Хронограф
18152229
29162330
310172431
4111825
5121926
6132027
7142128

<декабрь>

Путеводители

Возвращение графа Цеппелина

Они падали, сгорали и взрывались... но их снова строят!

Братья Монгольфье превратили демонстрацию своего изобретения в красочное шоу, но стоит ли винить их в этом?  
Братья Монгольфье превратили демонстрацию своего изобретения в красочное шоу, но стоит ли винить их в этом? Испокон веков народ требовал не только хлеба, но и зрелищ. К тому же, прямые потомки монгольфьеров, современные тепловые аэростаты, тоже частенько радуют глаз богатством расцветок и экстравагантностью форм. Иллюстрация из архива Библиотеки Конгресса США коллекция братьев Тиссандье

Бразильского священника, математика и изобретателя Бартоломеу Лоренсу ди-Гужман (Bartolomeu Lourenço de Gusmão, 1685–1724), эмигрировавшего в Португалию, вполне можно назвать физиком-экспериментатором. Он первым доказал, что при помощи горячего воздуха можно бороться с законом всемирного тяготения. В 1709 году в Лиссабоне в присутствии королевского двора он продемонстрировал модель небольшого воздушного шара, склеенного из плотной бумаги и имевшего внизу отверстие. Снизу к этой конструкции была прикреплена маленькая жаровня, нагнетавшая в шар теплый воздух. Модель поднялась на четыре метра, что привело публику в восторг. Однако этот блистательный эксперимент продолжения не имел.

Через 70 с лишним лет во Франции разразилась технологическая война. С одной стороны оказались ныне всемирно известные братья Жозеф и Этьен Монгольфье (Joseph-Michel Montgolfier и Jacques-Étienne Montgolfier), с другой — незаслуженно забытый профессор физики Жак Шарль (Jacques Alexandre Cesar Charles, 1746–1823). Первыми были братья. В начале 1783 года Монгольфье в присутствии близких знакомых запустили надутый «дымным воздухом» шар диаметром 3,5 метра, который за десять минут пролетел более полумили на высоте триста метров. Широкая презентация изобретения состоялась 5 июня 1783 года на базарной площади города Анной при большом стечении публики. На сей раз летательный аппарат имел десятиметровый диаметр. Он был сшит из холста, оклеен бумагой для повышения герметичности и оплетен веревочной сеткой для усиления конструкции. Монгольфьер, как впоследствии назвали такого рода транспортное средство, взмыл в воздух и направился к горизонту, подгоняемый ветром. Этот день считается началом эры воздухоплавания.

Профессор физики отстал от братьев на два с половиной месяца, готовя к полету шар иного принципа действия, в котором вместо малоэффективного горячего воздуха был применен водород. Будучи ученым, Шарль прекрасно знал свойства этого газа. Знал он и то, что его непросто удержать в оболочке из материи. И он призвал на помощь братьев Робер, опытных механиков. В результате шар был изготовлен из шелка, пропитанного растворенным в скипидаре каучуком. 27 августа 1783 года в Париже на Марсовом поле в присутствии чуть ли ни всех столичных жителей шар с водородом взметнулся в ясное небо и вскоре исчез из виду.

  
Воздухоплавание с момента зарождения было признано дворянской привилегией. Известны случаи, когда простолюдины, поднявшиеся на воздушном шаре, по приземлении были биты плетьми за дерзость, после чего с соблюдением всех правил возведены во дворянство. Иллюстрация из архива Библиотеки Конгресса США коллекция братьев Тиссандье

Братья, не имевшие шансов победить в научном споре, сконцентрировали направление ответного удара на театрально-зрелищном направлении. Их 20-метровый монгольфьер, имевший оригинальную бочкообразную форму, был разукрашен яркими вензелями и орнаментами. Внизу была подвешена корзина с первыми аэронавтами: бараном, уткой и петухом! Демонстрация состоялась 19 сентября 1783 года. Король Людовик XVI был в восторге.

Однако направление, избранное Жаком Шарлем, было гораздо перспективнее. И это было ясно специалистам уже тогда. Аэростат с водородом имел существенно большую дальность полета (до 50 км), и высоту подъема (до 3 км). Ко всему прочему, аэростат Шарля был отлично проработан с конструктивных позиций. В нем, например, имелся клапан, позволявший стабилизировать давление водорода в шаре при изменении атмосферного давления при подъеме и спуске. Впоследствии именно водород применялся в дирижаблях, с которых начались управляемые (человеком, а не ветром) воздушные полеты.

Для забав и кровопролитий

В использующихся и по сей день аэростатах применяют исключительно горячий воздух. Сейчас это и безопасно, и практично, и удобно: не надо поднимать в небо чугунные угольные печи, поскольку можно пользоваться горелками и баллонами со сжиженным газом.

На современных тепловых аэростатах сейчас устанавливают умопомрачительные рекорды. В 2002 году американский миллионер Стив Фоссет (Steve Fossett) за 13 дней 8 часов и 33 минуты в одиночку облетел земной шар, в очередной раз посрамив «безумного» фантаста Жюля Верна. А в 1988 году швед Пер Линдстранд (Per Lindstrand) поднялся на высоту 19 811 метров. Такие достижения стали возможны благодаря новейшим материалам, использующимся для создания оболочек шаров. Они негорючи, герметичны, стойки к свирепым морозам, которые «трещат» на больших высотах. Не нагреваются на солнце. И очень легки — 1 кв.м. «аэроткани» весит всего 30 граммов. К тому же воздухоплаватели сейчас вооружены картами струйных течений атмосферы, дифференцированными по высоте, что делает воздушное путешествие вполне программированным и предсказуемым.

Вполне понятно, что на аэростат вскоре после его появления обратили пристальное внимание военные. Уже в 1793 году во французской армии для разведывательных целей начали использовать привязные шары. Они неподвижно висели на высоте 500 метров, откуда для наблюдателей открывался прекрасный вид на вражеские позиции. Разведданные записывались в блокнот и опускались вниз в специальной коробке при помощи шнурка. Порой монгольфьеры использовались для бомбардировки вражеских позиций. Несмотря на уязвимость шаров для ружейного огня, они демонстрировали удивительную живучесть. В 1850 году в Англии провели эксперимент: запустили в небо аэростат объемом 300 кубометров и начали палить в него из винтовок. Он начал медленно снижаться лишь тогда, когда его продырявили 120 пуль. Куда больший ущерб военным монгольфьерам наносила стихия: ураганные ветры разрывали шары в клочья либо били о землю, холмы и деревья.

Разведывательную функцию «стреноженных» монгольфьеров военные всех стран и народов использовали вплоть до конца Второй мировой войны. Правда, для передачи информации применялись уже не коробки на шнурке, а телефонный провод либо радиосвязь. Также воздушные шары использовались в качестве заграждений против бомбардировочной авиации. Не утратили интерес к аэростатам и современные милитаристы. Но об этом чуть позже.

Победа над ветром

Вполне понятно, что, пока одни восторгались реализацией извечной мечты человека о полетах, другие пытались сделать воздухоплавательный снаряд управляемым. Дело тут доходило до совершенно смехотворных попыток задавать направление полета при помощи паруса и «махательных крыльев», заведомо обреченных на провал.

А вот проект генерала Французской революции, геометра и военного инженера Жана Батиста Менье (Jean-Baptiste Marie Meusnier de La Place, 1754–1793), представленный в Парижскую академию уже в 1784 году, был во всех отношениях, кроме практического, прекрасен. Свою машину он назвал «дирижаблем», что в переводе с французского означает «управляемый». Менье придал дирижаблю аэродинамически оптимальную веретенообразную форму. Для регулировки давления газа он поместил внутрь дирижабля еще одну оболочку, в которую по мере надобности либо нагнетался воздух, либо выкачивался. Это было залогом сохранения формы летательного аппарата. В качестве наполнителя был выбран водород. И, что самое главное, для создания тяги Менье предложил использовать расположенный сзади винт, который много лет спустя стали называть пропеллером, что переводится как «толкатель».

Однако на тот момент не было такой силы, которая могла бы вращать этот самый пропеллер с необходимой скоростью. Паровая машина Уатта была не только маломощной, но и настолько громоздкой, что дирижабль не смог бы оторвать ее от земли. Были попытки вращать винт руками. Почти сто лет спустя после опубликования доклада Менье французское военное ведомство испытало дирижабль, пропеллер которого крутили десять дюжих солдат. Однако вперед они продвигались со скоростью 2 м/мин.

  
Братья Тиссандье, авторы первого в мире серийного дирижабля «Франция». Фото из архива Библиотеки Конгресса США коллекция братьев Тиссандье

Несмотря на то, что двигатель необходимой мощности появился лишь в конце XIX века, активные попытки сделать работоспособный дирижабль начались за полвека до этого. В сентябре 1852 года с парижского ипподрома стартовала машина паровозного механика Анри Жиффара (Henri Giffard, 1825–1882). Дирижабль длиной 44 метра приводился в движение оригинальной паровой машиной конструкции Жиффара, имевшей мощность 3 л.с. и весившей 160 кг. Во избежание воспламенения водорода конструктор направил трубу паровика не вверх, а вниз. Повороты выполнялись при помощи треугольного паруса, закрепленного на хвосте. У самой земли машина повела себя весьма прилично, развив скорость в 10 км/ч. и, повинуясь рулю, совершая повороты. Но на высоте в триста метров дирижабль, будучи не в силах преодолевать небольшой ветерок, остановился. Когда Жиффар поднялся на полтора километра, дирижабль, словно перышко, подхватил сильный ветер и унес далеко за пределы Парижа. К счастью, все закончилось благополучно.

А в 1866 году адмирал русского флота Николай Михайлович Соковнин представил на суд Академии чертежи наполненного водородом аппарата, который приводился в движение реактивной струей засасываемого насосом и выбрасываемого из сопла воздуха. При этом машина, имевшая форму симметричной полусферы, меняла направление полета также за счет реактивных рулей. Более того, свое теоретическое слово по поводу воздухоплавания значительно позже сказал и апологет реактивного движения Циолковский. Все это дает возможность констатировать, что русские изобретатели имели особый склад ума — сугубо реактивный.

Использование электрического двигателя с батареей аккумуляторов оказалось более эффективно, чем «паровые» попытки. Первыми тут были братья Гастон и Альфред Тиссандье. Их дирижабль, испытанный в 1883 году, смог развивать скорость в 15 км/ч. Еще дальше пошли военные инженеры капитан Шарль Ренар и лейтенант Артур Кребс. Они установили винт в носовой части, который не толкал, а тянул аппарат вперед. Благодаря этому удалось повысить как маневренность, так и скорость, которая достигла 20 км/час. Их дирижабль, получивший название «Франция», впервые в истории начал выпускаться серийно для французской армии.

Немецкий прорыв

А потом случилось невероятное. Французов, которые более века были неоспоримыми лидерами воздухоплавания, неожиданно обошли немцы. В 1900 году на арену вышел «великий и ужасный» граф Фердинанд фон Цеппелин (Ferdinand von Zepelin, 1838–1917), который в дирижаблестроении был гением обобщений, систематизации и социально-потребительского мониторинга. Проанализировав мировой опыт, он отобрал для построения дирижаблей самые перспективные идеи: алюминиевый корпус, секционированное размещение водорода в несообщающихся баллонах, тянущие и толкающие винты, жесткое крепление гондолы к корпусу, причальные мачты, ангары для укрытия цеппелинов от непогоды, система предотвращения пожаров…

  
Знаменитый дирижабль Zeppelin LZ-129, более известный как  «Гинденбург». Снимок сделан 25 января 1937 года в Нью-Джерси, США. Фото: Department of the Navy. Bureau of Aeronautics. Naval Aircraft Factory, Philadelphia, Pennsylvania 

Но довольно долго ему не везло. На испытанном в 1900 году громадном, 128-метровой длины, LZ-1 был установлен слабый мотор. Через 6 лет у LZ-2 в полете отвалились двигатели. В 1908 году буря уничтожила LZ-4, который был способен совершать международные рейсы. Но в 1909 году, когда была основана первая в мире транспортная авиакомпания «Германские дирижабли», началось поступательное и безостановочное торжество гегемонистских устремлений Цеппелина. Уже через год в Германии начала действовать разветвленная сеть пассажирских авиаперевозок, которую к началу Первой мировой войны обслуживали семь крупных дирижаблей. За четыре года они перевезли 34 тысячи пассажиров. И при этом не было ни одной аварии.

За время войны было изготовлено около ста военных дирижаблей, как разведывательных, так и боевых — оснащенных пулеметами, пушками и аппаратами бомбометания. Скорость наиболее мощных L-70 достигала 110 км/ч, взлетный вес — 43 т, длина судна — 211 м, тягу обеспечивали семь двигателей мощностью 260 л.с. каждый. L-70 обслуживала команда из двадцати пяти человек.

Германский военно-воздушный флот существенно превосходил и количественно и качественно флоты всех остальных стран. В Великобритании было 10 дирижаблей, в Италии — 7, в США — 6, в России — 3, во Франции — 1. Что, впрочем, не спасло Германию от поражения в войне. Конечно, судьба мирового побоища в те времена решалась не в воздухе. Но дело в том, что и в воздухе немецкие дирижабли, несмотря на их количество и отменное качество, были не слишком эффективны. Когда появилась истребительная авиация, пилотам не составило труда расправляться с неуклюжими «воздушными динозаврами». При встрече с дирижаблем промахнуться было просто невозможно. Поэтому нет ничего удивительного в том, что к концу войны у Германии осталось лишь семь боевых машин.

Приговор именем эволюции

Зализав нанесенные войной раны, компания «Германские дирижабли» продолжила выпуск пассажирских цеппелинов, раз от раза поражая воображение дерзновенностью своих проектов. В 1928 году был построен LZ-127 «Граф Цеппелин». Его объем составлял 105 000 кубометров, длина — 236,6 м, диаметр — 30,5 м. Полезная нагрузка достигла 54,5 тонн, количество пассажиров — 35 человек. Полет со скоростью 128 км/ч обеспечивали 5 двигателей по 530 л.с. Дальность полета — 11 500 км. Дирижабль имел 10 кают, салон для отдыха, прогулочные галереи, ресторан. LZ-127 совершал регулярные трансконтинентальные рейсы в Нью-Йорк и Рио-де-Жанейро, доставлял в Арктику научную экспедицию. В 1929 году он совершил кругосветный перелет, уложившись в 20 дней.

  
Когда самолеты еще не слишком уверенно жужжали поршневыми моторами, огромные дирижабли царили на международных пассажирских воздушных линиях. Вот, к примеру, свидание детища графа Цеппелина с одним из «чудес света» античности. Фото: Keystone View Company из архива Библиотеки Конгресса США

В 1935 был произведен новый трансконтинентальный монстр LZ-129 «Гинденбург», способный брать на борт 70 пассажиров. Его длина достигала 245 м., диаметр. — 41,5 м, он развивал скорость 137 км/час и имел дальность 13 000 км. Через два года «Гинденбург» взорвался в США во время причаливания, унеся жизни 35 человек. Относительно причин катастрофы единого мнения не существует, но наиболее популярна версия разряда статического электричества.

Министр авиации Герман Геринг (Hermann Wilhelm Göring, 1893–1946) издал приказ, запрещающий использовать водород при пассажирских перевозках. Дирижаблестроители, у которых на подходе были две совершенно чудовищных машины на 100 пассажиров и одна — на 200, попытались заменить агрессивный водород инертным газом гелием. Однако в те времена промышленное производство гелия существовало только в США. И американское правительство, принимая в расчет активную подготовку Германии к войне, наложило вето на контракт на поставку стратегического продукта. Так завершилась эпоха экспансии немецких дирижаблей.

Уцелевшие к концу 1930-х годов дирижабли, конечно же, не отправили в утиль в тех странах, которые ими владели. Их не только «донашивали», но и строили новые — в небольших количествах и лишь до 1950-х годов. Однако все это происходило под знаком скепсиса. К тому же, вскоре выяснилось, что наполненные гелием цеппелины не более живучи, чем их водородные аналоги. Множество гелиевых машин — в США, Великобритании, Франции, Италии, СССР — были либо разрушены ураганным ветром, либо разбиты мощными зарядами атмосферного электричества.

Они возвращаются

Времена меняются. А с ними меняются и умонастроения. В XXI веке неожиданно актуализировалась тема прагматичного, а не спортивного воздухоплавания. Пентагон объявил о начале программы создания беспилотного дирижабля Walrus с грузоподъемностью от 500 до 1000 т и дальностью до 22 тысяч км. Он необходим для быстрого развертывания бронетанковых частей в условиях, когда невозможно прибегнуть к помощи тяжелой транспортной авиации в связи с отсутствием взлетно-посадочных полос.

  
Современный проект высотного дирижабля. Кто знает, может быть, уже через несколько лет такие корабли станут самым обыкновенным делом? Иллюстрация: Lockheed Martin 

Военное ведомство США также интересует и проблема создания высотных — до 80 км — аэростатов и дирижаблей, которые должны играть роль связных устройств, а также шпионских аппаратов. Предположительно такие квазиспутники смогут покрывать поверхность земли площадью до 800 тысяч кв. км.

Крупные высотные дирижабли, по мнению американских ученых, могли бы использоваться и для научных экспериментов, которые сейчас проводятся на борту МКС. Такой дирижабль, если он, конечно, будет запущен в производство, будет иметь диаметр 3,2 км. Для него уже и имя заготовили — Dark Sky Station. Естественно, инициализация такого рода проектов стала возможной благодаря появлению новых материалов с уникальными свойствами, развитию электроники и средств обработки громадных массивов информации.

Запущены подобные проекты и в России. Разрабатывается транспортный дирижабль ДЦ-Н1 объемом 400000 куб. м, способный перевозить 200 тонн груза со скоростью 170 км/ч. А «Беркут» должен решать задачи электронной разведки. В течение полугода он сможет находиться на высоте 20 км.

И в заключение необходимо упомянуть о фантазерах, которые, оперируя формулами, таблицами и диаграммами, пишут статьи с призывами создания дирижаблей, в которых вместо газа используется вакуум. Мысль, конечно, оригинальная. И гораздо более здравая, чем предложение использовать в качестве наполнителя дирижаблей «антигравитон». Однако неосуществимая в связи с необходимостью удерживать вакуум при помощи суперпрочной, а потому и совершенно неподъемной оболочки. Но, как знать, может быть, в конце концов и появится идеальный материал, который смог бы решить данную проблему.

 

В анонсе статьи фото: George Grantham Bain Collection из архива Библиотеки Конгресса США

 

Читайте также в журнале «Вокруг Света»:

 

Владимир Тучков, 05.02.2007

 

Новости партнёров