Аэростаты и дирижабли
Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации (институт)
Реферат выполнил курсант: Татарчин К.
Ульяновск 2009г
Введение
Аэростат (упрощённо и не вполне точно — возду́шный шар) — летательный аппарат легче воздуха, использующий для полёта подъёмную силу заключённого в оболочке газа (или нагретого воздуха) с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха (согласно закону Архимеда).Аэростаты впервые позволили человеку подняться в воздух, а позднее и достичь стратосферы.
В России одним из организаторов полётов на аэростатах для научных исследований атмосферы был А. М. Кованько. Одна из основных областей применения — подъём на необходимую высоту систем видеонаблюдения, связи, получения метеоданных.
Во время Второй мировой войны аэростаты широко применялись для защиты городов, промышленных районов, военно-морских баз и других объектов от нападения с воздуха. Действие аэростатов заграждения было рассчитано на повреждение самолётов при столкновении с тросами, оболочками или подвешиваемыми на тросах зарядами взрывчатого вещества. Наличие в системе ПВО аэростатов заграждения вынуждало самолеты противника летать на больших высотах и затрудняло прицельное бомбометание с пикирования.
Дирижабли, или как их еще называют, "корабли стратосферы", были популярным видом транспорта еще в 18-19 веке. Современные люди предпочитают самолеты, но кто знает, не повернутся ли вспять симпатии народа, учитывая последние воздушные катастрофы, о которых гудел весь мир?
История дирижаблестроения
Дирижабль имеет более сложное устройство, хотя в основу его построения положен именно аэростат. Главное отличие состоит в управляемости и в форме. Обтекаемость корпуса позволяет развивать скорости, значительно превосходящие скорость движения простого воздушного шара, а также лететь более целенаправленно. Как правило, дирижабли оснащены двигателем и оперением, что позволяет изменять не только высоту, но и направление полета. Одно из их преимуществ даже перед современной авиатехникой состоит в том, что они более безопасны, как это ни парадоксально звучит. На самом деле даже при выключении абсолютно всех двигателей они не пикируют, а плавно снижаются, тем самым сохраняя жизнь пассажирам и экипажу.
Новые
аппараты теперь не являются игрушкой ветра, который несет их туда, куда дует
сам. Современные дирижабли, которые могут развивать скорость до
Само слово «дирижабль» (dirigeable) по-французски обозначает «управляемый» и происходит от глагола diriger, то есть «управлять, руководить». Другое название — «цеппелин» — относится к дирижаблям определенной конструкции, разработанной и в 1900 году поставленной на серийное производство немецким военным инженером Фердинандом Цеппелином. Позже название стало синонимом слова «дирижабль». Кроме того, употребительным названием, потерявшим свой метафорический смысл, стал термин «воздушное судно», а более разговорным и упрощенным — «воздушный корабль».
Летательные аппараты такого рода широко применялись примерно до середины XX в. в самых различных целях — перевозка грузов и пассажиров, научные исследования, военные наблюдения и т. п. Позже, с развитием собственно самолетной авиации, их производство и применение естественным образом пошли на убыль. И только с 60—70-х гг. дирижабли снова начали выпускать.
Но расскажем обо всем по порядку.
Первый
проект дирижабля в
Прототипом
управляемых аэростатических аппаратов стал дирижабль с баллонетом (газонепроницаемым
отсеком внутри оболочки размером
С тех пор дирижабли с двигателями активно строятся и применяются. Например, уже три года спустя был сооружен первый дирижабль с электрическим двигателем. Пилотом являлся Гастон Тиссандье, француз. Двигатель же представлял собой динамомашину Сименса и 24 бихромат-калиевые аккумуляторные батареи и был установлен в гондоле дирижабля.
С
развитием техники появились полностью управляемые воздушные судна. Двенадцать
месяцев спустя, в
В
Позже
случаи гибели пилотов и пассажиров дирижаблей перестали быть редкостью, хотя до
такой периодичности, с которой в наше время сообщается о гибели экипажей и
пассажиров рейсовых и военных самолетов, не доходило. Гибель четырех человек в
В 90-е гг. XIX в. К. Э. Циолковский разрабатывал проект создания нового типа дирижабля — цельнометаллического безбалластного, который позволял бы поднимать в воздух грузы огромной тяжести. Опыты создания таких аппаратов были уже в конце XIX в., но в производство их так и не запустили, потому что Циолковский, по сути, только предложил идею и пути ее осуществления, а масштабная работа по выяснению оптимальных технических характеристик дирижаблей такого типа только ведется. Строить их было бы действительно очень выгодно, поэтому и в настоящее время ведутся активные разработки.
Один
из аппаратов такого типа, «Металлобаллон» конструкции Германа Шварца, совершил
полет в
В те же годы вводятся некоторые новшества. К примеру, на озере Констанс был построен первый плавучий ангар для дирижабля «LZ-1» графа Цеппелина, чье имя увековечено в названии дирижаблей.
Из
этого ангара 2 июля
В
Первым
настоящим дирижаблем, то есть таким, который является дирижаблем в современном
употреблении этого слова, считают аппарат «Лебоди» французских братьев Лебоди, построенный
и продемонстрированный годом позже. Первые полеты на нем составляли 37, 98 и
Следующая
модель такого аппарата, увеличенная, стала первым в мире военным дирижаблем.
«Лебоди II» обладал двигателем мощностью
Тем
временем продолжалась разработка собственно цеппелинов. Первый разбился во
время третьего полета. Модель «LZ-2» была неудачной и погибла после первого же
полета. Зато третья оказалась по-настоящему качественной и была приобретена
военными в
С
тех пор военная техника стала постоянно пополняться дирижаблями. В том же году
французский «Сантос-Дюмон» испытывался в качестве авиаматки, то есть несущего
для аэроплана «14 бис». Позже такие испытания для перевозки более совершенных
самолетов проводились англичанами в
Мощным
военным дирижаблем стал английский «Нулли Секундус», иначе называемый
дирижаблем номер 1, который совершил свой первый полет в
Кроме
военных целей, дирижабли стали использоваться и в политических. Например, в
Но цеппелины широко использовались и гражданскими авиакомпаниями, например «Делаг». Дирижабли «LZ-5» и «LZ-6» стали пассажирскими. Первый из них был также действующим экспонатом на международной выставке дирижаблей во Франкфурте-на-Майне.
Но
множество «LZ» все-таки использовались военными (в кодировке немецких военных
они назывались «Z» или «L» с соответствующим порядковым номером). Одним из
первых стал цеппелин «LZ-14» который в ВМФ проходил как «L-1». Он же стал
первым погибшим немецким военным дирижаблем. В
Гражданская дирижаблевая авиация
Авиакомпания
«Делаг» (официальное название которой было «Die Deutsche Luftschiffahrt»)
создана в
Трансатлантические
рейсы дирижаблей начались в
А
в
Дирижабль
стал и средством связи. Аппарат «Бета 1», поднявшийся в воздух в
Усовершенствование
материалов и технологий не прекращалось. И изменения были весьма существенными.
Например, в
До этого применялся водород, как, например, на дирижабле «Америка», на котором американский журналист пытался пересечь Северную Атлантику. Об опасных свойствах водорода уже говорилось и на примере будет рассказано еще.
Дирижабли в современном мире и их применение
«АС-120 Мк.П»
Немного
расскажем об устройстве этого «спортивного» цеппелина. Он двухместный, и
поэтому гондола небольшая. Объем же самой оболочки составляет
В
передней части кабины находится прозрачный обтекатель, который позволяет хорошо
просматривать окрестности и перспективу. Сзади располагается двухлопастный
пропеллер, который приводится в движение «Ротексом». Шасси (три колеса) совсем
небольшое, такое, которого было бы достаточно для устойчивой посадки. Весь
дирижабль имеет следующие технические характеристики: нормальная скорость —
В настоящее время проводятся тренировочные полеты. Уже выявлен ряд небольших недочетов, которые предстоит исправить. Кроме того, в процессе тренировок приходят идеи по улучшению качества и летных свойств дирижабля. Плюс ко всему прочему добавилась новая функция использования летательных аппаратов легче воздуха — рекламная, что сейчас достаточно актуально.
Появление в небе дирижабля в наше время — явление нечастое, и поэтому он сразу обращает на себя внимание. Особенно если на его борту двухметровыми буквами написано слово «Балтика» с тремя горизонтальными волнистыми чертами слева. Дело в том, что Геннадий Опарин участвует в рекламной акции пивоваренной компании «Балтика». Как показала практика, воздушная реклама (что само по себе уже непривычно) не вызывает таких негативных эмоций, как порядком надоевшая щитовая или реклама во всех без исключения средствах массовой информации, включая Интернет.
Применение дирижаблей и — в несколько более ограниченных масштабах — аэростатов в современной жизни разнообразно. В первую очередь, это своеобразный спорт и научные наблюдения. Огромные возможности предоставляет использование такой техники в Арктике. (Об этом будет сказано немного позже.)
Еще
в
Для
подобных исследований требуется даже не один вид дирижабля, а несколько.
Например, Ордена Ленина Арктический Антарктический институт в
Естественно, у военных с развитием авиации острая необходимость в применении такой техники постепенно отмирает. И, несмотря на это, опыт показывает, что и военные применяют дирижабли — в первую очередь для патрулирования, что намного (в 14 раз) дешевле авиации. Так, в США еще в середине XX в. для этих целей использовалось 120 дирижаблей.
А
для ученых это настоящий клад. Дирижабли помогают метеослужбам, геологам, нефтяникам…
Их можно применять как альтернативу непомерно дорогим спутникам, естественно, на
низкой орбите — от 10 до
Разрабатываются и уже осуществляются проекты применения дирижаблей на других планетах. Так, Феликс Дубинин совместно с сотрудниками Института космических исследований выдвинул и в черновом варианте проработал идею исследований на Венере с помощью аэростатической техники. Дело в том, что атмосфера на высоте 50—60 км имеет вполне приемлемую температуру, близкую к земной (на поверхности — в десятки раз больше), и нормальное давление.
Таким образом, использование пока беспилотных дирижаблей, оснащенных соответствующей техникой, вполне возможно на этой планете. Это намного экономичнее и эффективнее высадки на поверхность дорогих аппаратов, которые собирают ничтожно мало информации и работают чуть ли не считаные минуты. А тепловую энергию венерианской атмосферы можно было бы использовать для работы самого дирижабля (аэростата).
Такие попытки в наше время — уже реальность. В один из визитов на Венеру послали и аэростатический аппарат (французского производства). Эксперимент оказался удачным. А ведь атмосфера есть не только на Венере, но и на других планетах Солнечной системы и некоторых их спутниках. Так что, воздухотехника вполне может покорить и космическое пространство. Для этого, естественно, применяются и технологии несколько иного качества. Например, вместо гелия (к слову, редкого и потому дорого) используют особую смесь, основным компонентом которой является метан.
Производство дирижаблей
Дирижабли строятся почт