения по планете осталось в прошлом.

В наши дни дирижабли продолжают использоваться, но в основном в рекламных целях.

Фото: Creative commons/ AngMoKio