Петр Ионов - Дирижабли и их военное применение
Главнейшее отличие дирижаблей жесткой системы это наличие жесткого каркаса (остова), благодаря которому получается возможность сохранять неизменность формы дирижабля. Каркас делается обычно из дюралюминиевых труб или полос различного вида профилей; только каркас недавно погибшего английского дирижабля R-101 был построен преимущественно из высокосортной стали. Каркас состоит из многоугольных поперечных рам, называемых шпангоутами, соединенных между собою продольными фермами, называемыми стрингерами. Пролеты, образующиеся между продольными и поперечными частями, крестообразно расчаливаются проволоками.
Металлический каркас обтягивается специальной алюминированной материей: алюминирование оболочки имеет целью уберечь ее от чрезмерного нагревания солнцем. Подъемный газ (водород или гелий) содержится в нескольких газовых баллонах с газонепроницаемой оболочкой. Таких баллонов в современных дирижаблях бывает до 20, помещаемых в специальных газовых отделениях (отсеках), на которые делится каркас дирижабля. Газовые баллоны делаются из специального материала — «бодрюша», получаемого путем обработки брюшины телят, отличающегося исключительной газонепроницаемостью и легкостью. Между шпангоутами устроена вентиляция, для того чтобы не допускать образования крайне опасного гремучего газа (смеси водорода с кислородом). На дирижабле устанавливаются 5–8 мощных многосотсильных моторов, которые помещаются в специальные гондолы, имеющие жесткую подвеску к корпусу дирижабля. Иногда один мотор устанавливается так, чтобы с его помощью дирижабль мог иметь задний ход, что бывает нужно при подходе к причальной мачте. Помещение экипажа и командирская рубка у последних типов дирижаблей находятся в передней половине внизу, ближе к носу. По всей длине дирижабля проходит внутренний коридор, в котором размещаются: бензин и масло в специальных баках, водяной баласт в мешках, запасные части для моторов, помещение для экипажа, якорные канаты и т. д. В командирской рубке сосредоточены все приборы для управления и навигации. Все рули помещаются на корме оболочки. Внешняя форма дирижаблю придается сигарообразная для того, чтобы дирижабль в полете был более удобообтекаем и тем самым вызывал меньшее сопротивление воздуха при полете. На германских военных дирижаблях в империалистическую войну 1914–1918 гг. нижняя сторона корпуса дирижабля окрашивалась в черный цвет, для того чтобы ночью дирижабль был менее заметен на фоне неба при свете прожекторов, а в верхней части дирижаблей помещались специальные кабинки для наблюдателя с пулеметом для воздушного боя с самолетами.
В носовой части дирижабля имеются люк и откидная площадка, которая при причаливании соединяется трапом со швартовой мачтой. Кроме того на носу имеется специальное причальное приспособление.
Экипаж дирижабля состоит из командира корабля, старшего и младшего помощников, вахтенных рулевых, метеоролога, навигатора (штурман), радиотелеграфистов, механиков, среднего и младшего технического персонала.
Схема устройства дирижаблей жесткой конструкции изображена (тип цеппелина) на рис. 11 и 12.
Рис. 11. Схема дирижабля жесткой системы (типа цеппелин).
Рис. 12. Поперечный разрез дирижабля жесткой системы (типа цеппелин).
В последнее время американцы построили 2 дирижабля несколько иной конструкции. Они реализовали идею, высказанную ранее ученым Циолковским и сделали жестой самую оболочку дирижабля, изготовив ее из металлических гофрированных листов. Оболочка такого дирижабля служит непосредственным газовместилищем и вместе с тем способна сохранять форму дирижабля при наличии немногих внутренних рам. Таким путем достигается жесткость и прочность конструкции. Американцы заявляют; что эти дирижабли в три раза прочнее существующих конструкций и на 30 % легче. Более подробное описание такого типа дается ниже по сведениям об одном из двух построенных американцами металлических дирижаблей ZMC-2.
Устройство американского цельнометаллического дирижабля ZMC-2. Проект этого дирижабля принадлежит инж. Р. Эпсону. Объем дирижабля — всего 5600 куб. м. Каркас сделан из дюраля и состоит из 5 главных и 12 промежуточных трехгранных поперечных шпангоутов и 24 продольных стрингеров корытообразного сечения. Цельнометаллическая оболочка сделана из полос шириной от 15 до 45 см, толщиной в 1/4 мм, соединенных тройными заклепочными швами, промазанными изнутри особой смоляной мастикой.
Рис. 13. Американский цельнометаллический дирижабль ZMC-2 при выводе из элинга.
Рис. 14. Американский цельнометаллический дирижабль ZMC-2 при посадке
Подъемный газ (гелий) помещается непосредственно в металлической оболочке, внутри которой имеются 2 воздушных баллонета: один в передней, другой — в кормовой части. При наполнении воздухом баллонеты занимают около 25 % всего объема дирижабля. Назначение баллонетов — регулировать давление подъемного газа в оболочке. В дирижабле ZMC-2 все нагрузки, которые дирижабль испытывает, воспринимаются не только каркасом, но и оболочкой. Таким образом за счет работы по сохранению формы дирижабля, которую несет металлическая оболочка дирижабля, удалось уменьшить прочность каркаса, а тем самым и его вес. Исходя из опыта работы со своими цельнометаллическими дирижаблями, американцы считают, что металлическая оболочка значительно более газонепроницаема, чем специальные, обычно употребляемые сорта материи бодрюша (обработанная брюшина телят). Моторная установка ZMC-2 состоит из двух двигателей Райт-Уирлуинд по 220 л. с. воздушного охлаждения, помещающихся по обе стороны гондолы. Стоимость дирижабля — 600000 руб. Общий вид дирижабля — на рис. 13, 14, и 15.
Рис. 15. Кабина и моторные установки дирижабля ZMC-2.
Устройство английского дирижабля R-101. Английский дирижабль R-101, которого постигла недавно страшная катастрофа во Франции у города Бове и при перелете из Англии в Индию, был по своему конструктивному оформлению единственным в мире. Вместо дюралюминия материалом для его каркаса была применена высокосортная сталь; таким образом это был первый и единственный в мире стальной воздушный гигант (рис. 16). R-101 вместе с R-100 был начат постройкой в 1925 г. Оба дирижабля предназначались для транспортной службы между Англией и Канадой и Англией и Индией. Одновременно с их постройкой англичанами проводилась большая работа по наземному оборудованию этих линий: строились причальные мачты, элинги, заводы, изготовляющие водород. R-101 строился на правительственной верфи; R-100 строила частная фирма «Виккерс». 17 сентября 1929 г. R-101 сделал свой пробный 5-часовой полет. Данные, полученные англичанами при первых испытаниях дирижаблей R-101, оказались малоудовлетворительными. Дирижабль был перетяжелен. Строя R-101, англичане переборщили с учетом причин гибели своего дирижабля R-38 и американского «Шенандоа». Желая гарантировать прочность дирижабля как в отношении статических нагрузок, так и вызываемых аэродинамическими усилиями при различных режимах полета, англичане получили чрезмерно тяжелый дирижабль со всеми вытекающими отсюда пилотажными и эксплоатационными недостатками. Это обстоятельство в конечном итоге принудило их переделать R-101. Было решено разрезать дирижабль пополам и вставить дополнительно еще один отсек. Операция эта удалась. После переделки на пробных полетах R-101 показал несколько лучшие качества.
Рис. 16. Английский дирижабль R-101.
В течение 1 1/2, лет англичане проводили исследование над деталями и моделями дирижабля. В результате этих работ при строительстве R-101 был применен ряд конструктивных особенностей.
Во-первых превышение длины над поперечным сечением было уменьшено; лабораторные исследования показали, что удобообтекаемость более толстого, не имеющего цилиндрической части дирижабля лучше, тем более что при этом легче сделать каркас более прочным.
Каркас R-101 состоял из 15 поперечных шпангоутов, 15 главных и 15 промежуточных стрингеров. Каждый шпангоут представлял собой жесткое решетчатое 15-угольное кольцо, состоявшее из двух внешних и одного внутреннего пояса, соединенных между собою поперечными связями. Каждый элемент пояса был сделан в виде жесткой трехгранной балки, склепанной из 3 стальных труб, соединенных между собою дюралюминиевыми полками с выштампованными в них для облегчения отверстиями. Элементы стрингера были сделаны из труб диаметром в 1 3/4 дюйма, свернутых из стальных полос с заделанным изнутри швом. При большой длине (до 22,5 м) такие трубы оказались более равномерными и прочными, чем цельнотянутые. Жесткость решетки увеличивалась тросовыми растяжками. Каркас R-101 не имел киля, что было возможно благодаря особой прочности и конструкции всего каркаса. Главной опорой каркаса R-101 являлись шпангоуты, продольные части каркаса являлись как бы вспомогательными в отличие от германских цеппелинов, у которых главные усилия воспринимаются стрингерами.
