Левиафаны пятого океана

Ныне мы уже подзабыли такое романтическое слово "дирижабль". А в начале ХХ века авиация развивалась и по пути строительства этих летательных машин. Однако серия страшных аварий стала причиной того, что мир на несколько десятилетий практически полностью утратил интерес к дирижаблям…

Дирижабли для нас - техника прошлого века. Привычны ассоциации с огромными неторопливыми "сигарами" в небе. "Zeppelin", "Gindenbourg", "Nobile" - эти названия сразу вспоминаются при слове “дирижабль”.

Дирижабль — летательный аппарат легче воздуха, аэростат с двигателем, благодаря которому дирижабль может двигаться независимо от направления воздушных потоков.
Самые первые дирижабли приводились в движение паровым двигателем или мускульной силой человека, а c 1900 года стали широко применяться двигатели внутреннего сгорания.

Изобретателем дирижабля считается Жан Батист Мари Шарль Мёнье. Дирижабль Мёнье должен был быть сделан в форме эллипсоида. Управляемость должна была быть осуществлена с помощью трех пропеллеров, вращаемых вручную усилиями 80 человек.

Дирижабль Мёнье, 1784 г.

Конструктор Жиффар позаимствовал идеи у Мёнье ещё в1780 году, но первый полёт его дирижабль совершил уже после смерти Жиффара - через 70 лет! Столько времени потребовалось, чтобы человечество изобрело первый паровой двигатель.

Дирижабль Жиффара, 1852 г.

Следующий первый полностью управляемый свободный полёт на французском военном дирижабле с электрическим двигателем (!) был совершён в 1884 году. Длина дирижабля составила 52 м, за 23 минуты он пролетел расстояние в 8 км. Эти аппараты были недолговечны и чрезвычайно непрочны.

Дирижабли стали общественным транспортом лишь через двадцать лет, когда изобрели двигатель внутреннего сгорания, типа таких же, как на современных машинах.

19 октября 1901 года французский воздухоплаватель Альберто Сантос-Дюмон облетел со скоростью чуть более 20 км/час Эйфелеву башню на своём аппарате Сантос-Дюмон № 6. Тогда это посчитали чудачеством, однако именно эта модель дирижабля на несколько десятилетий стала одним из самых передовых транспортных средств.

Эра расцвета дирижаблей пришлась на 20-30-е годы XX века. Дирижабли оснащались авиационными и, реже, дизельными двигателями.

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

Жёсткие дирижабли. Собирался металлический каркас (как клетка для птиц) и обтягивался снаружи тканью.

Обшивка Graf Zeppelin.

Мягкие дирижабли, по сути, похожи на воздушные шары.

Дирижабли полужёсткого типа имеют в нижней части металлическую оболочку.

Полужёсткий дирижабль «Норвегия», 1920 год

Жёсткий дирижабль (USS Macon), 1930 год

Конструкция всех дирижаблей проста: огромный сигарообразный резервуар, наполненный водородом или гелием, кабина и два поворотных двигателя.

Для подъема аэростата в небо использовали водород, хранившийся внутри жёсткого каркаса в многочисленных отсеках или баллонах. Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль рулями высоты — двигатели тогда тянут его вверх или вниз.

Внутри дирижабля либо под ним находилась кабина с экипажем, здесь же располагались пассажиры.

Рубка управления. (USS Macon)

Немецкий офицер граф Фердинанд фон Цеппелин, побывав в Америке во время Гражданской войны в США, заинтересовался аэростатами, которыми противники пользовались для ведения воздушной разведки.

Поднявшись в воздух, покоренный полетом над рекой Миссисипи, он навсегда связал свою жизнь с воздухоплаванием. С тех пор слова «дирижабль» и «цеппелин» стали синонимами.

Граф фон Цеппелин мечтал сделать дирижабли транспортом будущего – комфортабельными воздушными лайнерами, могучими перевозчиками грузов. Он считал, что огромные дирижабли могут способствовать и достижению военной мощи Германии.

Двадцать лет потратил Цеппелин, чтобы сделать достойную модель дирижабля. И в 1906 году он построил усовершенствованный дирижабль, который заинтересовал военных.

Цеппелин на Боденском озере.

«Цеппелины» отличались огромными размерами и по форме напоминали сигару.

Во время полётов дирижаблей осуществлялась перевозка почты. На конвертах обычно ставились оттиски специальных почтовых штемпелей, а ряд государств даже выпустили почтовые марки, предназначенные специально для оплаты почты, перевозимой дирижаблями.

Первая в Европе воздушная пассажирская линия Фридрихсхафен - Дюссельдорф, по которой курсировал дирижабль «Германия», была открыта в 1910 году.

Во время Первой мировой войны немецкие вооруженные силы использовали «цеппелины» для разведки на территории врага и бомбардировок. В отличие от аэропланов (роль бомбардировщиков выполняли легкие разведывательные самолеты, пилоты которых брали с собой несколько небольших бомб), дирижабли в начале мировой войны уже были грозной силой.

Налет дирижабля на Кале

Наиболее мощными воздухоплавательными державами были Россия, имевшая в Петербурге более двух десятков аппаратов, и Германия, обладавшая 18 дирижаблями.

В 1926 году совместная норвежско-итало-американская экспедиция под руководством Р. Амундсена на дирижабле «Норвегия» конструкции Умберто Нобиле осуществила первый трансарктический перелёт по маршруту: остров Шпицберген — Северный Полюс — Аляска.

К 1929 году технология дирижаблестроения продвинулась до весьма высокого уровня; дирижабль «Граф Цеппелин» начал первые трансатлантические рейсы - полёты в Америку.

Роскошь и романтика

На борту дирижабля «Гинденбург», который по длине в три раза превосходил современный аэробус, а по высоте был равен 13-этажному зданию.

Пассажирам отводили не кресло, а целую каюту с кроватью и туалетом. При взлёте не нужно пристегивать ремни. Можно стоять в каюте, прогуливаться по салону или палубе, смотреть в окна. В ресторане – столы , сервированные серебряными приборами и фарфоровой посудой. В салоне был даже небольшой рояль.

Салон на «Гинденбурге»

Все эти помещения находились в огромном «брюхе» дирижабля, рассчитанном на 50 пассажиров. Двигаясь со скоростью 130 километров в час на высоте 200 метров над уровнем моря, «Гинденбург» в 1936 году совершил свой самый быстрый перелёт через Северную Атлантику за 43 часа.

Интерьер дирижабля LZ 27 в вычурном стиле "Титаника"

Немецкий военно-морской цеппелин L 20 после вынужденной посадки возле побережья Норвегии, 1916 г.

Часто думают, что дирижабли 1930-х годов могли приземляться вертикально, как вертолёт. Но это могло быть 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 направлению ветра.

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.

Летающий авианосец USS Akron (ZRS-4)

При взлёте с воздушного авианосца биплан опускался вниз на специальном кране из открытого люка дирижабля, идущего полным ходом, после чего отцеплялся и летел самостоятельно.

Над Нью-Йорком

Американский дирижабль Acron. Он мог нести четыре самолета, последующие развитие этого дирижабля Macon 5, а также дальнейшее моделей, могли бы перевозить до 22 самолетов! Но такие дирижабли построены не были.

Создатели дирижаблей, пренебрегая элементарными мерами безопасности, наполняли их небезопасным, но дешёвым водородом вместо инертного, но дорогого и малодоступного гелия.

В мае 1937 года произошла катастрофа, потрясшая весь мир.
«Гинденбург» уже причалил к мачте в Лейкхерсте, как неожиданно в хвостовой части показались небольшие языки пламени. От них взорвался водород, находившийся в отсеках, и дирижабль охватил огонь. Погибло 25 человек.

Со временем технологии дирижаблестроения  40-60-х годов себя исчерпали. Спрос и строительство их во всем мире практически прекратилось.Но энтузиасты и конструкторы не оставляли свои идеи и проекты в стороне.

Среди идей и проектов встречались очень оригинальные и невероятные.

Атомный дирижабль.

В середине 60-х годов в США был широко обнародован проект: это был проект жесткого дирижабля с ядерным приводом, предложенный профессором Бостонского университета Фрэнсисом Морзе.

Профессор Морзе длительное время увлекался проектами и технологией жестких дирижаблей и имел некоторый опыт работы в должности инженера в корпорации Goodyear Aircraft Corporation.

В действительности, интерес Морзе к этому вопросу начался еще в студенческие годы, еще в 40-х годах, когда он написал диссертацию под названием «Жесткие дирижабли типа Андромеда». 

Жесткий дирижабль с ядерным приводом был представлен американской общественности в виде ряда статей, опубликованных в журнале «Популярная механика» Фрэнком Тисли, а написаны они были Эдвином Дж.Киршнером – автором работы «Цеппелин в атомный век».

Детальный проект профессора Морзе был впервые представлен публике в 1963 г. на Международной ярмарке. Длина дирижабля равнялась 298.7 метров (980 футов), диаметр был равен 52.4 м (172 фута), а объем гелия - 353.960 кубометров (12.500,000 куб.м).

Дирижабль был рассчитан на перевозку 400 пассажиров в самых роскошных условиях и на самой высокой скорости в 89.5 узлов (103 мили/час). Морзе планировал построить 5 грузовых трюмов каждый на 2.265 куб.м (90.000 куб.футов), а также предусмотреть площадь для размещения 18 пассажирских аэропланов-паромов и жилые помещения для пассажиров на 3.716 кв.м (40.000 кв.футов), которые должны были располагаться на 3-х палубах.

Конструкция проекта Морзе была в основном самого обычного типа, а сам дирижабль очень напоминал по внешнему виду аппарат British-R101, т.е., Морзе позаимствовал некоторые характеристики R100 и R101.

Использование основных 16 продольных балок с промежуточными балками между ними для удлинения наружной части корпуса очень напоминало корпус R101, в котором осевой коридор “нос-к корме” был более характерен для R100.

Вес конструкции жесткого аппарата с ядерной силовой установкой, созданного г-ном Морзе, был очень точно рассчитан: 76.2 тонны (168.000 фунтов), с максимальной подъемной силой в 344.7 тонн (760.000 фунтов) при выполнении в 95 %. Полезная подъемная нагрузка равнялась 136 тонн (300.000 фунтов), а фактическая полезная нагрузка была равна 81.6 тонн (180.000 фунтов).

Ядерная силовая установка должна была обеспечивать работу 3 двигателей, расположенных в корме дирижабля: это газовая турбина на 4.000 л.с. для привода винта с лопастями длиной 18.2 м (60 футов) и 2 турбовентилятора на 1000 л.с. для управления пограничным слоем.

Реактор должен был иметь длину в 192 м (630 футов), начиная от носовой части дирижабля с расширением продольного коридора.

Для защиты установки она заключалась в герметичную стальную сферу диаметром 3.9 м (13 футов) , общий вес при этом составлял 50 тонн (110.23 фунта). Такая идея пришла с учетом веса стандартного топлива, необходимого для длительных полетов, в сравнении
с дирижаблями, на которых устанавливались двигатели внутреннего сгорания.

Предложение Морзе действительно вызывало большой интерес некоторое время и широко освещалось в популярной прессе как в Европе, так и в США.

Общественность с энтузиазмом встретила это сообщение, а все, что называлось тогда «атомным», в 60-х годах стало просто модным, однако при этом не были предприняты какие-либо практические шаги в этом направлении, и проект не был реализован. Несмотря на техническую осуществимость проекта, для постройки дирижабля Морзе не была создана ни одна строительная компания.

Америка все таки была далеко не единственной страной, которая в 60-х годах предложила возобновить дирижаблестроение. В середине десятилетия появилось еще одно ядерное предложение, освещенное национальной прессой той страны, которая была воплощением гигантских конструкций жестких дирижаблей, т.е. Германии – она действительно была страной рождения таких аппаратов.

Предложение Эриха фон Вересса (сейчас он работает инженером в Австрии, в г.Грац) было невероятно амбициозным, в нем сочеталась ядерная пропульсивная установка и ряд других радикальных новшеств. Планировалось, что аппарат ALV-1(сокращенное название фирмы Atom Luftshiff Veress) будет иметь общепринятую конфигурацию: мс4 стабилизатора и рулевую плоскость в корме.

"Атомный мирный дирижабль" проекта 1957г. США.

Конструкция атомного дирижабля

Советский вариант

Проект AEREON

В августе 1962 года Военно-Морской флот Соединенных Штатов Америки окончательно закрыл программу дирижаблестроения. Большинство членов американского правительства и представителей ВМФ США решили не сообщать о  своем решении мировой прессе по авиастроению о том, что такое решение означало окончание применения дирижаблей на практике.

Последняя глава была дописана, и это означало, что США стали последней страной, которая до последнего момента использовала дирижабли в военных целях, а теперь решила закрыть эту программу.

И теперь дирижабль как действующее транспортное средство отодвигался на задворки истории; он становился даже более «мертвым», чем такой еще один великий символ прошлого – как морское судно с прямым парусным вооружением. 

Но дирижабль отказался умирать, и за последние 4 десятилетия, когда программа ВМФ США отказалась от его применения, по всему земному шару появилось бесчисленное количество проектов дирижаблей, предназначенных для выполнения огромного количества различных видов работ.

К сожалению, однако, несмотря на многочисленные, подробные и дорогостоящие исследования, с начала 60-х годов было построено и сейчас находится в эксплуатации очень мало дирижаблей.
Несмотря на то, что программа ВМФ США была фактически свернута, в Америке появилось несколько новых проектов.

Первый из них был обнародован в сентябре 1962 г. AEREON-III, жесткий дирижабль с трехкорпусной конструкцией, был разработан компанией Aereon Corporation из Принстона, штат Нью Джерси, основным разработчиком его был конструктор Джон Фитцпатрик.
1966 год, один из первых проектов гибрида самолета и дирижабля

AEREON III в аэропорту Мерсэт (Нью-Джерси)

Компания Aereon Corporation, основанная в 1959 году, была своего рода уникальной фирмой в своей отрасли, с особым отношением к методологии качества.

Основатель компании Реверенд Монро Дрю, видел далеко в перспективе гуманную роль дирижаблей будущего, и по примеру одного эксцентричного американского изобретателя 19-го века доктора Соломона Эндрюса он стал лидером компании и, это действительно было так, он добился управляемого полета своего уникального пассивного дирижабля Aereon-1.

Аereon представлял собой 3-дольный аэростат, который обеспечивал эффективный динамический подъем. Благодаря очень умелому манипулированию аэростата в воздухе, на ветру, а также благодаря умелому сбросу балласта и выпуску газа, д-р Эндрюс успешно продемонстрировал относительно управляемый полет по круговой траектории, к удивлению жителей Нью-Йорка.

На М. Дрю произвел огромное впечатление этот аппарат, и он захотел заиметь целый флот таких аппаратов, которые смогли бы оказаться полезными для регионов, подвергаемых природным катаклизмам.
Проводя энергичную кампанию, д-р Дрю смог вложить достаточный капитал, чтобы учредить корпорацию и набрать в нее постоянный штат работников.

Его главный конструктор Джон Фитцпатрик, к счастью, смог убедить г-на Дрю в том, что сейчас необходим более современный,
усовершенствованный проект Aereon, т.к. Дрю собирался осуществлять проект аэростата без приводной системы, как и проект первоначальный.

Победил прагматизм Фитцпатрика, и новый аппарат Aereon уже был снабжен энергией, однако при этом первоначальная 3-х корпусная конструкция была сохранена. Идея заключалась в том, что наиболее эффективным и практичным посчиталось наполненное газом крыло, что дало возможность полностью использовать все технические достижения последних лет.

Дирижабль гибридной конструкции при заполнении гелием в объеме 85 % должен был иметь вес 400 фунтов, а гелий планировалось нагревать с помощью пропановых горелок, которые должны были устанавливаться под каждой газовой камерой так, чтобы дирижабль мог лететь без потери балласта или газа.

2-х лопастный вертолетный ротор в 21 фут (6.4 м), используемый как пропеллер, должен был приводиться в действие турбиной с питанием от солнечных батарей на 80 л.с. Для 2-х пилотов в носу, в центральной части корпуса, предусматривалась кабина из стекломатериала, а также лифты между корпусами в хвостовой части.

Предусматривались также 2 навешенных руля, прикрепленных к стабилизаторам большого размера, расположенным снаружи, ниже кормовой части корпуса.

К сожалению, у конструкторов и строителей такого дирижабля была масса проблем, которые нужно было преодолевать, и не менее серьезной из них было постоянное финансовое давление, под которым все время находилась компания.

AEREON-III так никогда и не взлетел. Он разбился в апреле 1966 г. во время выруливания перед испытанием. Внезапный сильный порыв ветра перевернул его через крыло сначала на спину, потом на шасси. Аппарат был сильно поврежден и после попыток отремонтировать его и придать новую форму он был разобран в 1967г.

Развивая этот дирижабельный проект, конструкторы только к 1971 смогли доказать военному ведомству «нужность и важность» такого транспорта. И в рамках программы Aereon были консолидированы лучшие силы инженеров, конструкторов, технологов, ученых-практиков из NASA, Lockheed Martin, American Blimp Corp. и др.

Март 1971 года: первые полеты Aereon-26 на базе испытательного центра FAA в Нью-Джерси.

Военное ведомство США выделило $1 млн. на долгосрочную проработку проекта, который в начале 1990-х перешел в стадию НИОКР и создания опытного 8-метрового воздухоплавательного «крыла», воздушного судна Aereon-26.

После пробного полета заказчик просил продолжить работы и через 5 лет создать 250-метровый дирижабль-гигант. Aeron 26 совершил несколько полетов даже без заполнения газом, но не смог вдохновить спонсоров на финансирование следующей, уже гигантской модели.

На этом история дирижаблей не окончена. Разрабатываются, изготавливаются новые аппараты. О них я расскажу в другой раз…