Дирижабль (від французького diriger - «управляти») – це саморушний літальний апарат, легший за повітря. Про його історію та способи самому побудувати цей літальний апарат, ми розповімо далі в статті.

Елементи конструкції

Є три основних типи дирижаблів: м'які, напівтверді і жорсткі. Всі вони складаються з чотирьох основних частин:

сигароподібної оболонки або повітряної кулі, заповненого газом, щільність якого менше щільності повітря;

кабіни або гондоли, підвішеної під оболонкою, що служить для перевезення екіпажу і пасажирів;

двигунів, що приводять у рух пропелери;

вертикальних і горизонтальних рулів, що допомагають спрямовувати дирижабль.

Що таке м'який дирижабль? Це повітряна куля з кабіною, прикріпленою до нього за допомогою канатів. Якщо газ випустити, то оболонка втратить свою форму.


Напівжорсткий дирижабль (фото його наведено в статті) також залежить від внутрішнього тиску, яка підтримує його форму, але у нього ще є структурний металевий кіль, який проходить в поздовжньому напрямку уздовж підстави аеростата і підтримує кабіну. Жорсткі дирижаблі складаються з легкого каркаса з алюмінієвого сплаву, вкритого тканиною. Герметичними вони не є. Всередині цієї структури знаходиться кілька повітряних куль, кожен з яких може окремо заповнюватися газом. Літальні апарати даного типу зберігають свою форму, незалежно від ступеня наповненості балонів.

Які гази застосовуються?

Зазвичай для підйому дирижаблів використовуються водень і гелій. Водень є самим легким відомим газом і, таким чином, він має велику вантажопідйомність. Проте він легко загорається, що стало причиною багатьох фатальних катастроф. Гелій ж не такий легкий, але набагато безпечніше, так як не горить.


Газомісткі балони ранніх дирижаблів виготовлялися з бавовняної тканини, просоченою гумою, яка була, в кінцевому рахунку, витіснена синтетичними тканинами, такими як неопрен і лавсан.

Історія створення

Перший вдалий дирижабль був побудований в 1852 р. у Франції Анрі Гиффардом. Він створив 160-кілограмовий паровий двигун, здатний розвивати потужність в 3 л. с., яких було достатньо для приведення в рух великого пропелера зі швидкістю 110 оборотів в хвилину. Для того щоб підняти вагу силової установки, він заповнив 44-метровий балон воднем і, стартувавши з паризького іподрому, полетів зі швидкістю 10 км/год., подолавши відстань близько 30 км У 1872 році німецький інженер Пауль Хаенляйн вперше встановив і використовував на дирижаблі двигун внутрішнього згорання, паливом для якого служив газ з балона. У 1883 році французи Альберт і Гастон Тиссандьє першими успішно керували аеростатом, який приводився в рух за допомогою електричного мотора. Перший жорсткий дирижабль з корпусом з алюмінієвого листа був побудований у Німеччині в 1897 році. Альберто Сантос-Дюмон, уродженець Бразилії, який жив у Парижі, встановив низку рекордів на серії побудованих їм з 1898 по 1905 рік 14 нежорстких дирижаблів з приводом від двигунів внутрішнього згоряння.

Граф фон Цеппелін

Самим успішним оператором жорстких аеростатів з мотором був німець граф Фердинанд фон Цеппелін, який побудував у 1900 р. свій перший дирижабль. Що таке LZ-1? Luftschiff Zeppelin, або повітряне судно Цепеліна, – це технічно складний корабель, довжиною 128 м і діаметром 116 м, який був зроблений з алюмінієвого каркаса, що складається з 24 повздовжніх балок, з'єднаних 16 поперечними кільцями, і приводився в рух двома двигунами, потужністю 16 л. с.
Літальний апарат міг розвинути швидкість до 32 км/ч. Граф продовжував удосконалювати конструкцію під час першої світової війни, коли багато хто з його дирижаблів (звані цепелінами) використовувалися для бомбардування Парижа і Лондона. Літальні апарати даного типу також застосовувалися союзниками під час Другої світової війни, в основному, для протичовнового патрулювання. В 20-е і 30-е роки минулого століття, в Європі та Сполучених Штатах будівництво дирижаблів тривало. У липні 1919 р. британський літальний апарат R-34 двічі здійснив трансатлантичний переліт.

Підкорення Північного полюса

У 1926 р. італійський напівжорсткий дирижабль (фото наведено в статті) «Норвегія» був успішно використаний Роальдом Амундсеном, Лінкольном Еллсвортом і генералом Умберто Нобіле для дослідження Північного полюса. Наступну експедицію на іншому повітряному кораблі, очолив Умберто Нобіле. У загальній складності він планував здійснити 5 польотів, але дирижабль, побудований в 1924 р., зазнав аварії в 1928 році. Операція по поверненню полярних дослідників зайняла більше 49 днів, в ході якої загинуло 9 рятувальників, включаючи Амундсена. Як називався дирижабль 1924 року? Четвертий повітряний транспорт серії N, побудований за проектом і на заводі Умберто Нобіле в Римі, отримав назву «Італія».

Період розквіту

У 1928 р. німецький вчений Хуго Еккенер побудував дирижабль «Граф Цеппелін». До виведення з експлуатації, через дев'ять років, він здійснив 590 рейсів, у тому числі 144 трансокеанських переходів. У 1936 р. Німеччина відкрила регулярні трансатлантичні пасажирські перевезення на «Гінденбург».
Незважаючи на ці досягнення, в кінці 1930-х років дирижаблі світу практично перестали випускатися із-за їх високої вартості, малій швидкості, а також уразливості від штормової погоди. Крім того, низка катастроф, найвідоміша з яких – вибух заповненого воднем «Гінденбурга» у 1937 р., в поєднанні з досягненнями в літакобудуванні в 30-х і 40-х рр. зробили цей вид транспорту комерційно застарілим.

Прогрес технології

Газові балони багатьох ранніх дирижаблів робилися з так званої «шкіри золотобойца»: коров'ячі кишки відбивалися, а потім розтягувалися. На створення одного літального апарату потрібно було двісті п'ятдесят тисяч корів. Під час Першої світової війни Німеччина та її союзники припинили виробництво ковбасних виробів, щоб було достатньо матеріалу для виробництва повітряних кораблів, за допомогою яких проводилися бомбардування Англії. Досягнення в технології виробництва тканини, в тому числі, завдяки винаходу в 1839 р. вулканізованої гуми американським торговцем Чарльзом Гудьиром, викликало вибух інновацій в дирижаблестроении. На початку тридцятих років ВМС США побудували два «літаючих авіаносця» «Акрон» і «Макон», чиї корпусу відкривалися, випускаючи флот літаків-винищувачів F9C Sparrowhawk. Кораблі розбилися після попадання в шторм, так і не встигнувши довести свою боєздатність. Рекорд світу з тривалості польоту був встановлений в 1937 р. аеростатом «СРСР-В6 Тсоавіахім». Літальний апарат провів у повітрі 130 год 27 хв. Міста, які відвідав за час польоту дирижабль – Нижній Новгород, Білозерськ, Ростов, Курськ, Воронеж, Пенза, Долгопрудний і Новгород.

Захід аеростатів

Потім дирижаблі зникли. Так, 6 травня 1937 року «Гінденбург» вибухнув над Лейкхерсті в штаті Нью-Джерсі – у кулі вогню загинули 36 пасажирів і членів екіпажу. Трагедія було знято на кіноплівку, і світ побачив, як вибухнув німецький дирижабль. Що таке водень, і як він небезпечний, стало зрозуміло всім, а ідея, що люди можуть комфортно пересуватися під ємністю з цим газом, в одну мить стала неприйнятною. В сучасних літальних апаратах цього типу використовується тільки гелій, який не запалюється. Все більш популярними і економічними ставали літаки, такі як швидкісні «літаючі човни» компанії Pan American Airways. Сучасні інженери, які займаються проектуванням літальних апаратів цього типу, нарікають на те, що до 1999 року, коли був опублікований збірник статей про те, як побудувати дирижабль під назвою «Технологія дирижабля», єдиним доступним підручником була книга «Проектування повітряного судна» Чарльза Берджесса, що вийшла в 1927 р.

Сучасні розробки

Зрештою, дизайнери дирижаблів відмовилися від ідеї перевезення пасажирів і зосередили зусилля на вантажоперевезеннях, які сьогодні недостатньо ефективно здійснюються залізницями, автомобільним і морським транспортом, і недосяжні у багатьох районах. Набирають обертів кілька перших таких проектів. У сімдесятих Вільям Міллер, колишній льотчик-винищувач військово-морського флоту США, в Нью-Джерсі випробував корабель аеродинамічній дельтоподібного форми під назвою Aereon 26. Але кошти у Міллера закінчилися після першого випробувального польоту. Створення прототипу вантажного повітряного судна вимагає величезних капіталовкладень, а потенційних покупців було недостатньо. У Німеччині Cargolifter A. G. дійшов до будівництва найбільшого у світі будівлі, що окремо стоїть довжиною більше 300 м, в якому компанія планувала побудувати гелієвий напівжорсткий вантажний дирижабль. Що таке бути піонером в даній області повітроплавання стало ясно в 2002 році, коли компанія, зіткнувшись з технічними складнощами і обмеженим фінансуванням, подала заяву про банкрутство. Ангар, розташований біля Берліна, пізніше був перетворений в найбільший критий аквапарк в Європі «Тропічні острови».

У гонитві за першістю

Нове покоління інженерів-конструкторів, деякі з яких підкріплені значними урядовими і приватними інвестиціями, переконане, що, враховуючи доступність нових технологій і нових матеріалів, суспільство зможе виграти від будівництва дирижаблів. У березні минулого року Палата представників США організувала засідання, присвячене даному виду повітряного транспорту, метою якого було прискорення процесу їх розвитку. Протягом останніх років розробкою дирижаблів займалися аерокосмічні важковаговики Boeing і Northrop Grumman. Росія, Бразилія і Китай побудували або розробляють власні прототипи. Канада створила проекти кількох повітряних суден, у тому числі «Сонячного корабля», який виглядає як роздутий стелс-бомбардувальник з сонячними батареями, розміщеними по всій верхній частині заповнених гелієм крил. Всі беруть участь в гонці, щоб стати першими і монополізувати ринок вантажоперевезень, який може вимірюватися мільярдами доларів. Нині найбільшу увагу привертають три проекти:

англійська Airlander 10 компанії Hybrid Air Vehicles - на даний момент найбільший у світі дирижабль;

LMH-1 компанії «Локхід-Мартін»;

Aeroscraft, компанії Worldwide Aeros Corp, створеної іммігрантом з України Ігорем Пастернаком.

Радіокерований аеростат своїми руками

Щоб оцінити проблеми, що виникають при будівництві літальних апаратів даного типу, можна побудувати дирижабль дитячий. Його розміри менші, ніж у будь-якої моделі, яку можна придбати, і він володіє кращим поєднанням стабільності та маневреності. Для створення мініатюрного дирижабля будуть потрібні наступні матеріали:

Три мініатюрних мотора вагою 25 г або менше.

Мікроприймач вагою до 2 м (наприклад, DelTang Rx33 який, поряд з іншими частинами, можна придбати в спеціалізованих онлайн-магазинах, таких як Micron Radio Control, Aether Sciences RC або Plantraco), що працює від однієї літій-полімерної осередку. Слід переконатися в сумісності коннекторів двигуна і приймача, інакше буде потрібно необхідність в пайку.

Сумісний передавач з трьома або більше каналами.

LiPo-акумулятор ємністю 70-140 маг і відповідне зарядний пристрій. Щоб загальний вага не перевищувала 10 м, буде потрібно батарея вагою до 25 р. Велика ємність акумулятора забезпечить більшу тривалість польоту: при 125 маг можна легко домогтися його тривалості в 30 хв.

Проводи, що з'єднують акумулятор з приймачем.

Три невеликих пропелера.

Вуглецевий стрижень (1 мм), довжиною 30 см.

Шматок депрона 10 х 10 див.

Целофан, скотч, суперклей і ножиці.

Потрібно придбати повітряна кулька з латексу, наповнений гелієм. Підійде стандартний або будь-який інший, вантажопідйомність якого не менше 10 р. Для досягнення бажаного ваги додається баласт, який знімається у міру витоку гелію. Компоненти прикріплюють до стрижня за допомогою скотча. Передній двигун служить для руху вперед, а задні встановлюється перпендикулярно. Третій двигун розміщується біля центру тяжкості і спрямований вниз. Пропелер до нього кріпиться протилежною стороною, щоб він міг штовхати дирижабль вгору. Мотори слід приклеїти суперклеєм. Прикріпивши хвостовий стабілізатор, можна значно поліпшити пересування вперед, так як пропелер підйому надає невелике обертальний рух, а хвостовий ротор дуже потужний. Його можна зробити їх депрона і прикріпити скотчем. Рух вперед повинен компенсуватися невеликим підйомом. Крім того, на дирижабль можна встановити недорогу камеру, наприклад, використовувану в брелоках.