6 мая 1937 т. в американский город Лейкхерст прилетел из трансатлантического рейса крупнейший немецкий дирижабль «Гинденбург». Воздушный корабль уже снижался, когда внезапно, без всякой видимой причины, на нем возник пожар, быстро распространившийся по всему корпусу; вслед за тем последовал сильный взрыв, и гигантский дирижабль, объятый пламенем, упал на землю.
По мнению авторитетных специалистов, катастрофа была вызвана атмосферным электрическим разрядом, воспламенившим водород в корпусе воздушного корабля.
Дирижабль «Гинденбург» был далеко не первой и не последней жертвой атмосферного электричества. Так, например, в прошлом году во время манёвров близ Берлина неожиданно взорвалось шесть привязных аэростатов, остатки которых с шумом полетели вниз.
Известно и много других случаев гибели дирижаблей и аэростатов от атмосферного электричества. Недаром оно считается настоящим бичом воздухоплавания.
 |
| На высоте всего лишь 60 метров, перед самым приземлением, в кормовой части «Гинденбурга» вспыхнул пожар. |
 |
| Огонь быстро распространялся по огромному дирижаблю. («Гинденбург» был длиной почти в четверть километра и высотой в двенадцатиэтажный дом.) Кормовая часть корабля стала разламываться, нос задрался в небо... |
 |
| ...последовал сильный взрыв, и гигантский дирижабль, объятый пламенем, упал на землю. |
Механика воздействия атмосферного электричества на аэростаты и дирижабли давно привлекает внимание воздухоплавателей. В этой области не все ещё изучено и раскрыто, однако многое уже стало достоянием науки.
*
Атмосферные электрические заряды обычно возникают на оболочках аэростатов и дирижаблей. Подобная электризация совершается как при наполнении оболочки газом, так и во время полёта воздушного корабля. Одно время считали, что в первом случае это происходит вследствие трения водорода о материю, а во втором случае — в результате трения оболочки о воздух.
Последние научные исследования говорят о другом; электрические заряды возникают на оболочке вследствие трения о неё атмосферной пыли — мельчайших твёрдых частиц, постоянно содержащихся в воздухе во взвешенном состоянии. Этих частиц в атмосфере чрезвычайно много. В сухую погоду один кубический сантиметр воздуха содержит почти 130 тыс. пылинок; после дождя это количество уменьшается всего в три-четыре раза. Такие же пылинки всегда имеются и в водороде. Они-то и вызывают электризацию оболочки.
Иногда при быстром снижении аэростат обгоняет выброшенный для торможения балластный песок. Песчинки, ударяя по оболочке, также вызывают на ней электрические заряды.
 |
| Еще в 1912 г. немецкий морской цеппелин «Л-2» был уничтожен пожаром, возникшим вследствие разряда статического электричества. |
Почему же происходят взрывы?
Оболочка воздушного корабля изготовляется обычно из прорезиненной материи, которая не проводит электричества. Именно поэтому отдельные участки оболочки, будучи как бы изолированными друг от друга, заряжаются электричеством неодинаково, и между ними образуется разность потенциалов. Когда разность потенциалов достигает значительной величины, между отдельными точками возникает искрение. Такой же процесс может происходить и внутри корпуса дирижабля.
В матерчатой оболочке иногда бывают тончайшие отверстия, через которые водород просачивается наружу и смешивается с воздухом. А смесь водорода и кислорода воздуха в определённой пропорции представляет собой, как известно, гремучий газ. Достаточно едва заметной искры, чтобы произошёл взрыв.
Как же можно защитить воздушный корабль от гибельного влияния атмосферного электричества? Напрашивается мысль, что для этого лучше всего отказаться от опасного водорода. Можно ведь наполнять оболочки дирижаблей гелием, газом не горючим. Так обычно и поступают теперь при строительстве гигантских воздушных кораблей.
Но гелий — очень дорогой и редкий газ; он добывается пока в небольших количествах. А водорода можно добывать сколько угодно; он дёшев и обладает большей подъёмной силой, чем гелий.
Правда, можно наполнять аэростаты нагретым воздухом, как поступали первые воздухоплаватели, братья Монгольфье. В прошлом году был произведён подъем на таком аэростате до высоты 7 тыс. метров. Однако такие полёты не могут быть продолжительными.
Поэтому внимание специалистов направлено к тому, чтобы обезопасить воздухоплавание при наполнении оболочек водородом.
В некоторых странах изыскиваются, например, такие примеси к водороду, которые делали бы его невоспламеняющимся. Эти поиски пока ещё не дали определённых результатов.
А между тем воздухоплавание настоятельно требует защиты от атмосферного электричества. Особенно нуждаются в этом стратостаты. Когда стратостат спускается, то внешнее давление воздуха непрерывно возрастает, водород сжимается, и большая часть оболочки оказывается освобождённой от газа; внутрь неё входит воздух. Смешиваясь с водородом, он образует гремучий газ. В то же время нижняя полусфера стратостата беспорядочно свисает и непрерывно колышется ветром; в результате она электризуется, появляются искры, и может произойти взрыв. Так погиб, например, в 1934 г. американский стратостат «Эксплорер-1».
 |
| 28 июля 1934 г. у находившегося в воздухе американского стратостата «Эксплорер-1» образовался разрыв оболочки, и стратостат стал быстро опускаться. Вскоре после момента, изображенного на снимке, оболочка была уничтожена взрывом. Гондола камнем полетела на землю. Стратонавты Кепнер, Стивенс и Андерсон спаслись на индивидуальных парашютах. |
*
Как же защищают современные воздушные корабли от атмосферного электричества? Практически дело сводится к отведению электрических зарядов с оболочек дирижаблей и стратостатов, т. е. к устройству своеобразных громоотводов.
Но чтобы отводить электрические заряды с матерчатых прорезиненных оболочек, необходимо прежде всего сделать эти оболочки хорошими проводниками электричества. Для этого пользуются десятипроцентным раствором хлористого кальция, которым промазывают материю. Хлористый кальций жадно впитывает из воздуха влагу, и материя начинает проводить электричество.
Известный бельгийский стратонавт, профессор Пикар, перед своими полётами покрывал оболочку стратостата слоем графита, но этот способ имеет существенный недостаток: графит легко осыпается с материи.
Когда материя становится электрически проводимой, то появляется возможность отводить электричество с оболочки.
Как же отводится электричество? Ведь обычно громоотводы требуют заземления. В данном случае применяются особые разрядники, отводящие электричество в воздух. Рассмотрим их устройство.
От газового клапана, расположенного у верхнего полюса сферического аэростата, вниз по образующей тянется изолированный металлический провод. Он свободно свисает с оболочки и заканчивается разрядником. Разрядник представляет собой небольшой медный конус, свисающий книзу своим острием. С него и стекают электрические заряды, собирающиеся на оболочке стратостата.
Ещё знаменитый американский учёный Вениамин Франклин открыл почти 200 лет назад удивительное свойство металлических остроконечий — хорошо отдавать в пространство электричество. На этом принципе и основано устройство конусного разрядника.
В момент приземления стратостата разрядник, находящийся ниже гондолы, первым касается земли и в этом случае исполняет роль обычного громоотвода.
В последнее время конструируются новые, более совершенные разрядники, в частности радиоактивные. Основной деталью радиоактивного разрядника служит небольшая металлическая пластинка, покрытая слоем полония. Полоний — радиоактивный металл, он обладает свойством ионизировать окружающий его воздух. А ионизированный воздух хорошо проводит электричество.
Между прочим, по этой причине в стратосфере опасность электризации оболочек минимальна, так как на больших высотах космические лучи сильно ионизируют воздух.
*
Автору статьи удалось наблюдать действие конусного разрядника на высоте.
В июне прошлого года воздухоплаватель Б. А. Невернов отправился на свободном аэростате в ночной учебный полет с учлетом Ф. Гладковым и автором этой статьи.
Сначала аэростат относило на запад, но вскоре воздушные потоки направили его в обратную сторону. На западе формировались мощные грозовые облака.
Вскоре совсем потемнело, земля скрылась в густой мгле. Неожиданно Гладков заметил какой-то огонёк, мерцавший позади гондолы. Это светился конус разрядника. За бортом раздавался характерный треск сильного электрического разряда, с конуса слетали искры. Вскоре экипаж заметил искрение в двух местах на проводе. В воздухе почувствовался запах горящей резины.
Аэростат находился на высоте 180 метров, Командир т. Невернов выбросил за борт мешок балласта, и аэростат быстро пошёл вверх. Через несколько минут искрение прекратилось, и экипаж облегчённо вздохнул.
Командир аэростата поступил правильно, решив подняться: открывать клапан, чтобы выпустить газ и снизиться, было рискованно, так как искра могла появиться и в клапане.
Об этом интересном явлении, которое наблюдал экипаж, было сообщено в Физический институт Академии наук СССР. Научные сотрудники института высказали предположение, что экипаж наблюдал весьма редкое явление — так называемую электрическую корону. Видимо, аэростат попал в грозовое облако, что вызвало чрезвычайно высокое напряжение на разряднике.
Таким образом, в данном случае разрядник выполнил свою задачу — он отвёл электричество с оболочки аэростата в воздушное пространство.
Однако не всегда разрядник оправдывает своё назначение, особенно во время грозы; поэтому воздухоплавателям приходится всегда учитывать состояние погоды.
Но атмосферное электричество опасно не только в случае грозы. По металлическому тросу привязного аэростата даже в самую ясную погоду тычет электрический ток. По существу, привязной аэростат представляет тот же змей, которым Франклин ловил молнию, только несравненно больших размеров.
Вот почему наземная команда, обслуживающая привязной аэростат, прибегает к особым мерам предосторожности.
*
Нет сомнений, что в скором времени будут найдены весьма надёжные средства защиты дирижаблей и аэростатов от атмосферного электричества, что поможет дальнейшему расцвету воздухоплавания.
Комментариев нет:
Отправить комментарий