Дирижабли

Инж. Н. ВИНОКУР

Дирижаблями называются летательные аппараты легче воздуха, т. е. такие, у которых подъем и поддержание в воздухе обусловливаются наличием внутри аппарата легкого газа (обычно водорода, значительно реже — гелия). Эта основная особенность дирижаблей резко отличает их в отношении внешнего вида, конструкции и характеристик от аппаратов тяжелее воздуха, в первую очередь самолетов.

Современные дирижабли состоят в основном из корпуса, сделанного из легкой материи и содержащего газ (в самое последнее время появились дирижабли с металлическим корпусом); гондол (одной или нескольких), в которых помещаются пассажиры, груз, команда, приборы управления, моторы с винтами, и оперения, т. е. расположенных в кормовой части корпуса плоскостей, обеспечивающих устойчивость и управляемость в полете.

По конструктивному признаку современные дирижабли можно разделить на три основных типа: мягкий, полужесткий и жесткий.

В дирижаблях мягкого типа оболочка корпуса изготовляется целиком из материи и не содержит или почти не содержит никаких металлических деталей. Гондола, как правило, одна, и в ней помещаются управление, винтомоторная группа, команда и пассажиры. Достоинства мягкого дирижабля — простота устройства, дешевизна и быстрота проектирования, постройки и сборки и удобство эксплуатации. Но дирижабли мягкого типа имеют и свои недостатки, объясняющиеся особенностями конструкции. Это сравнительно небольшие полезная нагрузка, радиус действия и скорость (примерно 60—80 км в час). Объем мягкого дирижабля, определяющий собой количество подъемного газа, а следовательно и подъемную силу, обычно невелик —  несколько тысяч куб. метров.

Основное назначение мягких дирижаблей —  подготовка кадров строителей и пилотов. Но мягкие дирижабли имеют не только учебное значение. Пример в этом смысле показывают США, где наряду с гигантскими жесткими первыми цельнометаллическими образцами немалое внимание уделяется и дирижаблям мягкого типа. Выстроенная в США эскадра маленьких мягких дирижаблей фирмы Гудьир («Пуритан», «Пильгрим», «Дефендр» и др.) выполнила за несколько лет огромную транспортную работу (главным образом по пассажирским перевозкам). Таким образом практика подтвердила широкие возможности даже маленьких дирижаблей.

Полужесткий дирижабль отличается от мягкого, главным образом, тем, что вдоль нижней части корпуса его, от носа к корме, проходит сплошная металлическая балка, называемая фермой или килем. Подобная конструкция, несмотря на некоторое усложнение и утяжеление, дает ряд серьезных преимуществ по сравнению с мягким типом. Особенно важно увеличение прочности.

Полужесткие дирижабли строятся обычно больших кубатур (объемов), чем мягкие, и поэтому имеют лучшие качества. Их скорость достигает 90—110 км в час, полезная нагрузка также выше, чем у мягких кораблей. Утяжеление от наличия киля компенсируется увеличением объема для подъемного газа. Полужесткие дирижабли имеются во многих странах (Германии, Франции, США, Япония), но наибольшего развития и успеха они достигли в Италии, где выстроены десятки воздушных кораблей этого типа.

Итальянский полужесткий дирижабль N 1 (по имени его главного конструктора инж. Нобиле) является лучшим. Его объем — 18 500 куб. метров, длина —106 метров. N 1 имеет четыре гондолы: гондолу управления, расположенную в передней части корпуса, и три моторных.

Первый выстроенный дирижабль марки N 1 «Норвегия» проделал в 1926 г. совершенно исключительный арктический перелет через Северный полюс из Шпицбергена в Аляску. «Норвегия» продержалась в воздухе свыше трех суток и покрыла за это время 5 000 км.

Повторенный в 1928 г. перелет дирижабля марки N 1 «Италия» по этому же маршруту закончился, как известно, катастрофой. Участники перелета, попавшие на льдину, были спасены советской экспедицией на ледоколе «Красин». Однако, трагический конец «Италии», как показало следствие, не опорочил ни качества полужестких дирижаблей, ни широких возможностей их применения в Арктике.

Третьим, наиболее сложным и в то же время наиболее совершенным типом дирижабля является жесткий. В отличие от мягкого и полужесткого, жесткий дирижабль имеет обязательно металлический скелет, называемый каркасом, который должен сохранять неизменяемую форму и обеспечивать прочность. Снаружи каркас обтянут матерчатой оболочкой, «обтяжкой». Подъемный газ помещается не в самой оболочке, как в дирижаблях мягкого и полужесткого типа, а в специальных газовых баллонах, размещенных внутри каркаса.

«Внутренность» большого жесткого дирижабля. На переднем плане — балочки стрингеров и шпангоутов

Каркас и самостоятельные газовые баллоны — главные отличительные особенности жесткого типа.

Жесткие дирижабли имеют во много раз больший объем, чем мягкие и полужесткие типы. Объемы в 100—200 тыс. куб. метров становятся сейчас уже обычными. По последним сообщениям иностранной печати имеются проекты и в 300 тыс. куб. метров.

Полезная нагрузка жесткого дирижабля —  несколько десятков тонн. Заканчивающийся сейчас постройкой последний германский дирижабль LZ-129 «Гинденбург» будет иметь свыше 100 тонн полезной нагрузки.

Скорость жестких дирижаблей колеблется от 120 до 130 км в час, но есть основания полагать, что в самое ближайшее время скорость достигнет 140—150 км в час.

Чрезвычайно сложное производство жестких дирижаблей пока освоили лишь три страны: Германия, Англия и США. Ведущей страной в жестком дирижаблестроении является Германия. В США и Англии строительство жестких дирижаблей не получило такого размаха, как в Германии. Кроме того, ни Англия, ни США не сумели еще как следует наладить эксплуатацию дирижаблей и у них сравнительно нередки тяжелые катастрофы.

Кабина управления большого дирижабля

Примером непревзойденно успешной эксплуатации дирижаблей может служить работа выпущенного в Германии в 1928 г. «Графа Цеппелин», объемом в 105000 куб. метров. Этот дирижабль успел побывать почти во всех странах мира, в том числе и в СССР. В 1929 г. он совершил труднейший кругосветный перелет через СССР, Японию, Тихий океан, Северную Америку и Атлантический океан, сделав всего три посадки. В 1931 г. этот дирижабль осуществил чрезвычайно плодотворную арктическую экспедицию, в которой активное участие принял ряд советских ученых во главе с проф. Самойловичем.

За последние годы «Граф Цеппелин» совершил свыше 60 рейсов из Европы в Америку. Дирижабль значительно сокращает время путешествия даже по сравнению с самыми быстроходными морскими судами.

При всем этом нужно отметить, что «Граф Цеппелин» далеко не самый крупный жесткий дирижабль. Уже после него были выпущены воздушные корабли значительно большего объема. В Англии были выпущены R 100 и R 101 по 140 000 куб. метров, в Америке «Акрон» и «Мекон» по 184 000 куб. метров и, наконец, в Германии должен войти сейчас в строй крупнейший гигант «Гинденбург» объемом до 200 000 куб. метров.

Следует упомянуть еще и о совершенно новом типе дирижабля, появившемся в самые последние годы в Америке — о дирижабле с цельнометаллической оболочкой.

Американский крупный жесткий дирижабль пришвартовывается к плавучей причальной мачте

Посадка дирижабля «Граф Цеппелин» на воду

Идея замены неудобной во многих отношениях матерчатой оболочки металлом насчитывает за собой десятилетия. Отсутствие достаточно подходящего металла для такой ответственной части дирижабля, как оболочка его корпуса, неразработанность технологического процесса производства, наконец, неясность условий работы металла, — все это тормозило создание цельнометаллических дирижаблей.

Американцы, после окончания империалистической войны уделившие особенно большое внимание развитию собственного дирижаблестроения, в течение ряда лет провели большую научно-исследовательскую работу по изучению возможности постройки цельнометаллических дирижаблей. В результате этой работы впервые в истории были выпущены в воздух два опытных дирижабля малой кубатуры с цельнометаллической оболочкой («Сити-оф-Глендаль» и ZMC-2).

*

Какие же достижения и перспективы в строительстве дирижаблей имеет наша страна? Естественно, что, приступив к систематическому дирижаблестроению всего 2—3 года назад, мы за такой короткий срок не сумели сразу догнать передовые капиталистические страны, имеющие многолетний опыт в этой сложнейшей области техники.

Советское дирижаблестроение началось с мягких дирижаблей. Первые наши четыре корабля В-1, В-2, В-3 и В-4 — все мягкого типа. Несмотря на отсутствие опыта, наши мягкие корабли довольно удачны, и, по данным испытаний, некоторые из них могут конкурировать по своим летным качествам даже с аналогичными американскими.

Советский легкий дирижабль В—3 на старте

Первые наши мягкие корабли сыграли огромную роль в подготовке строительных и летных кадров. Кроме того они совершили большое количество полетов, причем некоторые на значительные расстояния (в Севастополь, Казань и др.). Для таких маленьких дирижаблей эти полеты являются довольно серьезным достижением.

Пройдя неизбежный и в то же время насущно необходимый этап строительства мягких кораблей, мы тем самым создали предпосылки строительства более сложных и совершенных систем.

Нами уже выстроены и выпущены в воздух два первых полужестких дирижабля —  маленький, так сказать «пробный», корабль В-5 (построен в 1933 г.) и первый в СССР дирижабль средней кубатуры В-6, объемом в 18000 куб. метров (выпущен к XVII годовщине Октябрьской революции).

Полужесткий дирижабль В-6 представляет большой хозяйственный интерес. Этот дирижабль может поднять в воздух 20-25 пассажиров. В 1935 году он будет поставлен на первую в СССР опытную дирижабельную линию, соединяющую Москву со Свердловском.

Первый советский дирижабль средней кубатуры В — 6 (полужесткой системы)

В настоящее время мы проектируем, строим и испытываем опытные образцы деталей и осваиваем технологический процесс строительства двух цельнометаллических дирижаблей принципиально различных систем. Один по типу американского корабля ZMC-2 с той лишь разницей, что вместо металла альклад мы применяем нержавеющую сталь и вместо клепки — сварку. Другой дирижабль не имеет ничего общего с заграничными образцами и является оригинальной конструкцией знаменитого русского ученого Константина Эдуардовича Циолковского. Дирижабль его системы отличается рядом весьма существенных новшеств — переменный объем, подогрев газа, гофрированная обмотка, отсутствие необходимости в эллинге. В случае, если будет доказана правильность всех предварительных подсчетов и предположений (а есть серьезные основания полагать, что так действительно и будет), конструкция К. Э. Циолковского сможет произвести подлинную революцию в дирижаблестроении.

Сейчас мы стоим перед новой весьма трудной и ответственной задачей — постройкой советских жестких дирижаблей.

*

Рассмотрим теперь вкратце проблему подъемного газа для дирижабля. От этого в значительной степени зависит перспектива применения дирижабля в той или иной стране.

Монопольными газами для дирижаблей являются водород и гелий. Будучи чрезвычайно легкими, они в то же время обладают весьма различными качествами. Водород отличается значительной подъемной силой (один куб. метр, водорода поднимает в нормальных условиях 1,1 кг), большим распространением в природе и дешевизной. Но при всех этих достоинствах, водороду присущ один очень существенный недостаток: в смеси с воздухом он огнеопасен. Из истории воздухоплавания мы знаем о ряде катастроф, вызванных именно этим свойством водорода.

Гелий по сравнению с водородом имеет несколько меньшую подъемную силу (один куб. метр гелия поднимает 1 кг). Он значительно меньше распространен в природе, весьма дорог, но зато как инертный газ не представляет никакой пожарной опасности. Единственная страна, которая имеет гелий, наладила его добычу и наполняет им дирижабли —  США.

Большой жесткий дирижабль в полете

Американский военно-морской дирижабль выпускает в полет самолет

"Граф Цеппелин" рядом с одним из маленьких мягких дирижаблей эскадры "Гудъир"

Но и основной недостаток водорода —  опасность в пожарном отношении — не так уже велик при технически квалифицированной и рационально поставленной эксплуатации. Лучшим примером здесь может служить Германия. При интенсивной работе дирижаблей на протяжении десятилетий Германия не знает катастроф.

И только при военном применении дирижаблей водород является крайне опасным. Развитие зенитной артиллерии и истребительной авиации делает дирижабль, при его больших размерах и сравнительно небольшой собственной скорости, весьма благодарной мишенью для обстрела. В этих случаях наличие в оболочке водорода может сразу привести к катастрофе.

Наиболее подходящим подъемным газом в гражданском применении дирижаблей и даже безопасным при условии правильно налаженной технической эксплуатации является водород. В военном же деле, по всей вероятности, водород будет заменен гелием или, по крайней мере, невоспламеняемой смесью водорода и гелия (по данным канадских опытов смесь, содержащая не более 24 проц. водорода, еще безопасна в пожарном отношении).

*

Каковы перспективы гражданского применения дирижаблей? Прежде всего и в первую очередь — это могучее средство транспорта. Дирижабль, особенно большой кубатуры, это мощный аппарат, забирающий сравнительно большое количество грузов и пассажиров и перебрасывающий их на много тысяч километров. С самолетом дирижабль отнюдь не конкурирует, самолет дает лучшие результаты при переброске сравнительно малых грузов на небольшие расстояния. Дирижабль и самолет лишь дополняют друг друга.

Дирижабль в эллинге

Кроме чисто транспортного значения дирижабль находит широкое применение в различных областях народного хозяйства, например, в аэрофотосъемке, лесном (таксация, борьба с лесными пожарами) и сельском хозяйстве (аэросев, борьба с вредителями), разведка полезных ископаемых, ледовой разведке при совместной работе с ледоколами, в производстве различных научных исследований и т. д. На многих из этих участков возможно даже целесообразнее окажется применение малых и средних кубатур. Очень ценно замечательное свойство дирижабля находиться длительное время в воздухе как при работе моторов на самых малых оборотах, так и при полном выключении моторов.

О возможности военного применения дирижаблей существуют разнообразные точки зрения. Правильным, по всей вероятности, окажется тот взгляд, который критически подходит к выбору участков, где наиболее успешно можно использовать те или иные положительные качества дирижаблей. С этой точки зрения дирижабль в военное время может быть использован с одной стороны на морской службе, а с другой — как удобный военный транспорт.

Сравнительная безопасность применения дирижабля, а также его способность держаться в воздухе на малой мощности и даже при остановленных моторах, открывает весьма широкие перспективы работы на море. Речь идет о разведке, охране берегов, поисках мин, конвоировании коммерческих судов и т. д. Кроме того с дирижаблей можно бомбардировать подводные лодки. После обнаружения подлодки дирижабль может, заняв над ней в воздухе позицию, приобрести ее скорость хода (чего, например самолет не в состоянии сделать) и после этого вероятность попадания бомб будет весьма значительной.

Недавно погибший крупнейший американский дирижабль "Мэкон" у своей причальной мачты

Как военный транспорт, дирижабль интересен тем, что может подымать большие партии груза и перебрасывать их с достаточно значительной скоростью. Не исключена возможность широкого использования дирижаблей и для воздушных десантов на территорию противника. При особо благоприятных обстоятельствах (ночное время или пасмурная погода, попутный ветер в сторону противника) предоставляется возможность перелететь через границу исключительно по ветру, при неработающих моторах, и высадить десятки и сотни человек, либо совершая посадку, либо сбрасывая на парашютах. Освобожденный в течение короткого времени от значительного груза, сам дирижабль должен при этом «забрать» большую высоту, что лишь способствует безопасности возвращения на свою территорию.

В будущей войне ряд стран так или иначе будет применять дирижабли. Пока же официально на вооружении имеют дирижабли только Франция и Америка. В США, между прочим, уже много лет подряд производятся удачные опыты взлета и посадки военных самолетов непосредственно на дирижаблях, играющих в этом случае роль как бы авианосцев. На последних американских дирижаблях-гигантах устроены даже специальные ангары, вмещающие от 4 до 7 самолетов.

*

Однако, несмотря на все свои преимущества, дирижабли на Западе особенно большого применения не получили. В бешеной гонке вооружений капиталистические страны отдали предпочтение самолетам.

Наша страна, не рассматривающая, подобно капиталистическим государствам, каждую новую отрасль техники лишь под углом зрения вооружений, от дирижаблей ждет очень многого. Дирижабль, как удобный, совершенный вид транспорта на большие расстояния, должен связать крупнейшие центры нашей страны с далекими страдающими от бездорожья окраинами (Якутия, Дальний Восток, Арктика и др.). Целый ряд строительств и новых городов при помощи дирижаблей будет лучше связан с культурными центрами страны. Дирижабль в СССР найдет также самое широкое внетранспортное применение в сельском и лесном хозяйстве, в горном деле, в освоении Северного морского пути и т. д.

Старт советского мягкого дирижабля

Развивая молодое советское дирижаблестроение, мы одновременно должны помнить и о возможностях применения дирижаблей для обороны нашей великой родины. Тот факт, что большая часть наших границ —  морская и что фронты наши могут быть значительно удалены, свидетельствует о том, что в случае нападения на СССР дирижабль сможет быть с успехом использован в обороне.