Наперекор стихии. Оружие легче воздуха ч.2

Попытки заставить воздушный шар двигаться в желаемом направлении, т. е. создать управляемый аэростат, были сделаны почти сейчас же после первых полетов. Уже в 1784 году, т. е. всего спустя год после первых удачных испытаний, француз БЛАНШАР построил аэростат, приводившийся в движение с помощью особых воздушных весел. Попытка эта потерпела полную неудачу. Несколько более правильной по замыслу была попытка бр. Робер, которые построили аэростат продолговатой формы. Однако отсутствие в те времена пригодных двигателей заставило и этих опытных строителей прибегнуть к помощи человеческой мускульной силы. При таких условиях попытка эта тоже не могла дать хороших результатов.

В области воздухоплавания, как и в других областях техники, для успеха такой работы, кроме научных познаний и таланта изобретателя, необходимы были технические средства, т. е. материалы, станки, приборы и т. д. Необходимы также работники, умеющие обращаться с такими материалами и станками и могущие выполнить идеи изобретателя. Этим объясняется то, что в течение почти 70 лет со времени первых попыток дело управляемого воздухоплавания не двигалось вперед. За этот срок были изобретены пароходы, железные дороги и большое число паровых двигателей, исполнявших разные работы. Все это нашло себе отклик и во воздухоплавании. В 1852 году выдающийся французский инженер ЖИФФАР построил небольшой аэростат правильной продолговатой формы . Приводить в движение этот воздушный корабль должна была легкая паровая машина, весившая с котлом и топкой около 9-ти пудов и развивавшая 3 лошадиных силы.

Машина приводила в действие трехлопастный воздушный винт 11 футов в диаметре, делавший 110 оборотов в минуту. Сам аэростат имел в длину 143 фута, в диаметре 39 футов; емкость его была 75000 куб. футов. Первое испытание его было произведено в 1852 году и прошло вполне успешно. Аэростат отлично слушался рулей и двигался в желаемом направлении, развивая скорость до 10 верст в час. Полет, продолжавшийся несколько часов, прошел вполне благополучно, причем к вечеру аэростат самостоятельно возвратился к месту вылета в Париж .

После этой первой крупной удачи инженер Жиффар, один из самых замечательных изобретателей, работавших в области воздухоплавания в 19 столетии, построил еще несколько управляемых аэростатов средней величины и под конец задумал создать огромный быстроходный воздушный корабль в 2000 фут. длиною. Но этому проекту не суждено было осуществиться, т. к. изобретатель ослеп и покончил жизнь самоубийством.

Следующим шагом в деле развития управляемого воздухоплавания были работы двух французских офицеров - РЕНАРА и КРЕБСА, долгое время работавших над усовершенствованием аэростата с электрическим двигателем. Они выработали новый тип легкой электрической батареи, доставлявшей ток. Батарея эта давала до одной лош. силы на каждые 100 фунтов своего веса. Электрический двигатель был разработан при содействии известного изобретателя динамо-машины - ГРАММА. Двигатель развивал 9 лош. сил и весил около 6 пудов. Прежде чем приступить к постройке настоящего аэростата, эти изобретатели произвели большое число опытов, изучая, какую форму нужно придать оболочке, чтобы получить наибольшую скорость, как правильнее сделать винт, чтобы он при том же двигателе тянул как можно сильнее, и т. д. Серьезная подготовительная работа, выполненная в течение нескольких лет этими изобретателями, внушила доверие к ним. Французское правительство выдало необходимую сумму денег, и в 1884 году этот проект был построен. Это был первый аэростат, который оказался способным вернуться к месту вылета против небольшого ветра. До тех пор самый небольшой ветер уже служил непреодолимым препятствием. Аэростат Ренара и Кребса, названный ими «La France» («Франция»), совершил всего 7 воздушных поездок, причем в 5 из них он был в состоянии дойти до указанного ему заранее места и вернуться назад.

Таким образом, это был первый воздухоплавательный аппарат, действительно двигавшийся туда, куда этого желали находившиеся на нем люди. Он развивал скорость свыше 20 верст в час. Опыты с ним были произведены в 1884 и 1885 годах. С теми техническими средствами и машинами, которые в то время были в распоряжении строителей, едва ли можно было сделать больше.

Под конец 19-го столетия были разработаны и получили большое распространение двигатели внутреннего сгорания, столь широко и успешно применяемые на автомобилях и моторных лодках. Этот же тип двигателя сделал возможным действительное осуществление воздухоплавательных приборов. Все без исключения управляемые аэростаты и летательные машины, оказавшиеся пригодными для настоящей практической службы наравне с пароходами и автомобилями, приводились в движение бензиновыми двигателями внутреннего сгорания. Бензиномотор и был тем главным инструментом, без которого нельзя было создать жизнеспособную летательную машину какого бы то ни было рода.

Примечания:

Такой управляемый аэростат с двигателем называется дирижаблем. (Прим. ред.)

1 пуд = 16,38 кг. (Прим. ред.)

Сегодня в XXI веке аэростат противовоздушной обороны парит над Вашингтоном с целью противодействия вероятному нападению.. Неожиданно в век гиперзвуковых ракет и боевых лазеров, не правда ли? Военное применение летательных аппаратов легче воздуха началось гораздо раньше, и конца ему не видно. Отбросив монгольфьеры, распространенные ныне в виде спортивного снаряжения – зимой так приятно греет мощная горелка… – сосредоточимся на аппаратах, наполненных легким газом.

Первоначально это был водород, получаемый воздействием слабого раствора серной кислоты на железную стружку – 1 декабря 1783 года физик Шарль и механик Робер совершили на нем первый полет. Естественно, тут же пришла мысль использовать технологическую новинку для военных целей – лейтенант военных инженеров Мёнье представил Французской академии наук в 1783 году сочинение: «О применении аэростата для военных целей». Дебют воздушного шара на поле боя состоялся в 1793 году у Валенсии и не был особенно удачен. Хотя год спустя применение привязных аэростатов у Флерюса помогло республиканскому генералу Журдаку разгромить войска контрреволюционной коалиции…

Привязные аэростаты (aérostats ballons captifs) применяли северяне в Гражданскую войну. Ну а в Первую мировую технология привязных воздушных шаров достигла совершенства – мощные лебедки, смонтированные на автомобилях, позволяли выбирать трос со скоростью 6-7 метров в секунду, что обеспечивало оперативный подъем наблюдателя на высоту до 2500 метров. А по мере того, как в моду вошли налеты на Лондон сначала цепеллинов, а потом и бомбардировщиков, над британской столицей вознеслись сети, поднятые аэростатами заграждения.

Использовалась такая технология и во Второй мировой, и над Лондоном, и над нашими городами опять поднимали аэростаты заграждения. А сегодня аэростат противовоздушной обороны парит над Вашингтоном. Точнее – над Абердинским полигоном в штате Мэриленд. Но – контролируя воздушное пространство над столичным Вашингтоном и округом Колумбия. (JLENS deployed to monitor Washington DC) Воздушный шар на веревочке. Неожиданно в век гиперзвуковых ракет и боевых лазеров, не правда ли? Почему вернулись вдруг технологии Века Просвещения?

Причиной этого было сделанное весной минувшего года признание командующего НОРАД генерала Чарльз Джейкоби о том, что объединенная система ПВО североамериканского континента – видимо, уделив слишком много времени контролю за передвижениями Санта-Клауса – столкнулась с серьезными затруднениями в вопросе противостояния угрозе крылатых ракет, особенно запускаемых с российских подводных лодок. (Could the U.S. Face a Cruise Missile Threat from the Gulf of Mexico?) Низколетящая, жмущаяся к рельефу цель, оказалась тем, что совсем не ждали встретить над своей территорией американские генералы…

А тут еще, увлекшись увлекательной и безопасной охотой с дронов на боевиков Исламского государства, военные НАТО утратили былые навыки противолодочных операций – британская Guardian сомневается в возможности эффективного противодействия российским лодкам класса Akula или Akula II, имеющих обычай на Рождество скромно пересечь Атлантику и выйти на удобную для пуска позицию у берегов США (US and Russia in danger of returning to era of nuclear rivalry). Вспомним – мир в эпоху Холодной войны сохранялся, благодаря тому, что полетное время шахтных МБР было заметно больше времени, необходимого на обнаружение пуска и выдачу команды на ответный залп.

Скрытный выход субмарин на пусковые позиции в сочетании со скрытностью отечественных крылатых ракет нового поколения (точных данных о них западная открытая пресса не приводит – похоже они сильно нервируют тамошних военных…) эти странички из Ядерного Букваря вычеркивает. О факте применения такого оружия можно узнать только когда сработают их боеголовки… А ведь – как пишет уважаемый экономист Аузан – противник может в ситуации цугцванга не иметь другого выхода, кроме нападения. Так что американские военные для защиты своей столицы были вынуждены обратиться к технологиям далекого прошлого.

Впрочем, разработка системы JLENS – Joint Land Attack Cruise Missile Defense Elevated Netted Sensor System, Защиты от крылатых ракет с использованием сенсоров на привязных аэростатах, дальновидно началась фирмой Raytheon еще в 1994 году, когда ельцинская Россия ревностно истребляла свой оборонный потенциал… Истрачено на нее было $ 1,4 млрд. В результате создана система воздушных шаров, способных поднимать на высоту 3000 метров радар загоризонтного (как мечталось французским лейтенантам Старого Режима) обнаружения целей и радар системы управления огнем, общей массой около 3 тонн. Точную привязку положения радаров – аэростат будет мотаться на тросе – дает, естественно, GPS.

Данные на землю доставляются по оптоволоконному кабелю, дальнейший обмен идет по протоколу TADIL J, что позволяет осуществлять цифровое целеуказание для зенитных батарей и истребителей ПВО. После первого полета, состоявшегося 27 декабря 2014 года, началась интеграция аэростатов JLENS с NORAD и US Northern Command (NORTHCOM), которым локаторы будут сообщать данные о потенциальных угрозах в радиусе 295 морских миль. Где-то с апреля текущего года JLENS должны будут заступить на полноценное боевое дежурство.

Так что в международной обстановке, чреватой цугцвангом и вытекающими из него последствиями, американские военные надеются обеспечить безопасность путем применения технических систем, основывающихся на технологиях более чем двухвековой давности. Забыв, к сожалению, что причины у войн – социально экономические, и что именно там и следует решать пути их предотвращения. Хорошо бы, чтобы политики нынче оказались дальновиднее, чем в 1914-м. Впрочем, в романе известного американского фантаста Дэвида Брина «Existence» (2012), инопланетные посланники на вопрос о грядущей участи земной цивилизации ответили – «What? You thought yours would survive?»…

Изобретатель : Этьен и Жозеф Монгольфье
Страна : Франция
Время изобретения : 5 июня 1783 г.

С глубокой древности люди мечтали подняться в воздух, чтобы парить там подобно птицам. Именно им они подражали в своих первых попытках оторваться от земли. Но, увы… Многочисленные опыты с искусственными крыльями давали один и тот же результат - человек не мог взлететь, как ни старался.

В средние века, когда открыта была способность горячего воздуха поднимать легкие тела, появилась идея использовать его для подъема человека. Несколько остроумных конструкций аэростата были предложены разными учеными на протяжении XVI-XVII веков. Однако реально эти идеи воплотились в жизнь только в конце XVIII века.

В 1766 году Кавендиш открыл водород - газ, который в 14 раз легче воздуха. В 1781 году итальянский физик Кавелло провел опыты с мыльными пузырями, наполненными водородом - они легко уносились в высоту. Таким образом, был разработан принцип аэростата. Оставалось найти материал для его оболочки. Это удалось не сразу. Все используемые прежде ткани были или слишком тяжелы, или пропускали через себя водород.

Задачу удалось разрешить парижскому профессору Шарлю, который придумал сделать оболочку из шелка, пропитанного каучуком. Но прежде, чем Шарль успел приступить к строительству аэростата, свой воздушный шар запустили братья Этьен и Жозеф Монгольфье, сыновья фабриканта из города Анонэ.

Братья Монгольфье не имели тех научных познаний, которыми обладал Шарль, но зато у них было много энтузиазма и настойчивости. Правда, их первые попытки были неудачны. Сначала они старались наполнить бумажный шар парами, потом дымом. Позже им попалось сочинение Пристлея о различных родах воздуха, в котором было много важных наблюдений о различных свойствах газов.

Вооружившись этими сведениями, Монгольфье попробовали наполнить шар водородом, но им не удалось изготовить оболочку, которая могла бы удержать этот легкий газ. К тому же водород стоил тогда довольно дорого. Оставив его, братья вернулись к своим опытам с воздухом. Они полагали, что из рубленой смеси соломы и шерсти должен образоваться при горении особый электрический пар, обладающий большой подъемной силой. Несмотря на абсурдность этого предположения, опыты с нагретым воздухом дали хороший результат.

Первый шар, объемом чуть более кубического метра, после наполнения горячим воздухом поднялся на высоту 300 метров. Вдохновленные этим успехом, братья приступили к изготовлению большого аэростата объемом около 600 кубических метров и диаметром 11 метров. Его шелковую оболочку изнутри оклеили бумагой. Над нижним его отверстием была укреплена решетка из виноградных лоз, на которой размещалась жаровня.

И вот 5 июня 1783 года при большом стечении народа состоялся пробный полет этого аэростата. На жаровне был разведен костер, и влажный горячий воздух поднял шар на высоту 2000 метров. Ликованию зрителей не было предела! Этот опыт вызвал огромный интерес в Европе. Парижской Академии было доставлено о нем донесение. В нем, однако, не сообщалось, чем Монгольфье наполнили свой аэростат - это составляло тайну изобретения.

Когда Шарль узнал об успешном полете монгольфьера (так стали называть шары, наполненные горячим воздухом), он с удвоенной энергией взялся за строительство своего аэростата. Искусные механики братья Роберы помогали ему. Оболочку диаметром 3, 6 м изготовили из прорезиненного шелка. Внизу она оканчивалась шлангом с клапаном, через который ее предстояло наполнить водородом.

По тем временам эта была непростая задача. Первое затруднение состояло в самом получении водорода. Для этой цели Шарль придумал следующий прибор: в бочку положили опилки и налили на них воды. На крышке бочки просверлили две дырки. В одну всунули кожаный рукав, соединенный с воздушным шаром, а в другую влили серной кислоты.

При этом, однако, обнаружилось, что реакция идет очень бурно, вода разогревается и в виде пара увлекается вместе с водородом внутрь шара. В воде находился раствор кислоты, которая начинала разъедать оболочку. Чтобы избежать этого, Шарль придумал пропускать получаемый водород через сосуд с холодной водой. Таким образом, газ охлаждался и одновременно очищался. Дело пошло успешнее, и на четвертый день работы установки шар был наполнен.

27 августа 1783 года на Марсовом поле состоялся запуск первого шарльера (так стали называть шары, наполненные водородом). Более 200 тысяч парижан присутствовало при этом небывалом зрелище. Шар стремительно взмыл вверх и через несколько минут был уже выше облаков. Но когда аэростат поднялся на высоту около 1 километра, его оболочка лопнула от расширившегося водорода и упала неподалеку от Парижа в толпу крестьян деревни Гонес, не имевших никакого понятия о причинах происходящего.

Большинство из них подумали, что свалилась Луна. Когда же крестьяне увидели, что чудовище лежит совершенно спокойно, они напали на него с цепами и вилами и в короткий срок страшно искололи и разорвали остатки шара. Примчавшийся из Парижа на место падения своего аэростата Шарль нашел лишь жалкие его лохмотья. Прекрасное творение рук человеческих, на которое было израсходовано около 10 тысяч франков, погибло безвозвратно. Впрочем, если не считать этого грустного финала, в целом опыт прошел успешно.

Одним из зрителей, присутствовавших при запуске 27 августа, был Этьен Монгольфье. Он принял своеобразный вызов Шарля и 19 сентября того же года в Версале перед глазами самого короля и бесчисленной толпы любопытных вместе с братом поднял в воздух шар диаметром 12, 3 м с первыми в мире воздухоплавателями. Этой чести удостоились баран, петух и утка. Через десять минут шар плавно опустился на землю.

После осмотра животных было обнаружено, что петух повредил крыло, и этого было достаточно для того, чтобы между учеными разгорелись жаркие споры о возможности жизни на больших высотах. Опасались, что живые существа могут задохнуться, если поднимутся на высоту более километра, ведь никто еще не исследовал эту таинственную атмосферу. На следующий строящийся монгольфьер король Людовик XVI приказал посадить двух преступников, находившихся в тюрьме.

Но честолюбивые Пилатр де Розье и маркиз д’Арланд убедили короля, что слава первых людей-воздухоплавателей не должна быть запятнана даже при неудачном подъеме. Эту честь король был вынужден предоставить им. 21 ноября 1783 года огромный монгольфьер высотой 21 метр с двумя смельчаками поднялся из замка Ла-Мюэт в окрестностях Парижа и достиг высоты 1000 метров, открыв новую страницу в истории человечества. Оба аэронавта не сидели сложа руки, а поддерживали огонь на решетке в нижней части оболочки. Полет продолжался около 45 минут и закончился плавным спуском за городом на расстоянии 9 километров от места старта.

Однако профессор Шарль и братья Роберы тоже не теряли времени даром. Объявив подписку, они собрали 10 тысяч франков на изготовление нового шарльера для подъема двух человек. При конструировании своего второго аэростата Шарль придумал почти все снаряжение, которым пользуются воздухоплаватели и по сей день.

Оболочку диаметром 8 метров за три дня наполнили водородом, и 1 декабря 1783 года Шарль с одним из братьев Роберов, несмотря на грозившее им до последнего момента запрещение короля, вошли в подвешенную под шаром гондолу и попросили Этьена Монгольфье перерезать веревку, удерживающую шар. Полет продолжался 2 часа 5 минут на высоте 400 метров.

После приземления Шарль решил продолжать полет один. Облегченный (без Робера) шар взмыл на высоту 3000 метров. Через полчаса полета, выпустив часть водорода, Шарль совершил мягкую посадку. Выходя из гондолы, он поклялся «никогда больше не подвергать себя опасностям таких путешествий». Любопытно, что его соперники пришли к такому же решению. Этьен Монгольфье вообще ни разу за свою жизнь не поднялся в воздух, а его брат Жозеф решился на это только раз. Этот полет состоялся 5 января 1784 года, на монгольфьере находились, кроме Жозефа, Пилатр де Розье и еще пять человек. Шар был перегружен, и полет окончился не так удачно, как предыдущие; больше всех пострадал от падения сам создатель аэростата.

Однако пример первых воздухоплавателей оказался очень заразителен. Во многих странах Европы энтузиасты стали с увлечением строить аэростаты и отважно подниматься на них в воздух. В январе 1785 года знаменитый впоследствии аэронавт Бланшар перелетел через Ла-Манш из Англии во Францию, открыв, таким образом, эпоху воздушных путешествий.

Все позднейшие воздушные шары очень мало отличались от тех, что придумали Монгольфье и Шарль. Вообще, хотя братья Монгольфье первыми изготовили аэростат, настоящим его создателем следует считать все-таки Шарля, так как именно его конструкция оказалась наиболее практичной и удобной. Кроме того, Шарль изобрел веревочную сеть, охватывающую шар и передающую на него весовые нагрузки, изобрел клапан и воздушный якорь, первый применил песок в качестве балласта и приспособил для определения высоты.

Последующие аэронавты не прибавили ничего существенного к созданной им модели аэростата. Подобно Шарлю, они по сей день пользуются для заполнения шара дешевым водородом. Он взрывоопасен, однако имеет невысокую цену и обладает наибольшей подъемной силой (1 кубический метр создает подъемную силу 1, 2 кг).

Гелий, который в 40-50 раз дороже водорода, создает подъемную силу в 1, 05 кг. Нагретый же до 100 градусов воздух имеет подъемную силу всего 0,33 кг. Поэтому монгольфьеры при одной грузоподъемности с шарльерами имеют объем в 3-4 раза больше, кроме того, они должны нести топливо для горелки. Большая площадь поверхности монгольфьера способствует огромной потере тепла.

Полет любого аэростата подчиняется закону Архимеда - подъемная сила несущего газа, заполняющего оболочку, есть разница между весом воздуха, вытесненного оболочкой, и весом несущего газа. Чем меньше удельный вес газа, то есть чем он легче, тем большей подъемной силой обладает аэростат.

Из этого видно, что наибольшей подъемной силой обладал бы аэростат, имеющий внутри своей оболочки вакуум. Впервые идею такого аэростата предложил в 1670 году монах де Лана Терци. Эта идея до сих пор не осуществлена, но если бы удалось преодолеть атмосферное давление, которое будет сжимать шар с силой 10 тонн на каждый квадратный метр, она вполне могла бы дать свои результаты.

На большой высоте, где давление воздуха меньше, газ внутри оболочки начинает расширяться, распирать оболочку и в конце концов разрывает ее. Во избежание этого первые воздухоплаватели были вынуждены оставлять открытой трубку, через которую происходило заполнение шара водородом (аппендикс). Поднимаясь, аэростат «выдавливал» из себя через аппендикс избыток газа. Оболочке вследствие этого уже не грозил разрыв, но с утечкой газа уменьшалась подъемная сила аэростата. Приходилось облегчать гондолу, сбрасывая балласт.

Посадка аэростата всегда была опасным делом. Чтобы сделать ее менее рискованной, Шарль снабдил свой шар несколькими защитными приспособлениями. На экстренный случай он предусмотрел разрывное устройство, служившее для быстрого выпускания газа. Обычно, желая опуститься, аэронавт выпускал газ понемногу через специальный клапан, но при ветреной погоде существовала большая опасность, что шар с гондолой будет волочиться по земле, поэтому перед касанием земли пассажиры, потянув веревку, открывали большое отверстие для выхода газа.

Для уменьшения скорости спуска применяли гайдроп - толстый канат длиной 60-100 метров, который сбрасывали перед приземлением. При касании гайдропом земли вес аэростата уменьшался на вес гайдропа, находящегося на земле, и спуск несколько замедлялся. Маневрируя балластом, газовым клапаном и гайдропом, опытные воздухоплаватели могли довольно успешно регулировать высоту полета, взлетать и приземляться. Что касается направления полета, то тут аэронавт был в полной власти воздушных течений. Все попытки управлять полетом воздушного шара с помощью крыльев, весел или винтов, приводимых в действие человеком, оказались неэффективными.

Во многом вследствие этого практическая польза от воздухоплавания, учитывая колоссальные затраты на него (особенно в эпоху увлечения дирижаблями, которая пришлась на первую треть XX века), всегда была ничтожна. Но не следует судить об этом замечательном завоевании человеческого ума только с точки зрения практической выгоды. Аэростат впервые дал людям возможность оторваться от земли и взмыть под облака, подобно птице; он удовлетворил многовековую мечту человека о полете. Поэтому его создание должно быть поставлено в ряд величайших человеческих изобретений.

Покорители воздушной стихии в самом начале эпохи воздухоплавания были похожи на средневековых корсаров, отправлявшихся на своих утлых судах в неизвестность бескрайнего океана, готовые погибнуть в любой момент. Безрассудная и отчаянная смелость, и в то же время холодный и трезвый расчёт – такими чертами характера обладали первые воздухоплаватели, пилоты аэропланов и командиры субмарин. Технические новшества ХХ века с одинаковым успехом служили общественному прогрессу и массовому уничтожению людей.

«Владычица морей» Великобритания во второй половине 19 века, управляемая королевой Викторией, чувствовала себя относительно спокойно, опираясь на крепкие традиционные отрасли промышленности. Решив бороться за свой кусок пирога на мировом рынке, Франция и Германия развивали новые, инновационные отрасли, способные дать быструю отдачу, в том числе такие, как химическая и электротехническая промышленности. Именно поэтому эти страны к началу 20 века занимали передовые позиции в развитии воздухоплавания.

Французское продолжение

Жан Батист Мари Шарль Мёнье (фр. Jean-Baptiste Marie Charles Meusnier de la Place) (19 июня 1754 - 13 июня 1793), французский математик, дивизионный генерал. Считается изобретателем дирижабля.

Проект дирижабля (от фр. dirigeable - «управляемый») в 1783-1785 гг разработал французский математик и генерал Жан Батист Мёнье (Jean-Baptiste Marie Charles Meusnier de la Place). Он же определил все особенности конструкции, которые впоследствии стали типичными для этого вида летательных аппаратов, а именно:

1. Баллон аэростата овальной, аэродинамической формы

2. Наличие двух оболочек, внешней и внутренней непроницаемой, наполненной водородом. Пространство между оболочками предполагалось заполнить сжатым воздухом. Таким образом достигались сразу две цели. Во-первых, изменяя давления воздуха между оболочками, можно было регулировать высоту полёта. Во-вторых, таким образом поддерживалась внешняя форма аэростата в случае падения внутреннего давления, что обеспечивало устойчивость дирижабля. Впоследствии для этой цели стали использовать баллонеты – специальные мягкие емкости, наполненные воздухом, помещённые внутрь баллона аэростата.

3. Для регулирования полёта предусматривались горизонтальные стабилизаторы

4. Гондола для экипажа подвешивалась на стропах

5. Движение должны были обеспечить три воздушных винта. По проекту их вращали вручную 80 человек.

проект дирижабля Жана Батиста Мёнье

Развитие этих идей привело к появлению трёх типов дирижаблей:

1. Жёсткой конструкции, или «цеппелины» (баллоны с газом находятся внутри жёсткого каркаса, обтянутого тканью, к нему же крепится и гондола для экипажа);

2. Мягкой конструкции, или «парсевали» (баллоны с газом находятся внутри мягкой оболочки, к ней же на стропах крепится гондола для экипажа);

3. Полужёсткой конструкции (баллоны с газом находятся внутри мягкой оболочки, а для крепления гондолы для экипажа имеется жёсткий киль, проходящий от носа до хвоста дирижабля).

Несовершенство техники долго не позволяло воплотить в жизнь проекты управляемых аэростатов. Фантастических проектов дирижаблей было столько, что Парижская академия наук даже приравняла решение проблемы управляемого воздухоплавания к идее вечного двигателя.

Однако, уже 24 сентября 1852 года в Париже совершил полет первый дирижабль конструкции французского механика-самоучки Анри Жиффара. Движение скоростью 10 км/ч обеспечивал паровой двигатель в 2,5 л.с. Правда, его силы было явно недостаточно, чтобы бороться со встречным ветром.

Анри-Жак Жиффар (Henry-Jacques Giffard; 8 февраля 1825 года, - 15 апреля 1882 года) - французский изобретатель. Создал первый в мире дирижабль с паровым двигателем

дирижабль конструкции Анри Жиффара

В 1872 кораблестроитель Дюпюи де Лом построил дирижабль, с подвеской гондолы к так называемому катенарному поясу, пришитому к оболочке. Впоследствии такой вид подвески стал типичным для дирижаблей мягкой конструкции. Дирижабль де Лома был снабжён двухлопастным винтом диаметром 9 м, который вручную крутили восемь членов экипажа, достигая скорости полета в 8 км/ч.

Станислас-Анри-Лоран Дюпюи де Лом (фр. Stanislas-Henri-Laurent Dupuy de Lôme, 15 октября 1816 - 1 февраля 1885) - французский политик и кораблестроитель. Конструировал военные корабли, корабельные паровые двигатели, управляемые аэростаты.

Построенный в 1884 году французскими военными воздухоплавателями, инженерами капитаном Шарлем Ренаром и лейтенантом Артуром Кребсом дирижабль «Франция» смог противостоять слабому ветру. Оснащённый электрическим мотором мощностью в 9 л.с. дирижабль двигался со скоростью 23 км/ч. В этом же году Кребс и Ренар совершили полёт на этом дирижабле по замкнутому маршруту длиной 8 км. Дирижабль этой конструкции был принят на вооружение французской армии.

Артур Кребс (Arthur Constantin Krebs, 16 ноября 1850 – 22 марта 1935), французский воздухоплаватель, один из пионеров дирижаблестроения.

дирижабль конструкции Дюпюи де Лома

Но начало военному управляемому воздухоплаванию положил конкурс на дирижабль, объявленный французским военным министерством. Военный воздушный корабль должен был иметь объём 6500 куб. м, быть оснащён двумя двигателям по 100 л.с., которые должны были придавать дирижаблю скорость движения не менее 50 км/ч.

До первой мировой войны во Франции выпускались дирижабли мягкого типа фирмами «Астра», «Клеман-Байяр» и «Зодиак». Жёсткий тип конструкции к тому моменту во Франции не прижился.

Дирижабль завода «Астра», имевший наилучшие характеристики, под названием «Адъютант Ру», вступил в строй в 1911 году. Он имел объём 8950 куб.м, два мотора «Брасе» мощностью по 120 л.с., и двигался со скоростью 52 км/ч.

изображение дирижабля конструкции Дюпюи де Лома

20 октября 1911 года «Адъютант Ру» установил международный рекорд продолжительности полета - 21 час 30 минут, достигнув при этом высоты в 2150 м.

Дирижабли фирмы «Клеман-Байяр» отличались тем, что имели длинные гондолы. Типичным представителем семейства был «Адъютант Венсено», длиной 88 м и объёмом 9600 куб. м, с двумя моторами этой же фирмы, по 120 л.с каждый. Дирижабль поднимался на высоту 2000 м с полезной нагрузкой в 2700 кг и двигался со скоростью 51 км/ч.

дирижабль фирмы «Клемент-Байар» (Clement-Bayard)

дирижабль фирмы Clement-Bayard

На фирме «Зодиак», основанной конструктором дирижаблей Морисом Маллетом, строили воздушные корабли меньших размеров, объёмом 6000 куб.м и 2500 куб.м.

дирижабль фирмы «Зодиак», Zodiac-III, 1909

К 1 января 1914 года по суммарному объему парка своих воздушных кораблей Франция находилась на втором месте в мире, уступая Германии. Тем не менее, дирижабли, находившиеся в распоряжении сухопутной армии, в своей массе устарели.

Накануне первой мировой войны исправными были дирижабли «Контэ» и «Лейтенант Шорэ» (фирма «Астра»); «Адъютант Венсено», «Дюпюи де Лом» и «Монгольфье» (фирма «Клеман-Байяр»); «Капитан Фербер» и «Флерю» (фирма «Зодиак»). Они базировались в городах Мобеж, Верден, Туль, Эпиналь, Бельфор.

дирижабль “La France” («Франция») конструкции Шарля Ренара и Артура Кребса

французский военный дирижабль “Republique” полужесткой конструкции от Lebaudy Frères, 1907

почтовая открытка с фото военного дирижабля “Republique”, 1908

военный дирижабль “Adjutant Vincenot” («Адъютант Венсено») фирмы Clement-Bayard, построен в 1911

Начало эры «цеппелинов»

граф Фердинанд Адольф Хайнрих Август фон Цеппелин (8 июля 1838, - 8 марта 1917), немецкий изобретатель и военный деятель, строитель первых дирижаблей.

С именем графа Цеппелина связана новая эпоха в истории воздухоплавания. Воодушевившись идеей дирижаблестроения, Цеппелин считал, что эти воздушные корабли могут серьёзно укрепить военную мощь Германии и организовать регулярное воздушное сообщение. Он несколько раз посылал свои предложения в самые высокие инстанции, но всё это оставалось без ответа. В итоге граф оставил военную службу и посвятил свою жизнь дирижаблестроению. Со временем за Цеппелином закрепилась репутация фантазера, а предложенный им вариант дирижабля (вереница воздушных шаров, скрепленных вместе) подвергся всеобщему осмеянию.

Первый дирижабль жёсткой конструкции с алюминиевым каркасом создал венгр Давид Шварц. Изобретатель не успел увидеть полёт своего детища, скончавшись в феврале 1897 года. Цеппелин оценил передовые идеи, заложенные в конструкции, и выкупил всю техническую документацию у вдовы Шварца.

В жесткий каркас Цеппелин решил поместить несколько отдельных емкостей наполненных газом. К тому времени прошел испытание удачный бензиновый двигатель Даймлера, который смог бы обеспечить устойчивое движение дирижабля. Но это было впереди.

Для большей безопасности посадочную платформу для своих первых дирижаблей Цеппелин устроил на озере. Чтобы завести «цеппелин» в ангар требовались усилия нескольких десятков человек. Как показала практика, при посадке дирижабли поджидает не меньшая опасность катастрофы, чем в воздухе.

При содействии Союза немецких инженеров, в апреле 1898 года в городе Фридрихсхафене было основано «Акционерное общество развития управляемого воздухоплавания». Половину капитала общества составил собственный взнос графа. Первый дирижабль, выпущенный на средства общества, получил название LZ-1 («Luftschiff Zeppelin» - «Воздушный корабль Цеппелина»). Его создание и эксплуатация были настолько дороги, что привели акционерное общество к финансовому краху. Несмотря на несколько успешных полётов, Цеппелину не удалось привлечь внимания военных и частных инвесторов. При помощи благотворительной лотереи удалось собрать средства на строительство нового дирижабля. Воздушный корабль LZ-2, построенный в 1905 году, после неудачной посадки был повреждён, а затем разрушен порывом ветра.

дирижабль LZ-1 Фердинанда Цеппелина в полете над Боденским озером

дирижабль Фердинанда Цеппелина LZ-2 в эллинге

Следующий дирижабль граф Цеппелин строил исключительно под залог собственного имущества, рискуя всем. 128-метровый LZ-3 мог подниматься на высоту в несколько километров, неся при этом 10 человек экипажа и почти 3 тонны груза, развивая скорость до 50 км/ч. Это был успех.

дирижабль Фердинанда Цеппелина LZ-3 в эллинге

На этот раз военные были благосклонны к детищу Цеппелина и оказали необходимую финансовую помощь. Ещё более совершенный LZ-4, построенный в 1908 году, имел длину 136 м и объём 15 тыс. куб.м. Он был оснащён двумя моторами «Даймлер» по 105 л. с. и мог развивать скорость 48,6 км/ч при полезной нагрузке в 3550 кг.

Уже потом Цеппелин ставил на свои дирижабли специально разработанные для них бензиновые моторы фирмы «Майбах».

За успешный полет LZ-4 Цеппелин был награжден орденом «Черного орла» и получил общественное признание. Поэтому последовавшая ужасная катастрофа с LZ-4 вызвали не насмешки, как раньше, а горячую общественную поддержку, сопровождавшуюся финансовой поддержкой как государства, так и от частных лиц. В течение короткого времени Цеппелин получил 8 миллионов марок.

дирижабль Фердинанда Цеппелина LZ-4 в полете над озером

Свидетель аварии LZ-4, впоследствии известный авиаконструктор Эрнст Хейнкель так вспоминал это событие:

«Воздухоплавательный аппарат, придерживаемый несколькими канатами, покачивался от набегавших порывов ветра. Шли последние приготовления. В толпе слышался смех, шли оживленные разговоры. Внимание всех было приковано к чудо-дирижаблю.

дирижабль Фердинанда Цеппелина LZ-4 в эллинге

Неожиданно налетевший порыв ветра сильно встряхнул дирижабль. Он резко поднялся вверх, затем ушел в сторону и ударился об одну из ветвей рядом стоящего дерева. Не только я, но и тысячи других людей, стоявших здесь, увидели, как по обшивке дирижабля замелькали голубые огоньки. Мгновенье спустя в объятиях пламени оказалась вся оболочка. Обшивка горела с ужасным шипением и треском. Каркас начал корёжиться от огня. Тело дирижабля стало принимать от этого самые причудливые формы. Затем всё это превратилось в пылающий шар, который рухнул на землю. Десятки тысяч людей, наблюдавших за пожаром, пришли в ужас. Крик толпы был неописуем. Я не слышал такого даже во время жесточайших воздушных бомбардировок, которым подвергалась Германия во время Второй мировой войны. Всё произошло с молниеносной быстротой….».

Граф Цеппелин смог развернуть производство дирижаблей как для гражданских перевозок, так и по заказам военных. С 1911 по 1914 год Цеппелин передал в германскую армию 11 дирижаблей своей конструкции, которые обозначались индексом L.

Наиболее распространённым был цеппелин объёмом 19 550 куб. м, а самым большим – объёмом 27 000 куб. м. Экипаж цеппелинов состоял из 10-16 человек, а полезная грузоподъемность постоянно возрастала от 4 тонн, достигая даже 11 тонн. Средний вес груза бомб зависел от дальности полёта и составлял от 600 до 900 кг. Скорость последних предвоенных цеппелинов колебалась от 60 до 75 км/ч.

В 1909 проект жёсткого дирижабля предложил доктор Иоганн Шютте, работавший на фирме «Шютте-Ланц Люфтшиффбау». В отличие от цеппелинов, жёсткие элементы конструкции дирижаблей «Шютте-Ланц» были выполнены из клееной фанеры и древесины. Шпангоуты поддерживались балками, направленными по геодезическим линиям (кратчайшее расстояние между двумя точками на криволинейной поверхности). По другим характеристикам к 1914 году эти дирижабли были либо схожи с цеппелинами, или несколько превосходили их. В армии эти дирижабли получили индекс SL.

конструкторы дирижаблей Иоган Шютте (Johann Schütte, 26 февраля 1873 – 29 марта 1940) (справа) и Август фон Парсеваль (August von Parseval, 5 февраля 1861 – 22 февраля 1942), 1929

германский дирижабль фирмы «Шютте-Ланц» (Schütte-Lanz) SL-20

В 1906 году свою конструкцию мягкого дирижабля представил немецкий изобретатель Август Парсеваль. Внутри оболочки «парсеваля» в носовой и кормовой частях располагались два воздушных баллонета, соединённые мягкими воздухопроводами с установленным в гондоле вентилятором. Гондола подвешивалась на параллельных тросах к поясу, нашитому на оболочку несколько ниже её экваториального сечения. Система подвески гондолы улучшала устойчивость дирижабля в вертикальной плоскости. Объём дирижабля составлял 2500 куб. м. В армии «парсевали» носили индекс PL.

В январе 1914 года Германия по общему объёму (244 000 куб. м) и по боевым качествам своих дирижаблей обладала самым мощным воздухоплавательным флотом в мире. К ведению боевых операций на суше были готовы шесть жестких дирижаблей фирмы «Цеппелин»; два мобилизованных гражданских транспортных цеппелина «Саксония», «Ганза»; один дирижабль SL-2 и три «Парсеваля» (PL-2, PL-3, PL-4). Вдоль западной границы была построена система воздухоплавательных баз и аэродромов.

германский дирижабль фирмы «Парсеваль»

дирижабль фирмы «Парсеваль» (“Parseval”), Аугсбург, 1909

германский полужесткий дирижабль “Ruthenberg”

первый дирижабль царской России «Учебный». Построен в России в 1908 году. Оболочка была изготовлена из двух старых змейковых аэростатов системы «парсеваль». Разобран в 1909 году вследствие ветхости оболочки.

иллюстрация из газеты «Утро России» от 03 февраля (21 января) 1910 года, показывающая состояние воздушных флотов ведущих государств.

Благодаря французскому глаголу со значением «управлять» в русском языке появились как минимум два слова. Одним из них - словом дирижер - называют человека, управляющего группой музыкантов. Вторым словом называют управляемый - в отличие от неуправляемого монгольфьера - аэростат. Знакомьтесь: дирижабль.

По определению, дирижаблем называют летательный аппарат легче воздуха, аэростат с двигателем. Двигатель и позволяет дирижаблю двигаться независимо от направления воздушных потоков. Понятно, что дирижабли возникли только после появления двигателей: до этого мечтающее о небе человечество обходилось воздушными шарами-монгольфьерами.

Изобретателем дирижабля считают французского математика Жана Батиста Мари Шарля Менье. Он придумал все: форму эллипсоида, три пропеллера для осуществления управляемости, которые должны были вращать вручную аж 80 человек, две оболочки: чтобы изменять объем газа и, следовательно, высоту полета.

Осуществил идеи Менье совсем другой человек, французский инженер Анри Жиффар. Он сконструировал первый в мире дирижабль с паровым двигателем мощностью в три лошадиные силы. В сентябре 1852 года Жиффар поднялся на нем над Парижским ипподромом и пролетел примерно 30 километров со средней скоростью 10 километров в час. Вот от этого полета и отсчитывают эру моторной авиации и эру дирижаблей.

Еще через двадцать лет на подобный летательный аппарат установили двигатель внутреннего сгорания - это сделал немецкий инженер Пауль Хенлейн.

Дирижабль Жиффара принято называть мягким дирижаблем. В таких системах матерчатый корпус служит также оболочкой для газа. Великий Циолковский отмечал недостатки таких дирижаблей: невозможность держать высоту, высокая вероятность пожаров, плохая горизонтальная управляемость.

Если в нижнюю часть оболочки установить металлическую ферму, то получится полужесткий дирижабль - такой была знаменитая «Италия» Умберто Нобиле.

Циолковский критиковал мягкие дирижабли не голословно: еще в 80-х годах XIX века он рассчитал и предложил проект большого грузового дирижабля жесткой конструкции с металлической обшивкой.

Ранние дирижабли весь объем газа держали в единой оболочке, которая являлась простой промасленной тканью. Потом оболочки стали создавать из прорезиненных материалов. Так увеличился срок эксплуатации дирижабля. Немного позже газ стали разделять на разные баллоны.

Дирижабли различаются между собой по:

Типу оболочки, которая может быть жесткой, мягкой и полужесткой;

По силовой установке (бензиновый или дизельный двигатель, электродвигатель или паровая машина)

По назначению (для пассажирских перевозок, военные или грузовые)

По способу управления архимедовыми силами (термические дирижабли, вытеснительные или комбинированные) и т.п.

Придуманное в России осуществили . На собственные средства граф Цеппелин выстроил жесткий дирижабль и самолично испытал его. К Первой мировой войне дирижабли графа, которые в его честь назвали «цеппелинами», стали средством передвижения.

Ещё во времена, когда первые самолёты были похожи больше на летающие этажерки, дирижабли уже летали и поражали воображение людей своими размерами, элегантными формами и лётными возможностями. А в первой половине ХХ века началось настоящее соревнование между дирижаблями и самолётами в их практическом использовании для гражданских и военных целей.

В войну цеппелины бомбили Лондон, после ее окончания - челноком мотались через Атлантику, а один даже совершил кругосветный перелет. Подвел цеппелины водород, который использовали вместо гелия: после взрыва и пожара дирижабля «Гинденбург», прозванного «небесным "Титаником"», цеппелины ушли в историю.

В первый дирижабль построили в 1923 году. Потом при главном управлении Главвоздухфлота создали Дирижаблестрой и пригласили в конструкторы Нобиле. Нобиле справился, и полужесткий советский дирижабль «СССР В-5» создал. Потом создали «СССР В-6», и он даже установил мировой рекорд продолжительности полета.

Особенно в дирижаблестроении преуспела Германия, чьи комфортабельные аппараты начали перевозки пассажиров и грузов на большие расстояния. И кто знает, какое средство победило бы в этом соревновании, если бы не война, которая отвергла дирижабли из-за их тихоходности и лёгкой поражаемости даже простым оружием. Конечно, в бою самолёты были быстрее, манёвреннее, лучше защищены и т.д., а моторное топливо было тогда относительно дешёвое.

Несмотря на это, интерес к дирижаблям не угасал в течение всего ХХ века, особенно когда начались всякие энергетические кризисы, но их массовое производство не состоялось. Во-первых, трудно преодолеть конкуренцию самолётостроения, превратившегося в гигантскую индустрию, а во-вторых, в техническом отношении дирижаблестроение далеко отстало как в смысле конструкции, так и в отношении инфраструктуры для проектирования, строительства и обслуживания.

В конце ХХ - начале XXI века интерес к дирижаблям вновь усилился вследствие резкого подорожания моторного топлива и их очевидных преимуществ перед авиацией. Чем же так привлекает дирижабль?

При использовании гелия он намного безопаснее самолёта. Ведь гелий не заполняет полностью весь корпус дирижабля, а находится в мешках. Лопнет один мешок - работают остальные. Дирижабль гораздо экологичнее. Для его движения не обязательно использовать углеводородное топливо. Можно применить атомные двигатели, электродвигатели, в том числе на солнечных батареях, и т.д.

В российском «воздухоплавательном флоте» пока имеется 7 транспортных кораблей. Но уже действуют федеральные и региональные программы разработки и строительства дирижаблей различного назначения. Не отстаёт с заказами и Министерство обороны РФ. При этом используются как прежние, ранее не реализованные идеи К.Э. Циолковского, так и новые разработки, которые позволяют контролировать подъёмную силу дирижабля, совершать вертикальные взлёт и посадку, зависать в воздухе почти без затрат энергии, садиться вертикально на воду и твёрдую поверхность и т.д.

В отечественной разработке находятся гибриды дирижабля и самолёта, которые могут быть использованы в любом режиме - самолётном, вертолётном, как морское судно на воздушной подушке и т.д. Разрабатываются также беспилотные варианты дирижаблей, управляемые с Земли, для перевозки грузов, видеонаблюдения, телекоммуникационных целей и др.

Расскажем о некоторых дирижаблях будущего, разрабатываемых в разных странах. Гидродирижабль предназначен для полёта над поверхностью моря, чтобы перевозить грузы и пассажиров быстрее, чем морские суда, и дешевле, чем самолёты. Конечно, скоростные характеристики у него будут ниже, чем у нашего экраноплана, но уровень сервиса пассажиров - не хуже, чем на комфортабельном океанском лайнере. Этим типом дирижабля интересуются и военные, чтобы использовать его для поиска противника и координации действий своих средств.

Планируется также использовать, взамен спутников Земли, стратосферные дирижабли, поднимающиеся на высоту 20-25 км, для приёма и передачи цифровых радиосигналов, организации мобильной связи и т.д. Применение таких аппаратов обойдётся гораздо дешевле запуска спутников. Кроме того, их оборудование легко заменить, их можно безопасно утилизировать, в то время как спутники утилизировать нельзя, и они ещё долго после выхода из строя представляют опасность для космических аппаратов и экологии. Есть много проектов и для частного использования дирижаблей, типа воздушного велосипеда и др.

В общем, не исключено, что в скором времени мы увидим на экранах своих телевизоров назойливую рекламу типа: «Летайте дирижаблями Росдирижаблефлота - надёжно, выгодно, удобно!».