Техника-молодежи №2 2000 г
 
 
ГЛАВНАЯ
СОДЕРЖАНИЕ
ВПЕРЕД
НАЗАД

Необходимое уточнение. Долгое время в общественном сознании жила легенда о том, что эпоха дирижаблей (во всех публикациях нашего журнала всегда подчеркивалось - первая!) завершилась в конце 30-х гг., после серии катастроф крупнейших воздушных кораблей планеты. В самом деле: сгорели (при разных, правда, обстоятельствах) британский R-101 и германский «Гинденбург», не выдержали слабый, в общем-то, шторм американские воздушные авианосцы «Акрон» и «Мэкон», обледенела и оставила на льду гондолу с экипажем «Италия», напоролся на необозначенную на устаревших картах гору советский В-6... В надвигающейся мировой войне нужны были не тихоходные и уязвимые, как считалось, гиганты, а армады скоростных боевых машин, и...

ЦЕПЕЛЕНЫ ВОЗВРАЩАЮТСЯ

И больше ста американских дирижаблей небезуспешно искали в Атлантике немецкие подводные лодки; и всю Великую Отечественную советский дирижабль В-1 развозил водород по фронтовым аэростатным частям, обеспечивал парашютную подготовку десантников; позднее, построенный в нашей стране в 1944 (!) г. дирижабль «Победа» искал мины в Черном море... И американская фирма «Гудьир» (да не она одна) по сей день успешно продолжает производство воздушных кораблей, имеющих широчайшее применение - от прогулочно-туристских и рекламных полетов до противолодочного патрулирования и дальнего радиолокационного обнаружения.
Так устроен «Zeppelin NT». Цифрами обозначены: 1 - алюминиевый фермениый лонжерон; 2 - шпангоут; 3 - балка для подвески двигателей; 4 - маршевые двигатели; 5 - гондола; 6 - углепластиковый лонжерон хвостового оперения; 7 - стабилизатор.

Так что говорить о каком-то «перерыве» дирижабельной эпохи, о «возрождении» дирижаблей нужно осторожно, обязательно дополняя: о каких именно идет речь? Ибо ВСЕ построенные за последние полвека воздушные корабли имеют мягкую схему, более того, - ее разновидность, называемую «блимп» (гондола крепится не к специальной сетке, а непосредственно к газонепроницаемой оболочке). Тогда как «вымершие» в 30-е гг. левиафаны были жесткой или полужесткой (схема Нобиле, использованная в Италии и СССР) конструкции.

ПРИЧИНА СМЕРТИ - СТАТИЧЕСКАЯ НЕОПРЕДЕЛИМОСТЬ. Но как же так? Ведь преимущества жесткой (и, с другой стороны, недостатки мягкой) схемы хорошо известны! В чем же дело? Большие скорость и грузоподъемность, свобода компоновки, относительная простота наземного обслуживания и управления жестких дирижаблей оборачивались невероятно сложной конструкцией каркаса. Достаточно сказать, что немецкие «Цеппелин» (кстати, благополучно отлетал положенный ресурс, в том числе «прогулявшись» вокруг света, и был спокойно разобран) и «Гинденбург» имели по 36 (!) продольных ферменных лонжеронов, естественно, криволинейной формы, около полусотни кольцевых (диаметром более 40 м) шпангоутов, тоже форменных. Причем каждый «стержень» этих ферм набирался из нескольких сложных профилей, соединявшихся заклепками... Рассчитать такую статически неопределимую (термин из сопромата: на конструкцию действует сил и моментов больше, чем существует уравнений, описывающих ее состояние) паутину под весьма специфические и непостоянные условия работы непросто даже сейчас, численно, на современных суперкомпьютерах. А уж в 20-30-е гг...

Словом, удивительно, скорее, что тогдашние воздушные корабли вообще какое-то время успешно летали, воевали даже.

В этом смысле мягкая схема неизмеримо проще: нагрузки воспринимает наддутая оболочка. Методы ее расчета постоянно совершенствуются: почти в таких же условиях работают несущие топливные баки ракет-носителей! Правда, размеры, а значит, и грузоподъемность дирижабля - блимпа ограничены, следовательно, узка и область его применения.

ВНЕТЕХНИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. На самом деле почти всегда можно найти серьезнейшие, но очень далекие от техники причины, по которым те или иные конструкции остаются на бумаге или в единичных экземплярах, а другие становятся не просто массовыми, а определяют лицо эпохи.

В большинстве стран мира (кроме нашей) транспортные операции, при которых АБСОЛЮТНО НЕОБХОДИМ дирижабль, уникальны, и создавать только для них специальный вид грузовозов просто запредельно нерентабельно. А с тем, что остается дирижаблям, справляются блимпы.

Но во второй половине 80-х гг. руководители компании «Цеппелин Люфтшиффбау» Макс Маглер и Хайнц Коллманн задумали составить конкуренцию дирижаблям «Гудьира» - в первую очередь, в области создания носителей всевозможного оборудования для мониторинга окружающей среды, ведь возможности мягкой схемы в этом качестве весьма ограниченны, на одну гондолу все не нацепишь.

 

Эта паутина ферм - фрагмент каркаса типичного цеппелина постройки 20- 30-х гг. Так конструкторы обеспечивали - в меру тогдашних возможностей - требуемую жесткость при минимальной массе. Рассчитать ЭТО на прочность - сложная задача даже для суперкомпьютера.

Впрочем, думается, у немецкой фирмы были и другие причины «почесаться»: с 1985 г. по заказу американских ВМС фирмы «Гудьир», «Вестингауз», «Боинг» и британская «Эршип индастриз» активно вели разработку дирижабля дальнего радиолокационного обнаружения, связи и управления. Объединившимся для постройки опытного громадного (62000 куб.м) блимпа «Вестингаузу» и «Эршип индастриз» американские моряки обещали выплатить без малого 170 млн долл., а потом предполагалось закупить для «US navy» еще пять машин, по 83,2 млн долл. за штуку...

Благо, компания, основанная графом Фердинандом фон Цеппелином в начале XX в. и поднявшая в воздух первый в мире жесткий дирижабль еще 5 августа 1908 г., не утратила квалификацию: последние полвека она производит антенны радиолокационных станций - огромные, жесткие, легкие. И специальная группа, возглавляемая Клаусом Хагенлошером, приступила к работе.

В 1990-м было закончено проектирование, а год спустя состоялся первый полет 10-метровой модели. Несмотря на сохранившуюся документацию прежних цеппелинов и все последующее развитие аэродинамики, многое пришлось уточнять, а еще больше - выяснять заново. Только в сентябре 1993-го началось создание полноразмерного жесткого дирижабля 12 N07 длиной 75 м и объемом 8200 м3. А его первый 47-минутный полет состоялся лишь 18 сентября 1997г.

Кстати, пора объяснить, почему слово «цеппелин» употребляется без кавычек (кроме, конечно, собственного имени конкретного корабля LZ-127). Да по той же причине, по которой мы называем тепловой аэростат монгольфьером, а двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от cжатия дизелем - в честь создателя. Конструкция эта запатентована, и упомянутая американская фирма когда-то, во времена постройки цеппелинов «Акрон» и «Мэкон», называлась «Гудьир-Цеппелин». Между прочим, описанная ниже схема имеет официальное (тоже запатентованное) название «Цеппелин НТ» («Zeppelin NT»). 90 ЛЕТ СПУСТЯ. Итак, что же представляет собой «Цеппелин НТ»? Вместо прежних 36 лонжеронов остались только три. Они тоже форменные, трехгранные, из алюминиевого сплава; только шесть балок в районе хвостового оперения (схема «перевернутый Y») и балка, на которой установлены два из трех двигателей, углепластиковые. Шпангоуты (тоже форменные) - треугольные.     

Пластиковая (не указано, правда, из какого именно пластика) многослойная оболочка классической формы по всей длине крепится к лонжеронам. В ней, кроме гелия, содержится и воздух в баллонетах: он служит для продольной балансировки 75-метровой сигары (напомню, что при накачивании воздуха в баллонет уменьшается объем несущего газа, увеличивается масса дирижабля, в результате уменьшается сплавная - аэростатическая подъемная - сила; если баллонетов по длине несколько, манипулируя ими можно поднимать или опускать нос или хвост корабля).

Собственно, именно пластиковая оболочка позволила больше чем на порядок сократить число элементов каркаса. Дело в том, что при «первом пришествии» цеппелинов водород (или гелий) содержался в емкостях из бодрюша - материала, выделываемого из бычьих кишок. Газ они, с горем пополам, держали, но ни о какой прочности говорить не приходилось. Далее, их нельзя было «протыкать», и потому фермы каркаса огибали нежные мешки.

Современные же материалы не только позволяют герметизировать огромный объем, но и создать «скорлупу», выдерживающую аэродинамические нагрузки при некотором (минимальном, всего на 4% больше атмосферного) наддуве. На долю форменного каркаса остаются сосредоточенные нагрузки от грузов и двигателей, а также поддержание формы оболочки в аварийных ситуациях.


Двигателей у LZ N07 три. Два установлены на поперечной углепластиковой балке, впереди центра сплавной силы. Их винты могут поворачиваться на 120 град. вверх и вниз, создавая, при необходимости, дополнительную подъемную или опускающую силу. В «нормальном» же положении они разгоняют «Цеппелин НТ» до 130 км/ч. Еще один мотор находится в хвосте, и вращает два пропеллера, оси которых направлены поперек оси воздушного корабля, в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Этот агрегат служит исключительно для маневрирования, например, позволяя дирижаблю крутиться на месте, вокруг собственного носа. Естественно, все 4 винта - изменяемого шага, вплоть до обеспечения реверса при сохранении направления вращения.

Гондола нового цеппелина вмещает 12 человек, и пока фирма не собирается бить свои же прежние рекорды. В ближайших планах - «среднего размера» LZ N20 на 50 пассажиров (правда, на «Гинденбурге» было столько же, но в двухместных каютах). Основной же (добавлю - гражданской) сферой применения жестких дирижаблей Клаус Хагенлошер считает туризм. Правда - если не будут хлопать ушами менеджеры «Цеппелин Люфтшиффбау»...

Сергей
АЛЕКСАНДРОВ

на предыдущую страницу к началу этой страницына следующую страницу