Дирижабль

Мягкий дирижабль, 1910‑е гг.

Файл:Nobile norge.jpg

Полужёсткий дирижабль, 1920‑е гг.

Жёсткий дирижабль, 1930‑е гг.

Дирижа́бль (от фр. dirigeable — управляемый) — летательный аппарат легче воздуха, аэростат с двигателем, благодаря которому дирижабль может двигаться независимо от направления воздушных потоков.

Типы

По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий.
В мягкой и полужёсткой системах матерчатый корпус служит также оболочкой для газа. Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней части оболочки, как правило, металлической фермы, препятствующей деформации оболочки. В дирижаблях мягкой и полужёсткой систем неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами, в которые нагнетается воздух. В жёстких дирижаблях неизменяемость внешней формы обеспечивалась металлическим (реже — деревянным) каркасом, обтянутым тканью, а газ находился внутри жёсткого каркаса в мешках (баллонах) из газонепроницаемой материи.

Двигатели

Тепловой дирижабль мягкой системы

Самый первый дирижабль был снабжён паровым двигателем, но, в основном, на дирижабли ставили двигатели внутреннего сгорания, часто дизели. Современные дирижабли обычно оснащаются газотурбинными двигателями. В качестве движителей, как правило, используют воздушные винты.

Полёт

Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль рулями высоты — двигатели тогда тянут его вверх или вниз. Сбрасывание балласта и выпуск газа в полёте производят редко: например, выпускают газ при выработке топлива. Из-за этой особенности стрелки на кайзеровских «цеппелинах» должны были получить разрешение командира на стрельбу из станковых пулемётов, чтобы ненароком не воспламенить выпущенный водород.

Причаливание

Жёсткий дирижабль ZR‑3 «Лос Анджелес» на тросовом причале

Часто думают, что дирижабль может приземляться вертикально, как вертолёт — в действительности же это осуществимо только при полном отсутствии ветра. В реальных условиях для посадки дирижабля требуется, чтобы находящиеся на земле люди подобрали сброшенные с разных точек дирижабля канаты и привязали их к подходящим наземным объектам; затем дирижабль можно подтянуть к земле. Наиболее же удобный и безопасный способ посадки (особенно для больших дирижаблей) — причаливание к специальным мачтам.

Жёсткий дирижабль ZR‑1 «Шенандоа» на причальной мачте

С вершины причальной мачты сбрасывают канат, который прокладывают по земле по ветру. Дирижабль подходит к мачте с подветренной стороны, и с его носа также сбрасывают канат. Люди на земле связывают эти два каната, и затем лебёдкой дирижабль подтягивают к мачте — его нос фиксируется в стыковочном гнезде. Причаленный дирижабль может свободно вращаться вокруг мачты, как флюгер. Стыковочный узел может двигаться по мачте вверх-вниз — это позволяет опустить дирижабль ближе к земле для погрузки/разгрузки и посадки/высадки пассажиров.

Чтобы завести дирижабль в ангар при сильном ветре, требовались усилия до 200 человек.

Дирижабль единственное место, где в нарушение этикета входящие не пропускают выходящих, ведь если все выйдут, то он может улететь.

История развития

Дирижабль № 6 Сантос-Дюмона огибает Эйфелеву башню, 19 октября 1901 г.

Русский дирижабль "Альбатрос", 1910

Дирижабль Жиффара, 1852 г.

Первые полёты

Дирижабль конструкции А. Жиффара совершил первый полёт только 24 сентября 1852. Такая разница между датой изобретения аэростата (1783) и первым полётом дирижабля объясняется отсутствием в то время двигателей для аэростатического летательного аппарата.

13 ноября 1899 французский воздухоплаватель А. Сантос-Дюмон на своём аппарате облетел со скоростью чуть более 20 км/час Эйфелеву башню. Тогда это посчитали чудачеством. Однако позднее, в течение нескольких десятилетий, дирижабль стал одним из самых передовых транспортных средств.

Первый пробный полёт дирижабля конструкции Фердинанда Цеппелина, или просто цеппелина, состоялся в 1900 г.

Проект Циолковского

Первый технически обоснованный проект большого грузового дирижабля был предложен в 80-х годах ХIХ века великим русским учёным Константином Эдуардовичем Циолковским.

Модель аэростата Циолковского

В отличие от многих своих современников, Циолковский предлагал построить огромный даже по сегодняшним меркам — объёмом до 500 000  м³ — дирижабль жёсткой конструкции с металлической обшивкой.

Конструкторские проработки идеи Циолковского, проведённые в 30-е годы сотрудниками «Дирижаблестроя» СССР (1932—1940, в 1956 г. предприятие возродилось под именем ДКБА), показали обоснованность предложенной концепции. Однако дирижабль построить так и не удалось: все работы по дирижаблям из-за многочисленных аварий были свёрнуты не только в СССР, но и во всём мире.

Немецкий военно-морской цеппелин L 20 после вынужденной посадки возле побережья Норвегии, 1916 г.

Закат эры дирижаблей

После окончания Первой мировой войны в США, Франции, Италии, Германии и других странах продолжалось строительство дирижаблей различных систем.

В 1919 году британский жёсткий дирижабль R.34 впервые в истории воздухоплавания преодолел Атлантический океан, совершив двойной перелёт с Великобритании в США и обратно.

В 1924 году состоялся трансатлантический полёт немецкого дирижабля LZ 126 (названного в США ZR-3, «Los Angeles»).

Дирижабль «Норвегия» над Ленинградом, май 1926 г.

В 1926 году совместная норвежско-итало-американская экспедиция под руководством Р. Амундсена на дирижабле «Норвегия» (N-1 «Norge») конструкции Умберто Нобиле осуществила первый трансарктический перелёт о. Шпицберген — Северный Полюс — Аляска.

В 1929 году «Граф Цеппелин» с тремя промежуточными посадками совершил свой легендарный кругосветный перелёт. За 20 дней он преодолел более 34 тысяч километров со средней полётной скоростью около 115 км/ч. Летом 1931 года состоялся его известный полёт в Арктику, а вскоре дирижабль приступил к выполнению относительно регулярных пассажирских рейсов в Южную Америку, продолжавшихся до 1937 года.

Один из крупнейших дирижаблей в мире — американский «Акрон» объёмом 184 тыс. м³ — мог нести на борту до 5 небольших самолётов, несколько тонн груза и теоретически был способен преодолеть без посадки около 17 тыс. км.

Дирижабль «СССР-В6»

В Советском Союзе первый дирижабль был построен в 1923 году. Позднее была создана специальная организация «Дирижаблестрой», которая построила и сдала в эксплуатацию более десяти дирижаблей мягкой и полужёсткой систем. В 1937 году крупнейший советский дирижабль «СССР-В6» объёмом 18 500 м³ установил мировой рекорд продолжительности полёта — 130 часов 27 минут. Последним советским дирижаблем был «СССР-В12 бис», построенный в 1947 году.

Катастрофы

Спасательные работы на обломках британского дирижабля R.38 (ZR-2), 24 августа 1921 года

Создатели дирижаблей пренебрегали элементарными мерами безопасности, наполняя их небезопасным, но дешёвым водородом вместо инертного, но дорогого гелия. В марте 1936 г. был создан преемник стареющего «Графа Цеппелина», дирижабль LZ 129 «Гинденбург», рассчитанный на использование безопасного гелия. Однако требуемые количества гелия были в то время только у США, которые ввели эмбарго на экспорт военных материалов в гитлеровскую Германию. Пришлось наполнять баллоны «Гинденбурга» доступным водородом.

Непрекращавшаяся череда аварий и катастроф серьёзно подрывала веру в надёжность и целесообразность использования дирижаблей. 6 мая 1937 года на глазах у зрителей сгорел «Гинденбург», погибло 35 человек на борту и один на земле. В мирное время в катастрофах, унёсших немало человеческих жизней погибли американские жёсткие дирижабли «Шенандоа» (14 погибших из 43 находившихся на борту), «Акрон» (73 из 76) и «Мейкон» (2 из 83), британские «R.38» (44 из 49) и «R.101» (48 из 54), французский «Диксмюде» (50 из 50). Пока разбирались с их причинами, прогресс авиации оставил эпоху дирижаблей позади.

Преимущества и недостатки

• Очень большая грузоподъёмность и дальность беспосадочных перелётов.
• Достижима более высокая надёжность и безопасность, чем у самолётов и вертолётов.
• Дешевизна перевозок, особенно крупногабаритных и массивных грузов.
• Размеры внутренних помещений могут быть очень велики.
• Длительность нахождения в воздухе.
• Дирижаблю не требуется взлётно-посадочной полосы (но зато требуется причальная мачта) — более того, он может вообще не приземляться, а просто «зависнуть» над землёй (что, впрочем, осуществимо только при отсутствии ветра).

---

• Относительно малая скорость по сравнению с самолётами и вертолётами, низкая маневренность — в первую очередь из-за высокого аэродинамического сопротивления при полёте.
• Сложность приземления.
• Очень большие размеры требуемых ангаров (эллингов), сложность хранения и обслуживания на земле.
• Относительно высокая стоимость обслуживания дирижабля, особенно больших размеров

Современные дирижабли

Современный мягкий дирижабль (блимп)

Современный полужёсткий дирижабль «Zeppelin NT», Германия

На 2005 год существуют несколько проектов возрождения дирижаблей. Основная область, где они могут быть востребованы в XXI веке — это транспортировка грузов, в том числе нестандартных, необычной формы (см. крупногабаритный груз). Подобные проекты существуют во многих странах Европы, в США, а также в России.

Россия

Для России это особенно актуально: ведь на её территории есть множество мест, куда крайне проблематично осуществлять доставку грузов сухопутным путём или с использованием других типов летательных аппаратов. Дирижабли могут принести пользу, например, при исследовании Арктики, при георазведке в Сибири и Заполярье.

«… В мире существует ещё по крайней мере одна страна, где дирижабли могли развиваться и широко с пользой применяться. Это — Советский Союз с его обширной территорией, по большей части равнинной. Здесь, особенно на севере Сибири, огромные расстояния отделяют один населённый пункт от другого. Это осложняет строительство шоссейных и железных дорог. Зато метеорологические условия весьма благоприятны для полётов дирижаблей.»
(Умберто Нобиле, итальянский конструктор дирижаблей? возглавлявший в 1932—1935 гг госкорпорацию «комбинат ДИРИЖАБЛЕСТРОЙ СССР» /с 1956 г. — ФГУП ДКБА).

Существовавший до войны комбинат «Дирижаблестрой СССР» в 1940 г. был законсервирован. Во время войны на его базе осуществлялись некоторые работы по подготовке аэростатов заграждений, а также модификации существующей воздухоплавательной техники, включая мягкие дирижабли. С 1940 по 1956 г. все работы, связанные с созданием и строительством воздухоплавательной техники, курировались 13-й Лабораторией ЦАГИ из г. Жуковский. В 1956 г. были зафиксированы массовые проникновения в воздушное пространство СССР беспилотных аэростатов-разведчиков, которые в режиме перманентного дрейфа на высоте осуществляли аэрофотосъемку советских объектов. Специальным решением Правительства СССР решено было воссоздать индустриальный потенциал для разработки и создания разнообразной воздухоплавательной техники. Базовое предприятие ОКБ-424 было сформировано на территории бывшего «Дирижаблестроя» в городе Долгопрудный. Проект получил государственную поддержку. Через несколько месяцев — в том же 1956 г. — ОКБ-424 получило новое название ДКБА (Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики). Это режимное предприятие сразу же стало элитарным, здесь работали наиболее продвинутые специалисты, разрабатывавшие дирижабельные и аэростатные комплексы преимущественно для оборонных нужд. Воздушные аппараты ДКБА тестировались на собственной экспериментальной базе в г. Вольск (Саратовская обл.)специалистами из воздухоплавательной части (Вольского испытательного центра, ВИЦ) ВВС МО. В послевоенное время на базе ДКБА дирижабли создавались как прототипы и экспериментальные образцы. Так, в конце 1970-х годов по заказу ВВС ДКБА разрабатывает дирижабль линзообразной формы. В рамках этого проекта был создан 15-метровый прототип дирижабля линзообразной формы, который даже прошел ряд тестов…

В начале 1980-х были произведены расчеты дирижабля для нужд ВМФ, но из-за начавшихся проблем с финансированием во время перстроечных реформ проект был законсервирован. После распада СССР госпредприятие «ДКБА» получило статус «федерального унитарного государственного предприятия» и возглавило российскую отрасль воздухоплавательных технологий, вернее, ФГУП ДКБА стало стержневым предприятием нарождающейся индустрии… В 1990-е — ДКБА разрабатывает проект дирижабля мягкой конструкции «2ДП» с грузоподъёмностью около 3 тонн, а после пересмотра техзадания и указания на необходимость создание аппарат с большей грузоподъемностью проект продолжается под названием «дирижабль ДС-3». И в 2007 г. аванпроект этого аппарата был подготовлен.

Сегодня на базе ФГУП ДКБА ведутся разработки дирижаблей с грузоподъемнгостью 20, 30, 55, 70, 200 тонн. Проведена значительная часть работ по проекту дирижабля «линзообразной» формы ДП-70Т, который предназначен для транспортировки грузов с безэллинговой круглогодичной эксплуатацией во всех климатических зонах (на конструктивной основе этого дирижабля проработаны варианты дирижабля с грузоподъемностью 200—400 т).

Также ведется разработка многофункционального дирижабля полужесткой конструкции ДП-4 с грузоподъемностью 4-5 тонн. Для большей конкурентоспособности ФГУП ДКБА прорабатывает дирижабельные проекты с использованием штатных авиационных комплектующих и узлов, включая шасси, двигатели, авионику; это обеспечивает высокое качество изделия — при значительном снижении издержек производства, а значит, повышается конкурентоспособность дирижаблестроительной отрасли.

В конце 80-х-начале — 90-х появился проект «Термоплан», отличительной особенностью которого являлось использование для создания подъемной силы помимо гелиевой секции дирижабля и секцию с воздухом, нагреваемым двигателями (идея высказанная К. Э. Циолковским в 90-х гг. XIX в.). Благодаря этому удалось снизить вес непроизводительного балласта на 70-75 % в сравнении с дирижаблями других конструкций и, следовательно, повысить экономичность (до 28,125 грамм на тонно-километр для проектной грузоподъемности 2000 тонн). Кроме того, такому дирижаблю не нужны закрытые эллинги и причальные мачты, что резко снижает стоимость обслуживающей инфраструктуры. Дискообразная форма корпуса позволяет осуществлять полет при боковом и встречном ветре в 20 м/с.

Файл:Dirij-controlpanel.JPG

Часть панели управления дирижабля Au-30

Компания «Авгуръ» в 2000 году на территории тульского аэропорта провела лётные испытания привязного унифицированного аэростата «УАН-400», имевшего на борту комплекс радиолокационного наблюдения и связи «Кордон-2». Аэростат привязной, поднимается и опускается при помощи лебёдки из кузова военного шасси «ГАЗ-66», имеет объём 400 м³, грузоподъёмность 120 кг, высота подъёма — 1200 метров. В качестве базовой РЛС использована разработка тульского НИИИ «Стрела» — комплекс «Кредо-1Е» со щелевой антенной диапазона 2 см. Уже на высоте 300 метров станция имеет возможность засекать все предметы в радиусе 40 километров, движущиеся со скоростью не менее 2,5 км/час.

На МАКС-2005 были представлены некоторые уже построенные российские дирижабли производства компании «Авгуръ». Дирижабль «Ау-12М» имеет объём 1250 м³, длина — 34 метра. Рабочая высота достигает 1500 метров, скорость — до 90 км в час, время пребывания в воздухе — 6 часов, дальность полёта до 350 км, экипаж — 2 человека. Представленные экспонаты заинтересовали потенциальных заказчиков, уже в 2006—2007 годах «Авгуръ» планирует перейти к серийному производству некоторых моделей. А разрабатываемый 8-местный дирижабль Au−30 «Аргус» в обозримом будущем станет элементом одной из государственных программ. На авиасалоне в Фарнборо компания «Авгуръ» и «РосАэроСистемы» представили аэростаты военного назначения «Пума» и «Ягуар». Их объём составляет 8900—11800 м³, полезная нагрузка до 2,2 тонны. Способны совершать автономные полёты до 1 месяца, непрерывно выдерживая ветер силой до 12 баллов по шкале Бофорта (около 33 м/сек).

Дирижабль Au-30 выводят из ангара

В перспективных разработках у компании стратосферный дирижабль «Беркут» с рабочим потолком 20000 метров и автономностью в 4 месяцев, объёмом 320 тысяч м³, длиной 250 метров, диаметром — 50 метров. Он рассматривается как телекоммуникационная платформа с площадью покрытия до 500 тысяч км². Среднесуточное энергопотребление составит около 230 киловатт, для обеспечения которого будут служить солнечные батареи площадью 8 тысяч м².

Также дирижабли (в том числе и беспилотные) могут применяться для патрулирования автодорог, наблюдения за общественным порядком на крупных массовых мероприятиях, в рекламных целях и т. д.

Российская компания «Аэроскан» в 2006 году начинает использовать дирижабли для пространственно-технического мониторинга местности и инженерных объектов.

Правительство Свердловской области в октябре 2006 г. объявило о намерении организовать в регионе производство дирижаблей. Для организации производства будет выделено $30 млн. В проекте будут принимать участие: ОАО «Уральский завод гражданской авиации», ФГУП "ПО «Уральский оптико-механический завод», ФГУП «НПО Автоматики», ФГУП "ОКБ «Новатор» и ОАО "НПП «Старт».

Как правило, стоимость зарубежных аналогов таких летательных аппаратов в 2,5-4 раза выше, чем российских.

Беларусь

В Военной академии Беларуси^{[источник?]} началось проектирование многоцелевого дирижабля разведывательного дозора с информационно-разведывательной платформой, способной заменить самолёт-разведчик А-50 типа «Авакс» в комплекте с 5 патрульными самолётами в придачу. Шесть таких дирижаблей, установленных на высоте порядка 4000 метров способны обеспечить надёжную радиосвязь (включая мобильную) на территории всей Беларуси.

США

Разработка дирижаблей Пентагоном ведётся по двум направлениям. С одной стороны, создаются дешёвые небольшие аэростаты и дирижабли тактического назначения, с другой стороны — ведутся работы по проектированию «стратегов» — дирижаблей стратосферного назначения.

В начале 2005 года американские военные объявили об испытаниях на полигоне в Аризоне мини-аэростата «Combat SkySat Phase 1», который позволил связаться наземным службам на расстоянии в 320 км. Масса мини-аэростата около 2 кг, при массовом производстве стоимость может составлять около 2 тысяч USD.

В Федеральную авиационную администрацию США телекоммуникационная компания «Globetel» подала заявку на испытательный полёт дирижабля «Stratellite» с телекоммуникационной платформой на борту для поддержки связи на площади около 800 тысяч км².

В 2005 году Пентагон объявил о разработке программы строительства военных аэростатов и дирижаблей, которые будут действовать в самых верхних слоях атмосферы, практически на границе космоса. Эти аэростаты будут поддерживать связь, осуществлять разведку из стратосферы, в которой не могут летать самолёты. Действовать они будут на высотах от 20 до 25 тысяч метров.

Возможно, дирижаблям найдётся применение и в разрабатываемой американцами программе Future Combat Systems. Именно с помощью дирижаблей высокой грузоподъёмности США планируют перебрасывать технику к местам военных конфликтов. В 2005 Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Пентагона (DARPA) объявило о разработке программы строительства сверхтяжёлого транспортного дирижабля «Walrus» с грузоподъёмностью от 500 до 1000 тонн. Дальность полёта будет составлять около 22 тыс. км, которые он сможет преодолеть за неделю. DARPA также по заказу ВВС США разрабатывает разведывательный аэростат, способный действовать на верхней границе стратосферы, то есть на высоте порядка 80 км. Фактически это будет суборбитальный аппарат.

В феврале 2005 года в Ираке Пентагон провёл испытания дирижабля «MARTS» (Marine Airborne Re-Transmission Systems), который снабжён аппаратурой, позволяющей поддерживать связь с подразделениями в радиусе 180 км. Он способен противостоять ветру до 90 км/час и в течение двух недель висеть в воздухе без наземного обслуживания.

Американская компания «JP Aerospace» готовит к испытаниям 53-метровый V-образный дирижабль «Ascender». Первый полёт предусматривает подъём на высоту около 30 км. И возвращение на землю. В случае успешных испытаний Пентагон обещает открыть финансирование на постройку крупного, трёхкилометрового, V-образного дирижабля стратосферного назначения.

Европа

Компания Aerospace Adour Technologies, совместно с французской почтовой службой, изучает возможность эксплуатации дирижаблей для транспортировки посылок. Другая французская компания, Theolia, специализирующаяся на возобновляемой энергии, финансирует строительство дирижабля и планирует тестовый перелет через Атлантику.

Немецкая компания Deutsche Zeppelin-Reederei использует дирижабли нового поколения для перевозки туристов и научных грузов. В прошлом году пассажирами компании стали 12 тысяч человек. По причине нестабильности и зависимости дирижаблей от погоды компания осуществляет полеты только с марта по ноябрь.

См. также

• Катастрофы в истории воздухоплавания

Электронные версии книг

• Арие М. Я. Дирижабли. — 1986.
• Лосик С. А., Козлов И. А. Оборудование дирижаблей. — 1939.
• Дирижабли на войне. / Сост. В. А. Обухович, С. П. Кульбака. — 2000.
• Нобиле У. Мои пять лет с советскими дирижаблями.
• Нобиле У. Крылья над полюсом. — 1984.
• Бороздин В. П. И опять мы в небе. Докум. повесть. — 1990.
• «Техническая энциклопедия 1927 года», том 6 (1929 г.), столб. 761…794, статья «Дирижабль».
• Неудачный полёт, глава из книги Э. Т. Кренкеля «RAEM — мои позывные».

Ссылки

• Дирижабли на сайте «Энциклопедия Долгопрудного» (см. также раздел «Библиотека»)
• John Dziadecki's airship site  (англ.)
• Airship Heritage Trust  (англ.)
• Navy Lakehurst Historical Society  (англ.)
• Larry's U.S. Navy Airship Picture Book  (англ.) (воспоминания члена экипажа блимпов ВМС США 1950-х гг)