ЖАНРЫ

Жесткие дирижабли. Создание. Секреты. Боевое применение
Шрифт:

Через три года в 1855 году Анри Жиффар, видимо получив соответствующее финансирование совместно с кочегаром предпринял полёт на построенном им новом дирижабле ёмкостью 3700 м^3, превосходящий предыдущий на 50 процентов, при длине 70 метров и наибольшем поперечнике в 10 метров, снабжённый более мощным паровым двигателем. Во время полёта оболочка дирижабля из-за конструктивных недостатков начала выскальзывать из сетки, к которой была прикреплена гондола, однако воздухоплавателям удалось плавно опуститься на землю до того, как оболочка окончательно отделилась.

В дальнейшем Жиффар приступил к разработке проекта дирижабля ёмкостью в 220000 м^3 при длине 600 метров. Его скорость, по расчётам автора, должна была составлять до 72 км/ч. Паровая машина должна была питаться от двух котлов, топливом для одного из которых служил керосин 6 , а для другого светильный газ из оболочки дирижабля. В процессе работы именно над двигателем для нового огромного дирижабля Анри Жиффар изобрёл паровой инжектор, получивший впоследствии широкое распространение в промышленности, так что решение одной задачи послужило локомотивом для многих других более практических. Благодаря этому изобретению Жиффар смог заработать значительное состояние. Однако обстоятельства (в частности, ухудшившееся зрение) воспрепятствовали реализации проекта громадного дирижабля, который был более рекламной акцией возможностей, нежели реальным техническим решением, или мы что-то не знаем, что знал Анри Жиффар.

6

Керосин применяют как реактивное топливо в самолётах и ракетах (авиационный керосин), горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов (керосин осветительный), в аппаратах для резки металлов, как растворитель (например, для нанесения пестицидов), в качестве рабочей жидкости в электроэрозионных станках, сырья для нефтеперерабатывающей промышленности. Горючая смесь жидких углеводородов с температурой кипения от +150 до +250 °C, прозрачная, бесцветная, слегка маслянистая на ощупь, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.

В недалеком будущем от 1852 года, а именно 8 октября 1883 года, через полтора года с момента смерти Анри Жиффара, произошел полет другого талантливого французского авиатора Гастона Тиссандье – химика, метеоритика 7 , воздухоплавателя, писателя и издателя. Он был вице-президентом французского Общества воздухоплавателей, профессором Политехнического Союза и кавалером ордена Почётного легиона.

Портрет Гастона Тиссандье (21 ноября 1883 года – 30 августа 1899 года) и его полет 8 октября 1883 года.

7

Основы научной метеоритики заложил Эрнст Хладни (1756-1827), уже достаточно известный к тому времени немецкий физик-акустик. По совету своего друга, физика Г.Х. Лихтенберга, он занялся сбором и изучением описаний болидов, и сравнением этой информации с той, что была известна о найденных камнях.

Создавал Гастон не один, а со старшим братом Альбером Тиссандье построили дирижабль в форме блимпа 8 веретенообразной формы, длиной 27 метров и диаметром 9 метров, c оболочкой объёмом 1060 м3. В баллоне присутствовал автоматический клапан для сброса избыточного давления, вызванный как излишним содержанием водорода, так и увеличением его объема от нагрева солнечным светом. Вес баллона не превышал 180 килограмм. Под оболочкой располагалась лёгкая и прочная открытая гондола в форме клетки, с каркасом из легкого бамбука, переплетённого по низу канатом и стянутого медной изолированной проволокой. Размер клетки 2х2 метра, высотой в 3 метра. Благодаря использованию облегченных материалов удалось добиться веса гондолы без оборудования всего в 100 килограммов.

8

Блимп – неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами – мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух.

Обшивка дирижабля выполнена из перкаля 9 , материала к тому времени широко распространенному в изготовлении парусов для военных кораблей 10 , с нанесенным при шлихтовании 11 клеящим слоем. За такое использование перкаль получил шуточное прозвище «детская пелёнка авиации». Широко применялся в последующем для обшивки фюзеляжей самолетов, производстве туристических палаток, постельного белья и женской одежды. В общем даже на настоящий момент перкаль – вполне востребованный и современный материал.

9

Перкаль (фр. Percale) хлопчатобумажная ткань повышенной прочности из некручёных нитей. Строго говоря, слово «перкаль» в русском языке относится к женскому роду, однако в контексте применения в авиации (см. ниже) это слово чаще используется в мужском роде. Изготавливается из средних (№ 36—60) и тонких (№ 60—100) номеров бумажной пряжи; в последнем случае называется также бумажным батистом. Плотность от 3500 до 6500 нитей на 1 м (90-160 нитей на 1 дм).

10

Первое применение тканей, попадающих под определение «перкаль», относится к 1774 году, когда Анн-Робер-Жак Тюрго, барон д’Ольн, в тот момент государственный секретарь по флоту Франции, попытался использовать хлопчатобумажную ткань, пропитанную льняным маслом, для изготовления парусов. Но, ввиду большой потребности в льняном масле, внедрение перкалевых парусов затянулось до 1806 года, когда на флот пошли хлопчатобумажные паруса, пропитанные органическими смолами. Royal Navy, в свою очередь, пришел к использованию перкалевых парусов в 1814 году.

11

Шлихтование – нанесение на нити основы тонкого слоя клеящего состава (шлихты).

Фотография Альберта Тиссандье, слева, Гастона Тиссандье и третьего неопознанного мужчины и двигатель типа Сименс.

Гондола крепилась к блимпу стропами, для управления установлен небольшой косой парус, как на маломерных судах. Но Гастон наполнил свой воздушный шар не светильным газом, а водородом получаемым на специально им спроектированном заводе, и установил не громоздкий паровой, а электрический двигатель Сименса, питаемый энергией от аккумуляторов, весивший всего двадцать килограммов, сделанный для вращения пропеллера, который состоял из пары лопастей, каждый длиной примерно метр.Аккумулятор, двигатель и пропеллер поддерживались на легкой платформе, подвешенной на сетке. Циолковский упомянул в своей работе: «Дирижабль, стратоплан и звездолёт как три ступени величайших достижений СССР: «Старинный дирижабль Жиффара(1852 года) – сгораемый, мягкий, без воздушных отделений, с изменяющимся объемом, с паровым двигателем, воздушным винтом, рулями и предохранительным клапаном. Преимущество его в том, что оболочка с газом, свободно расширяясь и сжимаясь, сохраняет свою подъемную силу неизменной на всякой высоте и при всяком изменении температуры и давлении атмосферы.При этом необходимо, чтобы вне и внутри дирижабля температура и давление были одинаковы или приблизительно одинаковы, разность температуры должна быть неизменной. Первое условие соблюдается, пока аэростат не надуется до отказа. Разность же температур то увеличивается, то уменьшается. От действия солнца разность увеличивается, а когда солнце скрывается за облака эта разность убывает. Отсюда первый недостаток такого мягкого дирижабля, заключающийся в том, что в зависимости от погоды дирижабль то падает, то устремляется в высь».

В 1881 году удлиненный аэростат был выставлен на Электрической выставке 12 , и изобретателю была присуждена бронзовая медаль. Сама выставка для своего времени была уникальным событием и на ней собраны все новинки электротехники того времени. В частности, демонстрировалось: освещение Яблочкова 13 и первая динамо-машина Зеноба Грамма, а также Томас Эдисон представил запатентованную им лампу с угольной нитью. В одном из залов играл стереофонический театрофон 14 . Вернер фон Сименс представил первый электрический трамвай, Александр Белл – первый коммерческий телефон. Марсель Депре продемонстрировал электрическую распределительную сеть, Густав Труве – экспериментальный электромобиль. Причем уже тогда сложилась диспропорция в том плане, что Англия, Франция и США разрабатывали товары для массового применения в промышленности, а русские ограничились байками о некой секретной субмарине, которая работает на электрическом токе, внутри все освещено, и предназначена для минирования подводных частей кораблей противника, но продемонстрировать они её не могут.

12

Первая электрическая выставка, состоявшаяся в парижском Дворце индустрии на Елисейских Полях с 15 августа по 15 ноября 1881 года. Одновременно с выставкой в августе в Париже проходил Международный конгресс электриков.

13

Павел Николаевич же мастерил новые регуляторы для дуговых ламп, совершенствовал аккумуляторы Планте. Яблочков и Глухов провели опыты по освещению площади большим прожектором, установленным ими на крыше дома. … 23 марта 1876 года Яблочков получил французский патент на свое самое выдающееся изобретение – электрическую свечу.

14

Театрофон – система Клемента Адерадля стереофонической передачи оперных и театральных представлений через телефон. Он был впервые представлен в Париже в 1881 году.

Но вернемся к дирижаблю, или удлиненному аэростату братьев Тиссандье. Аппарат достиг скорости около трех метров в секунду или 10,8 километра в час! Воодушевленный этим успехом, Тиссандье взялся за строительство нового аэростата, достаточно большого, чтобы поднять двух или трех человек в дополнение к весу двигательного аппарата и других принадлежностей. Эта задача была связана с большими затратами денег, помимо времени, труда и мысли, дарованных изобретателем. Тщетно он пытался организовать компанию с капиталом в двести тысяч франков с целью строительства аэростата мощностью в три тысячи кубометров (в три раза больше предыдущего), но план не был достаточно перспективным для получения больших дивидендов, чтобы быть привлекательным для инвесторов. То-есть даже в голове ученый того времени не был простым мечтателем, а предлагал проект с экономической составляющей, под который состоятельные инвесторы выделяли средства и ждали получения дивидендов. По-другому в обществе с развитой экономикой и экономически активными гражданами быть не могло. Это не то государство которое выкидывает деньги на не осуществимые проекты.

Вернемся к возможностям дирижаблей не только подниматься вверх и двигаться поступательно, а также зависать и опускаться, когда в этом возникнет необходимость. И тут нам на помощь приходит такое изобретение как баллонет, а именно шар внутри шара. Первым подобное осуществил французский математик и дивизионный генерал Жан Батист Мари Шарль Мёнье. Считается изобретателем дирижабля, причем аж в последние годы своей жизни, а именно до 1793 года. Причем его детище снабжено не только баллонетом, но и тремя воздушными винтами, которые должны были приводить в действие 80 человек!

Дирижабль Мёнье, 1784 г.

Изменяя объём газа в аэростате путём использования баллонета, можно было регулировать высоту полета дирижабля и поэтому он предложил две оболочки – внешнюю основную и внутреннюю, в которую закачивался воздух. В дирижабле были предусмотрены горизонтальные стабилизаторы и подвеска гондолы на трёх стропах имелась также полужёсткая ферма в нижней части внешней оболочки дирижабля. Описание дирижабля Мёнье скупы, а сведения противоречивы. Удалось узнать длину 84 метра и объем 1700 м3, но это меньше, чем у Анри Жиффара на 47 процентов, при вдвое большей длине, и на 70 процентов больше, чем у первого аппарата Тиссандье длинной всего 27 метров. Так что ни о каких 80 человеках буквально речи быть не может, а возможно в ходу в то время была вместе с лошадиной и человеческая 15 сила? Тогда мощность двигателя аппарата Мёнье вполне возможно могла составлять 80 х 100 = 8000 Ватт или 10,8 лошадиные силы на три винта, что вполне сопоставимо с тремя лошадиными силами и одним винтом изобретателя Анри Жиффара. Но как так получилось, что более передовой дирижабль Мёнье поднимался в воздух в 1784 году, а получается меньший и с более слабой машиной аппарат Жиффара в 1852 году? Тут нам на помощь приходит сравнение биографий Наполеона 1-го и 3-го и возможно, просто у изобретения Мёнье неправильная датировка, тем более он использовался 15 июля 1874 года, для переброски из Сент-Клу, где находилась резиденция французских королей в Медон, поближе к обсерватории и железной дороге Луи Филипа II герцога Шартрского, представителя законной власти погибшего на гильотине, 6 ноября 1793 года (арестован 4 апреля) и с этого года, когда 21 января был казнен еще и Людовик 16-й был введен новый республиканский календарь 5 октября 1793 года, запомним данное обстоятельство.

15

Мощность человека равна от 90 до 150 Вт. Так светит яркая лампочка. Но это в 5-8 раз меньше лошадиной силы.

Портрет Луи Филипа II и Большой каскад в Сен-Клу в 1845 году.

Полет продолжался 45 минут, и высота достигла 4500 метров, а на такой высоте возникает кислородное голодание 16 и дирижабль ужасно расширился из-за отсутствия воздушного клапана, и готов был взорваться. Самому герцогу пришлось надрезать оболочку, чтобы выпустить часть газа и заставить аппарат опуститься. Следовательно, дирижабль Мёнье использовался для переброски представителя проигравшей стороны, вот его и отодвинули в прошлое со своим изобретением как неудобного. Но не сам Жан Батист – генерал, отвечающий за береговую оборону и математик, сформулировавший теорему о кривизне поверхностей и занимающийся расчетами по геликоиду 17 создал свой дирижабль, в этом ему помог ученый Жак Шарль (1746 – 1823) изобретениями которого мы пользуемся и сейчас. Назовем некоторые из них:

16

То есть кислород на высоте просто хуже усваивается организмом. На пляже у теплого моря кровь в состоянии вобрать 96-98% кислорода. А на высоте 2 км – только 92%, на высоте 4 км (пик Боткина, г. Туманная) – 85%, на 5,5 км (Эльбрус) – 80%, на высоте Эвереста (8848 метров) – 60%. Однако венозная кровь везде одинакова по содержанию кислорода. … «С дыханием вообще интересно. На высоте оно переходит из-под контроля вне сознательной деятельности частично под контроль сознания. То, что нужно дышать, ощущаешь так же, как больной зуб, и помнишь об этом постоянно, даже во сне, потому что пауз между вдохом и выдохом быть не должно».

17

Геликоид – винтовая поверхность, описываемая параметрическими соотношениями, то есть образованная движением прямой, вращающейся вокруг перпендикулярной к ней оси и одновременно поступательно движущейся в направлении этой оси, причём скорости этих движений пропорциональны. Геликоид является минимальной поверхностью линейчатой поверхностью.

Поделиться с друзьями: