Статья: Аэростаты и дирижабли
А для ученых это настоящий клад. Дирижабли помогают метеослужбам, геологам, нефтяникам Их можно применять как альтернативу непомерно дорогим спутникам, естественно, на низкой орбите — от 10 до 20 км над землей.
Разрабатываются и уже осуществляются проекты применения дирижаблей на других планетах. Так, Феликс Дубинин совместно с сотрудниками Института космических исследований выдвинул и в черновом варианте проработал идею исследований на Венере с помощью аэростатической техники. Дело в том, что атмосфера на высоте 50—60 км имеет вполне приемлемую температуру, близкую к земной (на поверхности — в десятки раз больше), и нормальное давление.
Таким образом, использование пока беспилотных дирижаблей, оснащенных соответствующей техникой, вполне возможно на этой планете. Это намного экономичнее и эффективнее высадки на поверхность дорогих аппаратов, которые собирают ничтожно мало информации и работают чуть ли не считаные минуты. А тепловую энергию венерианской атмосферы можно было бы использовать для работы самого дирижабля (аэростата).
Такие попытки в наше время — уже реальность. В один из визитов на Венеру послали и аэростатический аппарат (французского производства). Эксперимент оказался удачным. А ведь атмосфера есть не только на Венере, но и на других планетах Солнечной системы и некоторых их спутниках. Так что, воздухотехника вполне может покорить и космическое пространство. Для этого, естественно, применяются и технологии несколько иного качества. Например, вместо гелия (к слову, редкого и потому дорого) используют особую смесь, основным компонентом которой является метан.
Производство дирижаблей
Дирижабли строятся почти везде — в США, Великобритании, Франции, Германии, Канаде, Австралии, Новой Зеландии, Китае и других странах. И только в России дирижаблестроение остается чуть ли не на уровне увлечения одиночек-любителей и производства энтузиастами. Конечно, это преувеличенно, потому что есть даже особые предприятия, но масштаб подобной деятельности в нашей стране настолько уступает зарубежной аэронавтике, что сравнивать не приходится.
А ведь дирижабли выгодны как экономически, так и экологически. Они способны перевозить грузы практически любого веса (например, 660 т) и любых размеров — и все-таки до сих пор не находят широкого признания в России. Хотя еще Циолковский в свое время писал: «Сделайте серебряный дирижабль, и он вам будет давать 100% чистой прибыли на затраченный капитал, даже дирижабль из чистого золота даст приличный процент» (из его книги «Аэростат металлический управляемый»).
Проекты предлагаются самые разные. Например, термостат Юрия Ишкова из МАИ. Суть его — в особом двигателе с подогревом газа. Для этого используются специальные горелки и выхлопные газы двигателя. А подъемная сила — упомянутые 660 т. Такой груз дирижабль способен перенести на расстояние 5000 км со скоростью 170 км/ч. Экипаж тоже довольно большой — 24 человека. По проекту Ишкова, аппарат имеет форму диска диаметром 200 м, и рабочее название такого типа моделей термоплан. Частично он наполнен водородом с добавками, которые предотвращают его воспламенение. Подсчитано, что термостат в 5—6 раз эффективнее самолета и в 24 — вертолета. Не стоит спрашивать, есть ли смысл в его использовании.
Или вертостат — гибрид аэростата и вертолета. Разработал его Адольф Ларин. Его аппарат способен поднимать в воздух и производить различные операции с грузами до 40 т, и к тому же он очень маневренный. Проекты суперкрана на 400 т, совершеннейшие киевские дирижабли «Д-1» и «Д-4» (грузоподъемностью соответственно 14 и 125 т), тюменский самолет-дирижабль-вертолет… Большинство из них до сих пор остаются разработками.
И это несмотря на то, что делались чуть ли не официальные заказы. В частности, представители Якутии в 1995 г. заявили, что нуждаются в большегрузных дирижаблях для перевозок руды в Китай и строительства газопровода. Они интересовались, можно ли приобрести или построить на заказ серию подобных аппаратов. В принципе, отвечали им сотрудники НИИ, это возможно. Но кредитов на необходимое предприятие так и не нашлось…
А за рубежом проекты — пассажирские, грузовые, военные — осуществляются, и весьма успешно. Среди них можно отметить «Sentinel-500», который существует в двух вариантах — военный, для патрулирования и борьбы с подлодками (грузоподъемность 30 т) и гражданский, рассчитанный на перевозку 200 пассажиров. Успешно применяются и обрели широкую известность «Skyship-600» на 22 человека и грузовой «Helistat» на 24 т. В Германии возрождаются и совершенствуются цеппелины серий «LZ» (из числа которых был и печально известный «Гинденбург») и «WDL».
Первое место среди стран — производителей дирижаблей занимают Соединенные Штаты Америки. В них изготовление подобной воздухотехники не прекращается с 30-х гг. XX в. Просто там анализируют свои и чужие ошибки и делают соответствующие выводы. А в списке аппаратов, поставленных на производство, можно найти термодирижабли, небольшие воздушные такси, аппараты-гибриды, огромное количество грузовых дирижаблей.
Технологии производства, естественно, тоже совершенствуются. Водород и прорезиненные ткани для оболочки стали достоянием истории. Среди новых применяющихся разработок угленовые композитные конструкции, тедларовые идакроновые оболочки (помимо популярных нейлоновых), двигатели с поворотом оси, технология сжатия гелия для изменения подъемной силы, навигационные системы со стекло-волоконными линиями связи.
Наконец, к услугам разработчиков теперь — совершенные цифровые технологии.
Отличие от других летательных аппаратов
Нужно только отбросить консервативное мнение, что дирижабли — архаичный вид транспорта. Потому что на самом деле это не так. Современные аппараты легче воздуха и действительно по многим качествам конкурируют с самолетами и вертолетами.
Назовем эти качества, чтобы наши утверждения не были голословными. Во-первых, дирижабли в состоянии поднять в воздух и транспортировать груз любого веса и любых габаритов, о чем уже говорилось. И это дешевле, чем использовать для тех же задач самолеты с вертолетами. Во-вторых, они обеспечивают намного большую безопасность. В последнее время аварии грузовых и пассажирских самолетов стали особенно частыми, а в случае с дирижаблями даже отключение всех двигателей сразу не заставит упасть аппарат на землю камнем: постепенное остывание газа и большая площадь самого летательного аппарата решают эту проблему.
По словам одного из конструкторов «Skyship» Роджера Мунка, «если происходит даже полный отказ двигателей при взлете, вы все равно продолжаете подъем. Если моторы останавливаются в полете и корабль остается совсем без энергии, даже электрической, он все равно никуда не падает, а только дрейфует, и пассажиры знай себе наслаждаются видами. Пилот всегда может управлять высотой, выпуская балласт или газ. Посадочная скорость машины всего 16—24 км/ч, и если пилот совсем уж растеряется, то дирижабль может стукнуться о землю — но так, что никто и ногу не вывихнет». Самолеты в этих случаях ведут себя совсем по-другому…
Далее, для дирижабля не требуется разгоночная площадка и вообще какие-то особенные условия для старта, как у вертолета, только, по подсчетам специалистов, применение дирижаблей для тех же целей в 20—30 раз дешевле. То же можно сказать и о посадочной площадке — ею может быть хоть палуба корабля, хоть поляна в лесу. Таким образом, и проблема особых аэродромов оказывается не такой большой.
Экономия вообще является одним из главных факторов, которые определяют преимущества таких летательных аппаратов. Например, намного дешевле стали бы промышленные перевозки, которые сейчас осуществляются при помощи поездов и дорогостоящего оборудования. Примерами могут служить трассы к сырьевым базам на севере страны, перевозки опор высоковольтных линий электропередач. Уменьшение нагрузки на железнодорожные перевозки пищевой продукции и экономия на рефрижераторах (естественный рефрижератор — холод на высоте 3 км) тоже служат хорошими примерами.
Воздухотехника стала популярным видом пассажирского транспорта. Конечно, развитие воздухоплавания не обходилось без отдельных промахов и даже катастроф, в числе которых одно из главных мест занимает гибель «Гинденбурга». Провалы надолго выбивали из колеи. Но все же аэронавтика не умерла. В наше время появляется все больше и больше сторонников этого вида воздушного транспорта и его разнообразного использования. Это объясняется не только тем, что совершенствуются технологии производства, материалы и топливо, но и тем, что аэростатическая техника решает многие трудности, связанные с экологией и в целом с антропогенным влиянием на планету.
Аэростат: общие сведения и история
Представляет из себя довольно простое, хотя и громоздкое сооружение. Оно состоит из шара, сделанного из плотной прорезиненной ткани. Шар наполняется воздухом или водородом (у современных аэростатов также гелием), который подогревается с помощью горелки, установленной на пассажирской корзине (гондоле). Горелка представляет собой калорифер, то есть регулирует температуру. Кстати, это приспособление описано уже в романе Жюля Верна «Пять недель на воздушном шаре», написанном в 1863г. Корзина (на которой, кстати, размещаются и пассажиры, и пилоты) крепится при помощи тросов к шару, по размерам в несколько раз большему. Именно благодаря этому аэростат получил свое второе, неофициальное название — «воздушный шар». Принятое же во всем мире название составлено искусственно из двух греческих слов — «аэр», что значит «воздух», и «статос», то есть «стоящий, неподвижный». Как уже было сказано, первые серьезные проекты летательных аппаратов, которые были бы легче воздуха, были предложены еще в XVII в. Самым первым считается проект священника Франческо де Лана-Терци. Модели таких аппаратов появились только в начале следующего столетия. Существенно положение меняется только во второй половине века, когда широкое применение находит_водород.
Конкурентом братьев Монгольфье был Жак-Александр Сезар Шарль, работу которого финансировала Парижская академия наук. Один из первых аэростатов он запустил с Елисейских полей в 1783 г. Аппарат вез груз тяжестью 8 кг и продержался в воздухе 45 мин., после чего успешно приземлился недалеко от Парижа. Курьезная подробность: крестьяне, ничего не знавшие об экспериментах, страшно испугались «чудища», спустившегося с небес, и в клочья разорвали прорезиненную оболочку.
Вообще, к приземлению аэростатов местные жители в большинстве случаев относились, на наш взгляд, неадекватно. Например, во время приземления одного из воздушных шаров, в числе пассажиров которого была и женщина, фермер, на чью землю упал аппарат, пришел в ярость, несмотря на то что никогда до этого момента аэростатов не видел. От мести земледельца пассажиров спасла только группа школьников, которые объяснили ему, что это_такое.
Многие знают, что по фамилии братьев-изобретателей воздушные шары долгое время называли монгольфьерами. Это название сохранилось и до сих пор для обозначения первых летательных аппаратов такого рода. Но мало кому известно, что применялось и другое название — шарльер. Так назывались аэростаты, наполненные водородом. Естественно, за основу была взят_фамилия_Сезара_Шарля.
Первая женщина отправилась в полет на аэростате «Ле Густав» в 1784 г. во Франции. Ее звали мадам Тибль. Сопровождающим был месье Флёран, и происходил полет в присутствии короля Швеции. Аппарат поднялся на высоту более двух с половиной километров. До Тибль в воздух поднимались четыре другие женщины, маркиза де Монталамбер, графиня де Монталамбер, графиня де Подена и мадемуазель де Лагард. Но они не летали, а только совершили подъем на привязанном воздушном шаре. Это произошло ровно на две недели раньше, 20 мая.
Настоящее путешествие на воздушном шаре осенью того же года совершил итальянский посол Винченцо Лунарди над Великобританией. На шарльере он стартовал в Лондоне, через некоторое время снизился в одной из деревень в графстве Хертфордшир. Там он сбросил балласт и высадил своего кота. Аппарат, естественно, снова поднялся в воздух и пролетел еще несколько миль. На месте посадки аэростата посла поставлена большая мемориальная доска с такой надписью: «Пусть потомки знают и, узнав, удивятся! 15 дня сентября месяца 1784 г. Винсент Лунарди из Лукки в Тоскане, первый воздушный путешественник в Британии, взлетел с артиллерийского плаца в Лондоне и, проведя в воздушных просторах два часа и пятнадцать минут, в этом месте снова ступил на землю. Этот простой монумент на века сохранит память об удивительном предприятии, успешно завершившемся благодаря могуществу разума, человеческой силе духа и достижениям науки, которые Великий Творец всех знаний, взявший под защиту Провидения изобретения человечества, великодушно даровал ему на благо и во имя своей вечной славы».
В самом деле, это было величественное и знаменательное достижение человека. Оно стало значимым не только для того времени, а явилось порогом, открывшим эру воздушных путешествий.
Рекорд несколько иного рода был поставлен англичанином Чарльзом Грином. Он первым совершил 100 полетов на аэростате. Сотый раз он поднялся в воздух в 1832 г., явив собой пример если не энтузиаста нового способа путешествовать, то заядлого спортсмена и человека с завидным постоянством, что само по себе похвально.
Примерно в те же годы началась настоящая экспансия воздуха, причем не просто так, а на дальность путешествия. Например, в 1836 г. экипаж шарльера «Ройал Воксхолл Баллун» (позже переименованного в «Грейт Нассо Баллун») совершил перелет из Лондона в герцогство Нассо, покрыв расстояние_в_772_км.
Уже в то время строители и пилоты аэростатов начали осознавать необходимость управления этими летательными аппаратами. В октябре того же 1784 г. некий Жан-Пьер Бланшар прикрепил к корзине шестилопастный винт. Его нужно было вращать вручную. Само собой, такой способ приведения аппарата в движение оказался абсолютно неэффективным.
Для продления времени полета часто использовали сброс балласта. В его качестве обычно выступали мешки с песком, но иногда — в аварийных ситуациях — самые неожиданные вещи, а точнее, первое, что попадет под руку. Например, упомянутый Бланшар в другом полете, когда его сопровождал американец Джон Джеффрис, чтобы сделать вес аэростата как можно меньше, сбросил за борт почти всю свою одежду. Так же поступил и Джеффрис.
Лишний вес вообще был головной болью испытателей первых воздушных шаров. К примеру, экипаж, приземлившийся на поле фермера, состоял всего из двух человек. Но среди них одним пассажиром была женщина, Летисия Анна Сейдж, которая весила более 90 кг. Из-за нее еще двум членам экипажа пришлось отказаться от полета, и все же аэростат приземлился слишком быстро. Но такие обстоятельства не помешали, например, французу Пьеру Тестю-Брисси отправиться в полет верхом на лошади. Правда, дело происходило в 1798 г., когда аэростаты были уже намного более совершенные и позволяли поднимать в небо и более существенные_грузы.
Позднее всего из развитых стран аэростаты появились, по всей видимости, в США — только в 1793 г., тогда как в Голландии, Бельгии, Германии и других европейских странах (не говоря уже о Франции, Англии и Германии) испытания на них начали проводиться почти на десятилетие раньше. В Австралии первые аэростаты появились только в 1858 г. Самое интересное, что тот первый американский — из Филадельфии в Нью-Джерси — полет совершил небезызвестный Жан-Пьер Бланшар, энтузиаст воздушных_полетов.
Бланшар, кстати, и умер в воздухе. В 1809 г. во время одного из полетов на аэростате у него случился сердечный приступ. Спустя десять лет в воздухе же (правда, по иной причине) погибла его вдова, о чем уже говорилось.
Создание и испытание аэростатов
Создание и испытание аэростатов не было занятием только любителей-одиночек. Как часто бывает, вокруг нового дела сразу начали появляться различные общественные организации. Известно, что в конце 1830-х гг. возникла Воздухоплавательная ассоциация, которая выпустила акции на сумму 8000 фунтов стерлингов. На доход от акций основатели организации собирались построить аэростат, который покрыл бы все рекорды по величине, вместимости и дальности перелетов. Начинание не имело успеха.
Через 15 лет начал выходить первый ежемесячный журнал, посвященный аэронавтике. Он назывался «The Balloon or Aerostatic Magazine», то есть «Воздушный шар, или Журнал по Аэростатике». Всего вышло почему-то только четыре номера. Почему остается загадкой. Можно было бы предположить, что это было чисто коммерческим начинанием людей, слабо разбиравшихся в вопросе. Но журнал стоил всего шесть пенсов.
Однако ничто так не поражало воображение и не ужасало, как военные конфликты, разрешавшиеся с помощью воздушной техники. Одна из самых кровопролитных войн проходила на территории Парагвая в 1860—1870-е гг. В результате этого, как сухо констатирует статистика, из почти 250 000 мужчин-парагвайцев в стране осталось около 28 тысяч.
С аэростатов производились и бомбовые атаки. Первая такая атака была совершена в ноябре 1944 г. японцами при нападении на Соединенные Штаты Америки. Кстати, тогда же они применили оригинальное устройство, которое позволило аэростату лететь с неизменной высотой почти 10 000 км над Тихим океаном. Каждый аэростат нес 15-килограммовую осколочную бомбу и два зажигательных снаряда.
Интересно, что аэростаты (беспилотные) были камикадзе — самоубийцами, то есть оснащались механизмами самоуничтожения. «Полезное» действие такого оружия оказалось чрезвычайно маленьким: из девяти тысяч запущенных аэростатов только одна тысяча достигла берегов Америки. Зарегистрировано было 258 случаев бомбардировки (то есть четверть от этой тысячи и 1/36 часть от количества запущенных аппаратов). Как уже говорилось, аэростаты использовались в самых разных целях, в том числе и научных. 11 июля 1897 г. шведские ученые во главе с Соломоном Августом Андре предприняли исследовательскую экспедицию в Арктику с применением воздухотехники. Андре попытался построить управляемый летательный аппарат, но пошел иным путем, нежели в прошлый раз. Инженер оснастил аэростат объемом 4531 м3 парусами. Они крепились к разветвленной системе тросов и рулей, с помощью которых предполагалось вести аппарат в нужном направлении.
К сожалению, экспедиция окончилась трагично. Мы не знаем точно, как погибли трое отважных энтузиастов-ученых. По всей видимости, они не справились с управлением или не смогли противостоять воздушной стихии. Их останки были найдены только в 1930 г. на острове Земля Франца-Иосифа.
Время шло, техника совершенствовалась, и рекорды продолжались. В начале XX в., в 1906 г., в Париже устроили первые массовые состязания пилотов аэростатов. Через два года соревнования стали международными — в них участвовали пять европейских стран.
В настоящее время создаются организации, профессионально занимающиеся разработкой и производством аэростатов. Среди них заслужила известность «Камерон Баллунз», которую возглавил английский бизнесмен и инженер Дональд Камерон. Компания не только выпускает все новые и новые модели, но и проводит многоэтапную проверку аппаратов на прочность в различных условиях.
Таких видов тестирования для каждого аэростата предусмотрено более 200. И покупатель, приобретая новый «камерон», может быть абсолютно уверен в нем. Каждая деталь(а детали поставляют различные фирмы из Японии, Индонезии, Швейцарии, США) выполняется на самом высоком уровне. Известность компании за рубежом и оборот средств позволяют вести такую работу. «Камерон Баллунз» специализируется не только на аэростатах, но_и_на_дирижаблях.
Компания производит также самые большие и вместительные аэростаты. Например, двухъярусная гондола аэростата «Нашуа Намбер Уан» N-850 способна вместить 50 пассажиров, и при этом аппарат сохраняет все свои летные свойства, заметим, довольно приличные.
Заключение
Подводя некоторые итоги, хочется отметить, что аэростаты стали не только транспортным средством, но и своеобразным символом нашего времени. Дело в том, что эти аппараты первыми осуществили извечную мечту человека подняться в воздушное пространство. Кроме того, они стали служить человеку во многих областях его деятельности (наука, военное дело, спорт, развлечения и другие), то есть органично влились в его жизнь. И теперь усилиями энтузиастов, часто поддерживаемых людьми, скажем так, с возможностями, этот символ бережно сохраняется и развивается.
За дирижаблями было прошлое, - и за ними же, скорее всего, будущее. Инженеры и механики, ученые и исследователи разрабатывают все новые и новые виды "воздушных кораблей", доверяя им не только перевозку грузов и доставку пассажиров из точки А в точку Б, но и другие, не менее важные обязанности. Так, однажды мы уже писали о дирижабле-гостинице под названием "Manned Cloud". Сегодня посмотрим, чего еще можно ожидать от этого удивительного летательного аппарата.
Список литературы
1. Летательные аппараты.-http://aviacia.info/?p=12.- Дирижали
2. http://www.about-aviation.ru/letat/aerostaty.- История самолётостроения
3. http://ru.science.wikia.com/wiki.- Дирижабль
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://referat.ru
