Дирижабль (от фр. dirigeable -- управляемый) - летательный аппарат легче воздуха, аэростат с двигателем, благодаря которому дирижабль может двигаться независимо от направления воздушных потоков.

Двигатели. Самые первые дирижабли приводились в движение паровым двигателем или мускульной силой, в 80-х годах XIX века были применены электродвигатели, c 1890-х стали широко применяться двигатели внутреннего сгорания. На протяжении XX века дирижабли оснащались практически исключительно ДВС -- авиационными и, значительно реже, дизельными (на некоторых цеппелинах и некоторых современных дирижаблях). В качестве движителей используются воздушные винты. Стоит также отметить крайне редкие случаи применения турбовинтовых двигателей -- в дирижабле GZ-22 «The Spirit of Akron» и советском проекте «Д-1». В основном подобные системы, равно как и реактивные, остаются лишь на бумаге. В теории, в зависимости от конструкции, часть энергии подобного двигателя может быть использована для создания реактивной тяги.

Полёт. Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль рулями высоты -- двигатели тогда тянут его вверх или вниз. Сбрасывание балласта и выпуск газа в полёте производят редко: например, выпускают газ при выработке топлива. Из-за этой особенности стрелки на кайзеровских «цеппелинах» должны были получить разрешение командира на стрельбу из станковых пулемётов, чтобы ненароком не воспламенить выпущенный водород.

Причаливание. Часто думают, что дирижабль 1930_х гг. мог приземляться вертикально, как вертолёт -- в действительности же это осуществимо только при полном отсутствии ветра. В реальных условиях для посадки дирижабля требуется, чтобы находящиеся на земле люди подобрали сброшенные с разных точек дирижабля канаты и привязали их к подходящим наземным объектам; затем дирижабль можно подтянуть к земле. Наиболее же удобный и безопасный способ посадки (особенно для больших дирижаблей) -- причаливание к специальным мачтам.

С вершины причальной мачты сбрасывали канат, который прокладывали по земле по ветру. Дирижабль подходил к мачте с подветренной стороны, и с его носа также сбрасывали канат. Люди на земле связывали эти два каната, и затем лебёдкой дирижабль подтягивали к мачте -- его нос фиксировался в стыковочном гнезде. Причаленный дирижабль может свободно вращаться вокруг мачты, как флюгер. Стыковочный узел мог двигаться по мачте вверх-вниз -- это позволяло опустить дирижабль ближе к земле для погрузки/разгрузки и посадки/высадки пассажиров.

Чтобы завести дирижабль в ангар при сильном ветре, требовались усилия до 200 человек.

Типы дирижаблей

По конструкции. По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий.

В мягкой и полужёсткой системах матерчатый корпус служит также оболочкой для газа. Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней (как правило) части оболочки металлической (в большинстве случаев) фермы, препятствующей деформации оболочки. Примером полужесткого дирижабля является дирижабль «Италия». Килевая ферма состояла из стальных шпангоутов треугольной формы, соединённых стальными же продольными стрингерами. Спереди к килевой ферме было прикреплено носовое усиление, представлявшее собой стальные трубчатые фермы, скреплённые поперечными кольцами, сзади -- кормовое развитие. Также к килевой ферме были подвешены гондолы: в одной располагались рубка управления и пассажирские помещения, в трёхмотогондолах -- двигатели. В дирижаблях мягкой и полужёсткой систем неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами -- мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух.

В жёстких дирижаблях неизменяемость внешней формы обеспечивалась металлическим каркасом, обтянутым тканью, а газ находился внутри жёсткого каркаса в мешках (баллонах) из газонепроницаемой материи. Жёсткие дирижабли имели ряд недостатков, вытекавших из особенностей их конструкции: например, спуск на неподготовленную площадку без помощи людей на земле был чрезвычайно труден, и стоянка жёсткого дирижабля на подобной площадке, как правило, заканчивалась аварией, так как хрупкий каркас при более-менее сильном ветре неминуемо разрушался, ремонт каркаса и замена его отдельных частей требовали значительного времени и опытного персонала, поэтому стоимость жёстких дирижаблей была очень высока.

Монококовые бескаркасные дирижабли -- конструкции дирижаблей с металлической обшивкой -- возникли в 1890-е годы с целью уменьшить сопротивление воздуха. В 1920-е годы началось применения обшивки из алюминиевых сплавов. За всю историю дирижаблестроения было построено только четыре таких дирижабля, и из них только один --экспериментальный американский ZMC-2 -- успешно (хотя и нечасто) летал в течение нескольких лет.

По принципу получения подъёмной силы. Гибридные дирижабли тяжелее воздуха и являются комбинацией аэростата и аэродинамического летательного средства. Предположительно они могут иметь лучшие аэродинамические характеристики, чем дирижабли как таковые. Дирижабль германского производства Zeppelin NT часто ошибочно называют гибридным дирижаблем, поскольку он немного тяжелее воздуха. Однако лишь летательные средства, берущие как минимум 40 % подъёмной силы от тяги двигателей, могут считаться гибридными.

По форме. По форме дирижабли делятся на:

· сигарообразные с уменьшенным лобовым сопротивлением (таких большинство)

· все прочие дирижабли, в задачи которых входит зависание над землей или медленный полёт:

§ эллипсоидные -- в виде эллипсоида (с уменьшенным сопротивлением боковому ветру);

§ дисковые -- в виде диска;

§ линзообразные -- в виде двояковыпуклой линзы;

§ тороидальные -- в виде тора, предназначенные для использования в качестве воздушного крана;

§ V-образные;

§ «вертикальные дирижабли», напоминающие по форме летающие небоскребы -- предназначены для полётов над городами, где улицы создают условия для сильного ветра, дующего вдоль зданий, что приводит к турбулентным течениям воздуха.

По большей части дирижабли необычных форм существуют только в виде проектов. Кроме того, существуют варианты обычных монгольфьеров с мотогондолой, позаимствованной от парамотора.

По заполняющему газу. По типу заполнителя дирижабли делятся на:

· Использующие газ с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха при равных температуре и давлении, что согласно закону Архимеда означает, что дирижабль будет «плавать» в воздухе. В наши дни это, как правило, инертный гелий, несмотря на его сравнительную дороговизну; в прошлом применялся огнеопасный водород.

· Тепловые дирижабли, использующие нагретый воздух.

· Комбинированные варианты (так называемые аэростаты типа розьер). Идея использования горячего воздуха в таком случае состоит в регулировании плавучести дирижабля без выпуска несущего газа в атмосферу -- достаточно перестать подогревать горячий воздух после облегчения дирижабля, чтобы аппарат потяжелел. Примерами этих достаточно редких конструкций могут служить «Термоплан» и исследовательский дирижабль «Canopy-Glider».

Внутренность дирижабля также может быть использована для перевозки газообразного топлива. Например, одним из принципиальных отличий дирижабля Граф Цеппелин от других цеппелинов было использование для работы двигателей блау-газа, плотность которого была близка к плотности воздуха, а теплотворная способность значительно выше, чем у бензина. Это позволяло существенно увеличить дальность полёта и избавляло от необходимости затяжелять дирижабль по мере выработки топлива (Расход горючего для моторов «Майбах» равнялся: бензина -- 210 г и масла -- 8 г на 1 л. с./ч, то есть мотор расходовал около 115 кг бензина в час.)

Затяжеление дирижаблей осуществлялось путём выпуска части несущего газа, что создавало ряд экономических и пилотажных неудобств; кроме того, применение блау-газа вело к меньшей, чем в случае установки многочисленных тяжёлых баков с бензином, нагрузке на каркас. Блау-газ находился в 12 отсеках в нижней трети каркаса дирижабля, объём которых мог быть доведён до 30 000 мі (для водорода в таком случае оставалось 105 000 мі-30 000 мі = 75 000 мі). Бензин брался на борт в качестве дополнительного топлива.

Теоретически также существует возможность существования вакуумного дирижабля, однако на практике это неосуществимо, а все проекты такого аппарата остаются умозрительными.

Дирижабль!

Дирижабль - это летательный аппарат легче воздуха, представляющий собой комбинацию аэростата с силовой установкой (обычно это двигатель внутреннего сгорания с воздушным винтом) и системой управления ориентацией (рули управления), благодаря чему дирижабль может двигаться в любом направлении независимо от направления воздушных потоков.

Термин «дирижабль» происходит от французского слова «dirigeable» - управляемый.

Первые полёты дирижаблей!

Идея создания дирижабля была предложена и сформулирована в 1783 году изобретателем Жаном Батистом Мари Шарль Мёнье. Он предложил конструкцию дирижабля с оболочкой в форме эллипсоида. Управляться дирижабль должен был с помощью трёх пропеллеров, вращаемых вручную усилиями 80 человек. Изменяя объём газа в аэростате путём использования баллонета, предполагалось регулировать высоту полёта дирижабля, и поэтому он предложил две оболочки - внешнюю основную и внутреннюю.

Практический полет дирижабля состоялся только 24 сентября 1852 года. Это был дирижабль с паровым двигателем конструкции Анри Жиффара, который позаимствовал многие идеи у Мёнье.

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 дирижабль пролетел расстояние в 8 км при помощи двигателя мощностью 8,5 л. с.

Все первые дирижабли были недолговечны и чрезвычайно непрочны. Регулярные управляемые полёты дирижаблей 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.

Дирижабль Сантос-Дюмон номер 6, 1901 год.

Параллельно с развитием мягких дирижаблей было начато и развитие жёстких дирижаблей. Впоследствии именно жёсткие дирижабли смогли переносить больше груза, чем самолёты, и это положение сохранялось в течение многих десятилетий. Много для создания жестких дирижаблей, и развития их конструкции, сделал немецкий граф, которого звали 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 своё состояние и не располагал 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 «LZ 1» состоялся 2 июля 1900 года. Полет Цеппелина «LZ 1» продолжался всего 18 минут, поскольку дирижабль был вынужден приземлиться на озеро после того, как механизм балансирования веса сломался. После ремонта Цеппелина «LZ 1» технология жёсткого дирижабля успешно была испытана в последующих полётах. Был побит 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 Фердинанд фон Цеппелин получил через несколько лет. И первые же полёты его дирижаблей убедительно показали перспективность их использования в военном деле.

К 1906 году Фердинанд фон Цеппелин сумел построить усовершенствованный дирижабль жесткой конструкции, который заинтересовал военных.

В военных целях применялись поначалу полужёсткие, а затем мягкие дирижабли «Парсеваль», а также дирижабли «Цеппелин» жёсткого типа.

В 1913 году был принят на вооружение жёсткий дирижабль «Шютте-Ланц». Сравнительные испытания этих воздухоплавательных аппаратов в 1914 году показали превосходство дирижаблей жёсткого типа.

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.

В Российской Империи первый технически обоснованный проект большого грузового дирижабля был предложен в 1880-х годах русским учёным Константином Эдуардовичем Циолковским.

В конце 19-го века в русской армии действовал отдельный воздухоплавательный парк, состоявший в распоряжении Комиссии по воздухоплаванию, голубиной почте и сторожевым вышкам. На манёврах 1902-1903 годов в Красном Селе, Бресте и Вильно проверялись способы использования воздушных шаров в артиллерии и для воздушной разведки (наблюдения). Убедившись в целесообразности применения привязных шаров, Военное министерство приняло решение создать специальные подразделения при крепостях в Варшаве, Новгороде, Бресте, Ковно, Осовце и на Дальнем Востоке, в составе которых имелось 65 шаров. К изготовлению дирижаблей в России приступили в 1908 году.

Военное использование дирижаблей!

Перспективность применения дирижаблей в качестве бомбардировщиков была понята в Европе задолго до того, как дирижабли были использованы в этой роли. Герберт Уэллс в своей книге «Война в воздухе» (1908) описал уничтожение боевыми дирижаблями целых флотов и городов.

В отличие от аэропланов (роль бомбардировщиков выполняли лёгкие разведывательные самолёты, пилоты которых брали с собой несколько небольших бомб), дирижабли в начале мировой войны уже были грозной силой.

Наиболее мощными воздухоплавательными державами были Россия, имевшая в Петербурге крупный «Воздухоплавательный парк» с более чем двумя десятками аппаратов, и Германия, обладавшая 18 дирижаблями. В состав военно-воздушного флота Австро-Венгрии накануне первой мировой войны входило 10 дирижаблей.

Военные дирижабли находились в непосредственном подчинении у главного командования. Иногда они придавались фронтам или армиям. В начале войны дирижабли выполняли боевые задания под руководством командируемых на дирижабли офицеров генерального штаба. В этом случае командиру дирижабля отводилась роль вахтенного офицера. Благодаря успешности конструкторских решений графа Цеппелина и фирмы Шютте-Ланц Германия имела в этой области значительное превосходство над всеми другими странами мира, которое при правильном его использовании могло принести большую пользу, в частности для глубокой разведки. Немецкие военные дирижабли могли преодолеть со скоростью 80-90 км/ч расстояние в 2-4 тыс. км и обрушить на цель несколько тонн бомб. Например, 14 августа 1914 года в результате налёта одного немецкого дирижабля на Антверпен было полностью разрушено 60 домов, и ещё 900 повреждено.

Для скрытного подхода к цели дирижабли старались использовать облачность. При этом, ввиду несовершенства навигационного оборудования тех времён и необходимости визуального наблюдения поверхности для достижения точного выхода на цель, в оборудование военных дирижаблей входили наблюдательные гондолы: малозаметные, оборудованные телефонной или радиосвязью капсулы с наблюдателем, которые спускались с дирижаблей вниз на тросах длиной до 915 м.

Однако уже к сентябрю 1914 года, потеряв 4 аппарата, немецкие дирижабли перешли только на ночные операции. Огромные и неповоротливые, они были прекрасной целью для вооружённых аэропланов противника, к тому же они были наполнены крайне пожароопасным водородом. Очевидно, что им на смену неизбежно должны были прийти более дешёвые, манёвренные и устойчивые к боевым повреждениям аппараты.

«Золотой Век» дирижаблей!

После окончания первой мировой войны в США, Франции, Италии, Германии, в СССР и других странах продолжилось строительство дирижаблей различных систем.

Годы между первой и второй мировыми войнами отмечены существенным прогрессом в технологии дирижаблестроения.

Первым аппаратом легче воздуха, пересёкшим Атлантику, стал британский дирижабль R34, который в июле 1919 года с командой на борту совершил перелёт из Восточного Лотиана, Шотландия на Лонг-Айленд, Нью-Йорк, а затем вернулся в Пулхэм, Англия.

В 1924 году состоялся трансатлантический полёт дирижабля построенного в Германии LZ 126 (названного в США ZR-3 «Los Angeles»).

В 1926 году совместная норвежско-итало-американская экспедиция под руководством Р. Амундсена на дирижабле «Норвегия» (N-1 «Norge») конструкции Умберто Нобиле осуществила первый трансарктический перелёт о. Шпицберген - Северный Полюс - Аляска.

К концу 1920-х годов технология дирижаблестроения продвинулась до весьма высокого уровня.

Например, германский жесткий дирижабль LZ-127 "Graf Zeppelin". Длина 237 м, диаметр 30 м, 5 двигателей, скорость 135 км/час, грузоподъемность 60 т, объем оболочки 105.000 куб.м, построен на верфях Цеппелина в 1928 году.

Немецкий дирижабль «Граф Цеппелин» на испытаниях.

В сентябре и октябре 1929 года дирижабль LZ 127 «Граф Цеппелин» выполнил первые трансатлантические рейсы.

В этом же,1929 году, дирижабль «Граф Цеппелин» с тремя промежуточными посадками совершил свой легендарный кругосветный перелёт. За 20 дней он преодолел более 34 тысяч километров со средней полётной скоростью около 115 км/ч.

Летом 1931 года состоялся известный полёт дирижабля «Граф Цеппелин» в Арктику, а вскоре дирижабль приступил к выполнению относительно регулярных пассажирских рейсов в Южную Америку, продолжавшихся до 1937 года.

Путешествие в дирижабле этой эпохи по комфортабельности значительно превосходило тогдашние (а в некоторых отношениях и современные) самолёты. В корпусе пассажирского дирижабля часто имелся ресторан с кухней и салон.

Например, британский жёсткий дирижабль R101 имел 50 одно-, двух- и четырёхместных пассажирских кают со спальными местами, расположенными на двух палубах, столовую на 60 человек, две прогулочные палубы с окнами вдоль стен. Пассажирами использовалась в основном верхняя палуба. На нижней палубе находились кухни и туалеты, а также размещался экипаж. Имелась даже отделанная асбестом комната для курения на 24 человека.

Пассажиры дирижабля R101 на прогулочной палубе.

На дирижабле «Гинденбурге» имел место запрет на курение. Все, кто находился на борту, включая пассажиров, перед посадкой были обязаны сдавать спички, зажигалки и прочие устройства, способные вызвать искру.

Германский дирижабль «Гинденбург» в полете.

Один из крупнейших дирижаблей в мире - американский военный дирижабль «Акрон» номинальным объёмом 184 тыс. м³ - мог нести на борту до 5 небольших самолётов, несколько тонн груза и теоретически был способен пролететь без посадки около 17 тыс. км.

Сборка дирижабля «Акрон» на заводе.

Дирижабль «Акрон» на причале.

Американский дирижабль «Акрон» в полете.

Дирижабли в СССР!

В СССР дирижаблям уделялось много внимания, даже была создана специальная организация «Дирижаблестрой», которая построила и сдала в эксплуатацию более десяти дирижаблей мягкой и полужёсткой систем.

В 1937 году крупнейший советский дирижабль «СССР-В6» объёмом 18 500 м³ установил мировой рекорд продолжительности полёта - 130 часов 27 минут.

После войны в СССР построили несколько полужестких дирижаблей береговой охраны, прежде всего для использования в арктических областях.

Последним советским дирижаблем был «СССР-В12 бис», построенный в 1947 году.

Дирижабль СССР-В12.

В начале 1980-х годов, были проведены расчёты дирижабля для нужд ВМФ, но из-за начавшихся проблем с финансированием во время перестроечных реформ проект был законсервирован.

После распада СССР госпредприятие «ДКБА», которое занималось проектированием воздушных наров, аэростатов и дирижаблей, возглавило российскую отрасль воздухоплавательных технологий, и стало стержневым предприятием нарождающейся индустрии.

В 1990-е годы ДКБА разрабатывает проект дирижабля мягкой конструкции 2ДП с грузоподъёмностью около 3 тонн, а после пересмотра технического задания и указания на необходимость создание аппарата с большей грузоподъёмностью проект продолжается под названием «дирижабль ДС-3». В 2007 году подготовлен аванпроект этого аппарата.

Российский дирижабль ДС-3.

Сегодня в России ведутся разработки дирижаблей с грузоподъёмностью 20, 30, 55, 70, 200 тонн. Проведена значительная часть работ по проекту дирижабля «линзообразной» формы ДП-70Т, который предназначен для транспортировки грузов с безэллинговой круглогодичной эксплуатацией во всех климатических зонах. На конструктивной основе этого дирижабля проработаны варианты дирижабля с грузоподъёмностью 200-400 т.

В конце 1980-х начале 1990-х годов, в СССР появился проект «Термоплан», отличительной особенностью которого являлось использование для создания подъёмной силы помимо гелиевой секции дирижабля и секции с воздухом, нагреваемым двигателями (идея, высказанная еще К. Э. Циолковским в 1890-х годах). Благодаря этому удалось снизить вес непроизводительного балласта на 70-75% в сравнении с дирижаблями других конструкций и, следовательно, повысить экономичность (до 28,125 грамм на тонно-километр для проектной грузоподъёмности 2000 тонн). Кроме того, такому дирижаблю не нужны закрытые эллинги и причальные мачты, что резко снижает стоимость обслуживающей инфраструктуры. Дискообразная форма корпуса позволяет осуществлять полёт при боковом и встречном ветре в 20 м/с.

Дирижабль «Термоплан».Термоплан

Возможно, испытания дискообразных дирижаблей и стали причиной множества легенд о летающих тарелках.

Дирижабли в США!

Разработка дирижаблей в США, Пентагоном, ведётся по двум направлениям. С одной стороны, создаются небольшие дешёвые аэростаты и дирижабли тактического назначения, с другой стороны - ведутся работы по проектированию стратосферных дирижаблей стратегического назначения.

Так, в начале 2005 года, американские военные объявили об испытаниях на полигоне в Аризоне мини-аэростата «Combat SkySat Phase 1», который позволил связаться наземным службам на расстоянии в 320 км. Масса мини-аэростата около 2 кг, при массовом производстве стоимость может составлять около 2000 USD.

Военным американским дирижаблям найдётся применение и в разрабатываемой программе Future Combat Systems. Именно с помощью дирижаблей высокой грузоподъёмности США планируют перебрасывать технику к местам военных конфликтов.

В феврале 2005 года в Ираке Пентагон провёл испытания дирижабля «MARTS» (Marine Airborne Re-Transmission Systems), который снабжён аппаратурой, позволяющей поддерживать связь с подразделениями в радиусе 180 км. Он способен противостоять ветру до 90 км/час и в течение двух недель висеть в воздухе без наземного обслуживания.

Американская компания «JP Aerospace» готовит к испытаниям 53-метровый V-образный дирижабль «Ascender». Первый полёт предусматривает подъём на высоту около 30 км и возвращение на землю. В случае успешных испытаний Пентагон предполагает возможность открыть финансирование на постройку крупного трёхкилометрового V-образного дирижабля стратосферного назначения.

Дирижабль! Особенности дирижаблестроения!

Поскольку дирижабль является летательным аппаратом легче воздуха, то он будет «плавать» в воздухе за счёт выталкивающей силы, если его средняя плотность равна или меньше плотности атмосферы. Обычно в оболочку классического дирижабля закачивают газ легче воздуха (водород, гелий), при этом грузоподъёмность дирижабля пропорциональна внутреннему объёму оболочки с учётом массы конструкции.

На ранних дирижаблях весь газ помещали в оболочке с единым объёмом, с простыми стенками из промасленной или лакированной ткани. Впоследствии оболочки стали делать из прорезиненной ткани или других (синтетических) материалов однослойными или многослойными для предотвращения утечек газа и увеличения их срока службы, а объём газа внутри оболочки стали разделять на отсеки - баллоны.

В современном дирижаблестроении для изготовления оболочки дирижабля считается перспективным применение прочных стеклопластиков и металлопластиков.

Современные дирижабли могут быть оснащены системой управления подъёмной силой, в которой может использоваться аэродинамическая подъёмная сила оболочки, возникающая при увеличении угла её атаки, а также путём сжатия атмосферного воздуха и хранения его в баллонетах внутри оболочки или выпуска его из баллонетов. Кроме того, в состав оболочки обязательно включаются газовые (для несущего газа) предохранительные клапаны (для предупреждения разрыва оболочки из-за увеличения растягивающих оболочку сил при увеличении высоты полёта и при увеличении в ней температуры), а также предохранительные воздушные клапаны на воздушных баллонетах. Газовые клапаны открываются только после того, когда полностью опорожнятся воздушные баллонеты.

На первых дирижаблях полезный груз, экипаж и силовую установку с запасом топлива размещали в гондоле. Впоследствии двигатели были перенесены в мотогондолы, а для экипажа и пассажиров стала выделяться пассажирская гондола.

Кроме оболочки, гондол и движителя в конструкции классического дирижабля предусмотрена обычно простейшая гравитационная и аэродинамическая система управления ориентацией и стабилизацией аппарата. Гравитационная система может быть как пассивной, так и активной. Пассивная гравитационная стабилизация осуществляется по тангажу и крену даже при нулевой скорости полёта, если гондола (гондолы) установлена ниже (в нижней части) оболочки (смотрите рисунки 2 и 3). При этом, чем больше расстояние между оболочкой и гондолой, тем больше устойчивость аппарата к возмущающим воздействиям. Активная гравитационная стабилизация и ориентация обычно осуществлялась по тангажу путём перемещения вперёд или назад (вдоль продольной оси аппарата) некоторого груза или балласта, причём, чем жёстче конструкция аппарата, тем управляемость лучше. Аэродинамическая же стабилизация и ориентация аппарата осуществляется по тангажу и курсу (рысканию) при помощи хвостового оперения (аэродинамических стабилизаторов и рулей) только при значительной скорости его полёта. При незначительной скорости полёта эффективность аэродинамических рулей недостаточна для обеспечения хорошей маневренности аппарата. На современных дирижаблях всё чаще применяется активная автоматическая система ориентации и стабилизации по трём его строительным осям, где в качестве исполнительных органов системы применяются поворотные винтовые движители.

Устройства причаливания на первых аппаратах представляли гайдропы - тросы по 228 или больше метров длиной, свободно свисающие с оболочки. При снижении дирижабля до необходимой высоты многочисленная причальная команда хваталась за эти тросы, притягивая дирижабль к точке посадки. Впоследствии для причаливания дирижаблей стали строить причальные мачты, а сами аппараты снабжать автоматическим причальным узлом.

Дирижабли! Типы дирижаблей!

Дирижабли, изготавливаемые и эксплуатируемые в разные времена и до настоящего времени, различаются по следующим типам, назначению и способам.

По типу оболочки: мягкие, полужёсткие, жёсткие.

По типу силовой установки: с паровой машиной, с бензиновым двигателем, с электродвигателем, с дизелями, с газотурбинным двигателем.

По типу движителя: крыльевые, с воздушным винтом, с импеллером, реактивные.

По назначению: пассажирские, грузовые, военные.

По способу создания архимедовой силы: наполнением оболочки газом легче воздуха, подогревом воздуха в оболочке (термодирижабли), вакуумированием оболочки, комбинированные.

По способу управления подъёмной силой: стравливание подъёмного газа, изменение температуры подъёмного газа, закачка/стравливание балластного воздуха, изменяемый вектор тяги силовой установки, аэродинамический.

Дирижабли! Полёт дирижабля!

В полёте классический дирижабль обычно управляется одним или двумя пилотами, причём первый пилот в основном поддерживает заданный курс аппарата, а второй пилот непрерывно следит за изменением угла тангажа аппарата и вручную с помощью штурвала либо стабилизирует его положение, либо изменяет угол тангажа по команде командира. Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль рулями высоты или поворотом мотогондол - движители тогда тянут его вверх или вниз.

Дирижабли! Причаливание дирижабля!

При причаливании дирижабля находящиеся на земле люди подбирали сброшенные с разных точек дирижабля канаты и привязывали их к подходящим наземным объектам.

Крупные классические дирижабли 1930-х годов практически не были приспособлены к посадке на не оборудованную площадку, как это может сделать, например, вертолёт. Данные эксплуатационные ограничения вызваны несоизмеримостью управляющих воздействий и ветровых возмущений, то есть из-за недостаточной манёвренности.

С вершины причальной мачты сбрасывали гайдроп, который прокладывали по земле по ветру. Дирижабль подходил к мачте с подветренной стороны, и с его носа также сбрасывали гайдроп. Люди на земле связывали эти два гайдропа, и затем лебёдкой дирижабль подтягивали к мачте - его нос фиксировался в стыковочном гнезде. Причаленный дирижабль может свободно вращаться вокруг мачты, как флюгер.

Причальная башня с дирижаблем.

При взаимодействии дирижаблей с флотом использовались специальные судна-матки, оборудованные причальными мачтами.

Преимущества и недостатки дирижаблей!

Преимущества:

Большие грузоподъёмность и дальность беспосадочных полётов.

В принципе, конструктивно достижима более высокая надёжность и безопасность, чем у самолётов и вертолётов. Даже в крупных катастрофах дирижабли показали высокую выживаемость людей.

Меньший, чем у вертолётов, удельный расход топлива и, как следствие, меньшая стоимость полёта в расчёте на пассажиро-километр или единицу массы перевозимого груза.

Размеры внутренних помещений могут быть очень велики.

Длительность нахождения в воздухе может измеряться неделями.

Дирижаблю не требуется взлётно-посадочной полосы (но зато требуется причальная мачта) - более того, он может вообще не приземляться, а просто «зависнуть» над землёй (что, впрочем, осуществимо только при отсутствии сильного бокового ветра).

Недостатки:

Относительно малая скорость по сравнению с самолётами и вертолётами (как правило до 160 км/ч) и низкая маневренность - в первую очередь из-за малой эффективности аэродинамических рулей в канале курса при малой скорости полёта и из-за малой продольной жёсткости оболочки.

Сложность приземления из-за низкой манёвренности.

Зависимость от погодных условий (особенно при сильном ветре).

Очень большие размеры требуемых ангаров (эллингов), сложность хранения и обслуживания на земле.

Относительно высокая стоимость обслуживания дирижабля, особенно больших размеров. Как правило, для современных малых дирижаблей требуется так называемая причально-стартовая команда, составляющая от 2 до 6 человек. Американские военные дирижабли 1950-1960-х годов требовали усилий около 50 матросов для надёжной посадки, и поэтому после появления надёжных вертолётов они были сняты с вооружения.

Относительно низкая надёжность и долговечность оболочки.

Современное дирижаблестроение!

Современные технологии позволяют создавать модели дирижаблей, уменьшая многие присущие им ранее недостатки!

Это позволяет современным дирижаблям решать важные и сложные задачи!

И конечно, дирижабли будущего расширят существующие горизонты в области дирижаблестроении!

Дирижабли и дирижаблестроение! Дирижабль - управляемый!

Дирижабль относится к классу летательных аппаратов и по конструкции идентичен воздушному шару. В числе его отличительных особенностей находится большая грузоподъемность, способность длительного пребывания в воздушном пространстве, невысокая стоимость и причаливание на любую площадку. Единственным огорчением служит невысокая скорость км/ч, ограниченная 20 единицами. С развитием мощных моделей воздушных аппаратов, в современном обществе усиливается интерес, кто создал первый дирижабль и где их можно использовать. Это очень красивые и мощные машины, переживающие сегодня второе рождение. На фото – современный отечественный дирижабль.

Как все начиналось

Как следует из летописи, первый дирижабль в мире, управляемый французом Анри-Жак-Жираром, поднялся в небо над Версалем в сентябре 1852 года. Длина веретенообразной формы, оснащенной паровым двигателем, достигала 4,4 м. В тот период многие страны стали создавать свой дирижабль первый полет их чудо-аппаратов зафиксирован в истории:

• Дирижабль Дюпона де Лом стартовал в 1872 году.
• Механик из Германии Генлейн оборудовал воздушное судно газовым двигателем, благодаря которому скорость увеличилась до 19 км/час.
• «Франция» - один из первых дирижаблей, построенных в Европе, на котором братья Тиссадьеустановили аккумуляторные батареи.

Дирижабль "Франция"

• В Германии воплощение идеи принадлежит разведчику Фердинанду фон Цеппелину, представившего новую разработку в 1900 году. На протяжении всей своей жизни граф Цеппелин совершенствовал свои проекты, а в 1911 году создал пассажирский дирижабль «Эрзац Дойчланд», способный разместить на борту 20 человек. С той поры дирижабль графа стал именоваться цеппелином.
• Впервые двигатель внутреннего сгорания был установлен капитаном Костовичем на дирижабль «Россия». Сам двигатель находится в музее Монино.

Дирижаблестроение в России

Дерзновенная мечта о полетах согревала души не одного поколения людей, живущих на земле. Ещё задолго до наступления эпохи воздухоплавания Петр Великий, он был уверен, что внуки покорят голубой купол.

Первый дирижабль в России «Кречет»

Толчком к развитию летательных аппаратов послужила Крымская война, после которой в 1869 году была создана специальная комиссия, курировавшая изобретения аэростата, используемого в военных целях.1 августа 1970 принято считать днем рождения военного воздухоплавания, однако, первый дирижабль в России под названием «Кречет» появился лишь в 1909 году. Затем были созданы «Ястреб», «Сокол» и «Голубь». В 1911 году страна занимала третью позицию в этой области.

Дирижаблестроение в СССР активно развивалось в 20-30 годах, в те годы появился «Осоавиахим», которым управлял сам Умберто Нобиле. Скорость его достигала 113 км/ч, вместимость – 20 человек.

С появлением самолетов спрос на неповоротливые модели резко снизился. Однако, в годы Второй мировой войны они десятками зависали над городами, срезая тросами крылья у вражеских штурмовиков.

Дирижабли первой мировой

Перспективность дирижаблей в военных целях была настолько очевидной, что оснащение армий началось задолго до начала военных действий. Целые флотилии судов использовались в роли грузовых транспортировщиков, разведчиков и бомбардировщиков. В этой сфере лидировала Россия (более 20 штук), за ней – Германия (18) и Австро-Венгрия (10). При этом, «Астру», «Буревестник» и «Кондор» Россия закупила за рубежом, а остальные суда построила на Ижорском и Балтийском заводах. Отечественные инженеры считали, что недорогой мягкий дирижабль лучше, чем громадный прототип, в который легче попасть с земли и поджечь.

Чем заполняли первые дирижабли

Аппараты изначально работали на водороде, который, легче воздуха, а в последующем его заменил и гелий. Именно водород тал причиной гибели «Гинденбурга» , летевшего с пассажирами через Атлантику и считавшегося самым большим судном в Германии.

Дирижабли - огромные заполненные газом конструкции - появились в начале XX века. В течение нескольких десятилетий все воспринимали их с энтузиазмом и считали практичным и эффективным решением для перевозки с комфортом большого количества людей или перевозки военных грузов. Но в 1930-х случилась трагедия, которая в корне изменила отношение к дирижаблям. Сегодня же, по прошествии почти века дирижабли снова возвращаются на арену, но уже в новом обличье.

Гибель «Гинденбурга» 6 мая 1937 года стала концом эпохи дирижаблей. Вид гигантского немецкого цеппелина, падающего в пламени возле Лейкхерста, Нью-Джерси, испугал людей. Дирижабль сгорел в считанные секунды, погибло 35 из 97 пассажиров, а фотографии и кинохроники жуткого события вызвали шок у людей по всему миру.

Неудивительно, что популярность полетов в массивных конструкциях, заполненных газом, упала до нуля, и индустрия так и не восстановилась. Но мечта о путешествиях в аппаратах легче воздуха не умерла до сих пор. Поэтому правительственные агентства и частные компании продолжают экспериментировать с огромными дирижаблями по сей день.

1. Aeroscraft ML866

Инженеры Aeroscraft Corporation взялись за колоссальную задачу - построить дирижабль с внутренним пространством площадью 465 квадратных метров.

Презентуемый как «летающая яхта», Aeroscraft ML866 в настоящее время пребывает в стадии постройки, и будет завершен в 2020 году. Генеральный директор и главный инженер компании Игорь Пастернак заявил, что размеры дирижабля составят 169 метров в длину и 29 метров в ширину. Для сравнения, размеры «Гинденбурга» составляли 245 метров в длину и 41 метр в ширину, а внутренняя полезная площадь - около 557 квадратных метров.

В баллоны Aeroscraft ML866 будет закачан гелий, а не легковоспламеняющийся водород, который вызвал пожар на «Гинденбурге».

При эксплуатации новый дирижабль сможет достичь крейсерской высоты 3 658 метров и сможет пролететь до 5 000 километров. Заявленная грузоподъемность - 66 тонн.

2. Airlander 10

В настоящее время крупнейший в мире летательный аппарат на гелии является Airlander 10 - спроектированный и изготовленный британской компанией Hybrid Air Vehicles аппарат, который объединяет в себе технологии вертолетов и самолетов. В длину он достигает 92 метра (для сравнения, самый большой пассажирский самолет Airbus A380 длиной всего 71 метр).

Крейсерская высота полета дирижабля составляет 6 100 м, при этом он может находиться в полете до двух недель без каких-либо людей на борту и около пяти дней с экипажем. Airlander 10 может взлетать и приземляться «почти с любой поверхности». Заявленная грузоподъемность - 9 980 килограммов.

Airlander 10 отправился в свой первый полет 17 августа 2016 года, пролетев за 19 минут 10 километров в Бедфордшире, Великобритания. При этом он достиг высоты 152 м.

3. Fireball finder

После того, как 22 апреля 2012 года в калифорнийское побережье врезался прилетевший из космоса «огненный шар размером с микроавтобус», команда ученых поднялась на борт «Цеппелин Эврика» , чтобы совершить круиз по предгорьям гор Сьерра-Невады и найти фрагменты метеорита на земле.

3 мая того же года исследователи из NASA и Института поисков внеземного интеллекта (SETI) поднялись на высоту 300 м на дирижабле, длина которого составляла 75 м (немногим больше самолета Boeing 747). В течение 5-часового полета они искали кратеры, которые могли отмечать места, где врезались в землю куски метеорита.

4. Walrus

В рамках программы Walrus в Управлении перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) разрабатывается гибридный дирижабль, который будет тяжелее воздуха, а подъемную силу он будет генерировать посредством сочетания аэродинамики, вектора тяги и генерации летучего газа.

Представители DARPA заявили, что эти современные дирижабли предназначены с помощью передовых технологий преодолеть проблемы проектирования, с которыми сталкивались дирижабли в более ранние эпохи.

5. The Falcon Project

Может ли дирижабль окончательно решить загадку предполагаемого существования неуловимого гуманоида, известного как «Бигфут» или «снежный человек». Операторы проекта Falcon думают, что это возможно.

С этой целью представители проекта Falcon объявили в 2012 году, что они начнут поиск двуногого зверя, запустив развернув дистанционно управляемый наполненный гелием летательный аппарат, чтобы наблюдать с неба за лесами, где якобы видели это существо. Построенный на заказ 14-метровый Aurora Mk II будет охотиться Бигфутом, сканируя ландшафт с помощью антенн и камер с высоким разрешением, которые снимают в разных диапазонах и спектрах.

6. Рыбоподобный дирижабль

В отличие от цеппелинов, у дирижаблей нет внутренней основы, поддерживающей их «кожу», и они сохраняют свою форму исключительно из-за давления газа, который раздувает их изнутри. Подобная гибкость побудила исследователей начать разрабатывать тип силовой установки, в которой используются искусственные мышцы, чтобы продвигать дирижабль по воздуху, подобно тому, как рыба плывет в воде. Так называемые мышцы - это эластичные полимерные пленки (EAP), которые расширяются и сжимаются при столкновении с электричеством.

7. Zeppelin NT

В 2008 году дизайнерская компания Airship Ventures в Калифорнии приобрела 12-пассажирский цеппелин стоимостью 12 миллионов долларов - Zeppelin NT, построенный немецкой компанией Zeppelin Luftschifftechnik GmbH для использования в экскурсионных целях.

Цеппелины вернулись в небеса Германии в 1997 году, когда был запущен первый прототип Zeppelin NT, а это первый цеппелин, который появится в Калифорнии с 1930-х годов (тогда здесь небеса бороздили воздушные корабли US Navy Macon и USS Akron).

Воздушные корабли Zeppelin NT длиной 75 м значительно короче массивного «Гинденбурга» (245 м). Кроме того, в отличие от «Гинденбурга», современные цеппелины накачаны гелием, который несколько менее летучий, чем водород, но также гораздо менее огнеопасен.

Впрочем, на разработке одних только дирижаблей современные конструкторы не останавливаются. Одной из последних разработок стал , когда это действительно необходимо.

Когда-то дирижабли были основным видом воздушного транспорта. Именно их в первой половине ХХ-го века часто использовали для пассажирских перевозок. Впрочем, с течением времени их стали вытеснять самолеты. Однако дирижабли и теперь активно используются людьми и отказываться от них никто не собирается.

Существует версия, что первые дирижабли были спроектированы еще в Древней Греции. Якобы над их созданием думал даже сам Архимед. Как бы то ни было, но никаких подтверждений тому, что в Древней Греции существовало воздухоплавание, у нас нет. Так что родиной дирижабля считается Франция, которую в XVIII-м веке захватила настоящая воздухоплавательная лихорадка. Началось все со знаменитых братьев Жака-Этьенна и Жозефа-Мишеля Монгольфье, которые в 1783-м году совершили первый полет на воздушном шаре. Вскоре изобретатель Жак Сезар Шарль предложил свой проект аэростата, наполненного водородом и гелием.

Следом появились еще несколько проектов, а затем на авансцену вышел Жан-Батист Мёнье — математик и военный, который и считается «отцом» дирижабля. Он создал проект аэростата, который поднимался бы в воздух при помощи трех воздушных винтов. Согласно идеям Мёнье, такой аппарат мог бы достичь высоты в два-три километра. Использовать его ученый предлагал для военных целей, в первую очередь, для разведки. Впрочем, в 1793-м году Мёнье погиб, так и не доводя свой грандиозный проект до ума. Но идеи его не пропали, хотя и канули в лету примерно на полгода. Новый прорыв произошел в 1852-м, когда другой француз Анри Жиффар совершил первый в истории полет на дирижабле.

Анри Жиффар. (wikipedia.org)

Сведений о том, сколько времени он продержался в воздухе и какое расстояние сумел преодолеть, не сохранилось. Однако известно, что в основу его проекта легли идеи Мёнье, а сам полет едва не закончился гибелью воздухоплавателя. И все же дирижабли с паровым двигателем не прижились. В следующие два десятилетия подобные полеты совершались редко. В 1901-м году изобретатель Альберто Сантос-Дюмон облетел на дирижабле Эйфелеву башню.

Вокруг Эйфелевой башни. (wikipedia.org)

Это событие широко освещалось французскими газетам, причем журналисты подавали его как сенсацию. Век дирижаблей начался чуть позже, когда в воздухоплавание стали внедрять технологию двигателя внутреннего сгорания.

Толчок к бурному развитию строительства дирижаблей дал немецкий изобретатель Фердинанд фон Цеппелин, имя которого носят, пожалуй, самые известные дирижабли первой половины ХХ-го века. Он сконструировал три модели таких аппаратов, но всякий раз их приходилось дорабатывать.

Модель дирижабля. (wikipedia.org)

Строительство стоило немалых денег, начиная работу над последним из своих дирижаблей LZ-3. Цеппелин отдал в залог дом, землю и ряд семейных драгоценностей. В случае провала его ждало разорение. Но тут, как раз, его ждал успех. Аппарат LZ-3, совершивший первый полет в 1906-м году, заметили военные, которые сделали Цепеллину крупный заказ. Так, спустя более века, осуществилась идея Мёнье, который хотел использовать дирижабли для нужд военных.

Так оно и произошло. Первая мировая превратила дирижабли в поистине страшное оружие. Подобные аэростаты уже стояли на вооружении у всех стран-участниц конфликта, но наибольших успехов в этом направлении достигла Германская Империя.

Немецкий дирижабль. (wikipedia.org)

Немецкие дирижабли развивали скорость до 90 километров в час, легко преодолевали 4−5 тысяч километров и могли обрушить на противника несколько тонн бомб. Это выгодно отличало их от легких самолетов, которые редко несли больше пяти бомб. Известно, что 14 августа 1914-го года один немецкий дирижабль едва не сравнял с землей бельгийский город Антверпен. В результате бомбардировки было разрушено более тысячи зданий.

Но дирижабли применялись и в мирных целях. Например, для перевозки грузов. Такой аппарат мог легко доставить по воздуху 8 — 12 тонн багажа. Вслед за грузовыми перевозками возникла и идея перевозок пассажирских. Первая пассажирская линия заработала в 1910-м году. Дирижабли начали выполнять рейсы из Фридрихсхафена в Дюссельдорф. Вскоре пассажирские перевозки заработали во Франции и Великобритании. Бурное развитие отрасли продолжилось и после войны. Так в конце 20-х годов ХХ-го века дирижабли стали выполнять трансатлантические пассажирские перелеты. В 1928-м году легендарный немецкий дирижабль «Граф Цепеллин» совершил первое в истории кругосветное путешествие на аэростате. Закат золотого века наступил в 1937-м голу, после печально известной катастрофы дирижабля «Гинденбург», который выполнял рейс из Германии в США.

Катастрофа «Гинденбурга». (wikipedia.org)

При посадке аппарата произошло возгорание, в результате которого дирижабль рухнул на землю (это произошло в окрестностях Нью-Йорка). Погибло 40 человек, а газеты и специалисты по авиации и воздухоплаванию всерьез заговорили о том, что полеты на дирижаблях могут быть небезопасны.

Российская Империя не отставала от Европы в плане воздухоплавания. Уже в конце XIX-го века в стране стали стихийно возникать любительские общества, члены которых пытались сконструировать свои дирижабли. Проекты таких аэростатов предлагали Константин Циолковский и знаменитый в будущем конструктор боевых самолетов Игорь Сикорский.

Первый полет дирижабля в России датируется примерно серединой 1890-х годов. Хотя эти сведения неточны. Интерес общества к дирижаблям не ускользнул от внимания государства. Строительство дирижаблей для нужд армии и других министерств началось уже в 1900-х годах. К моменту начала Первой мировой Российская империя имела 18 боевых дирижаблей. В Советском союзе дирижабли были менее популярны, чем в Европе. Регулярных пассажирских перевозок не существовало, хотя прибытие в Москву «Графа Цеппелина» широко освещалось в советских средствах массовой информации.

Российский дирижабль. (wikipedia.org)

В современной России дирижабли отнюдь не забыты. Более того, все чаще появляются проекты внедрения дирижаблей в систему общественного транспорта. Так, осенью 2014-го года в Якутии обсуждался вопрос о создании альтернативных видов транспорта для российского Севера. Решить эту проблему могли бы дирижабли. Комплектующие к ним сейчас производит российский холдинг «КРЭТ», входящий в структуру «Ростеха».

Неверно было бы думать, что в современном мире дирижаблям нет места и что увидеть их можно только в музеях. Это не так. Безусловно, дирижабли проиграли самолетом борьбу за господство в воздухе. Да, пассажирские перевозки на дирижаблях осуществляются редко и, в основном, в экскурсионных целях. Но на самом деле сфера применения этих аэростатов все еще очень широка: это может быть аэрофотосъемка, мониторинг с воздуха, обеспечение безопасности на мероприятиях. Аэростаты, к примеру, охраняли воздушное пространство на Олимпийских играх в Сочи. Могут они применяться и для оперативного определения лесных пожаров. Для таких вариантов использования аэростат должен быть надежно забазирован на одном месте. Для этого применяются поддерживающие устройства — спецмашины на которых установлена система тросов, позволяющая удерживать дирижабль как на земле, так и во время его подъема в небо. В настоящее время единственным отечественным производителем таких устройств является холдинг «Технодинамика», который входит в Госкорпорацию «Ростех». Конструкция называется «Арагвиа-Уау». Что же касается дирижаблей, то они по-прежнему производятся во многих странах мира, в том числе и в России. Полностью отказываться от этих аэростатов люди, пока, не хотят.