Дирижабль

Дирижа́бль (від фр. dirigeable — керований),[1] також повітропла́в,[2] — літальний апарат, наповнений газом, який легший за повітря, аеростат із двигуном, завдяки якому може рухатися незалежно від напряму повітряних потоків. Має обтічний еліптичний корпус (повітряну кулю), пропелери, стабілізатори, рулі напряму та висоти, одну або кілька гондол для команди, пасажирів чи вантажу.

Сучасний дирижабль напівжорсткої системи Zeppelin NT, який здійснює регулярні тури з пасажирами на озері Бодензее у Південній Німеччині. Корпус завдовжки 75 метрів, три двигуни по 250 к.с., гвинти з поворотним вектором тяги.

Повітряна куля заповнюється газом, легшим за повітря, переважно — гелієм, іншими газами, в тому числі — теплим повітрям. В ранню пору дирежаблебудування як газ для заповнення широко використовувався легкозаймистий водень. Форма дирижабля підтримується за допомогою внутрішнього тиску або спеціальним каркасом. Дирижаблі рамкового типу з металевим каркасом — так звані «цепеліни» — широко використовувалися на початку XX-го століття для транспортування пасажирів, подорожей до полюса, ведення воєнних дій і оборони, розваг і реклами.

Дирижабль військово-морських сил США «Лос-Анжелес» пришвартований у морі під час маневрів. Довжина корпусу дирижабля 200 метрів. П'ять двигунів по 400 к.с. Причальна щогла для швартування дирижабля встановлена на кораблі допоміжного забезпечення (1931)

Скорочена історія дирижаблів

Дирижаблі у XIX столітті

Дирижаблі були першим повітряним судном, яке було здатне йти проти вітру — на протилежність повітряній кулі.

Фото дирижабля-орнітоптера «Пільстрем» у польоті, Харків, 1898 рік

У 1897—1899 роках у Харкові (Україна) науковець, доктор медичних наук К. Я. Данилевський розробив, виготовив, та провів успішні льотні випробування невеликих за розмірами дирижаблів, із використанням мускульної сили пілота для підйому у повітря та маневрів. Газова ємність апаратів становила 150—180 куб.м. Опробувано у польоті чотири моделі «дирижабль-аеростатів» — «Ембріон»(1897), «А. А. Пільстрем» та «Орічка» (1898) — ці три апарати мали крила-весла, та «балон-глайдер» (1899), що мав велосипедні педалі та лопаті, а також спеціальний «аероплан» — прилад для керованого плануючого польоту. Здійснено загалом біля 200 випробувальних підйомів на висоту до 300 метрів, усі посадки здійснено «м'яко» та безаварійно[3][4][5]. Із нагоди 120-річчя польотів, наукова робота К. Я. Данилевського по аеронавтиці вийшла електронним виданням у США[6].

Дирижаблі у XX столітті

Граф фон Цепелін здійснив перший політ на дирижаблі своєї конструкції у 1901 році.

Поштова марка України, присвячена 100-річчю першого польоту дирижабля «Київ»

Український дирижабль конструкції інженера Андерса здійснив свій перший політ у 1911 році. Журналісти «Тижня» подають це так: "Єдину в Україні успішну спробу побудувати моторний дирижабль здійснив киянин Федір Андерс. Упродовж 1909—1911 років він створив апарат м'якої конструкції під назвою «Київ», призначений для рекламної мети. До серпня 1912 року той виконував прогулянкові польоти з пасажирами над Києвом та околицями (загалом їх було виконано понад 150 і перевезено 200 осіб). Однак у 1912-му внаслідок несправності бензопроводу на дирижаблі виникла пожежа, й він дотла згорів (на щастя, ніхто не постраждав). Досконалішого апарата «Київ-2» Андерсу не вдалось побудувати із прозаїчної причини — через брак коштів[7].

Військові бомбардувальні Цепеліни та морські конвойні дирижаблі у I Світовій війні
Німецький військово-морський цепелін L20 після вимушеної посадки поблизу Норвегії, 1916 р.

У перші десятиліття XX століття найбільшого прогресу в галузі дирижаблебудування досягла Німеччина. Її успіхи пов'язані насамперед з ім'ям Фердінанда фон Цеппеліна, винахідника й підприємця, засновника фірми Luftschiffbau Zeppelin, що спеціалізувалась на виготовленні апаратів жорсткого типу. Перший його зразок LZ 1, створений 1900 року, вражав своїми розмірами: він був 128 м завдовжки і майже 12 м у діаметрі. Окрім Цеппеліна, в цій країні дирижаблі будували також фірми Parseval і Schutte-Lanz.

А вже 1909 року в імперії Гогенцоллернів було створено першу компанію для пасажирських перевезень на дирижаблях — DELAG, у літальному парку якої було сім апаратів Цеппеліна. Пасажирські рейси стартували наступного року. І хоч по-справжньому регулярними так і не стали, будучи своєрідним атракціоном, до початку Першої світової війни дирижаблі DELAG здійснили 1500 польотів і перевезли 34 тис. пасажирів.

Та основними експлуатантами цієї техніки виявилися військові. До 1914-го кайзерівська армія та військово-морський флот мали у своєму складі 12 дирижаблів, із них 7 «цеппелінів». Під час Першої світової німці використовували їх загалом 67 одиниць у сухопутних силах, і понад 90 — на флоті.

Типовий «цеппелін» тієї доби мав довжину 150 м і об'єм оболонки 22 тис. кубічних метрів. Обладнаний трьома моторами потужністю по 210 к.с., він міг підняти до 8 тонн корисного навантаження. Такі апарати з екіпажем 15–20 осіб були спроможні подолати відстань 2–4 тис. км зі швидкістю 80–90 км/год і скинути на землю кілька тонн бомб. Однак військову службу на «повітряних кораблях», наповнених вибухонебезпечним воднем, вважали вкрай ризикованою. Як писав один із членів команди «цеппеліна», що здійснював повітряні рейди на Британські острови, «ми не запитуємо себе, чи загинемо, хіба що — коли це станеться…»

Літаки-винищувачі й зенітна артилерія ворога завдавали дирижаблям значних утрат. Справжнім «чорним днем» у військовій історії цих літальних апаратів стало 20 жовтня 1917 року, коли загинуло відразу п'ять «цеппелінів». Поступово на зміну дирижаблям прийшли літаки-бомбардувальники — дешевші, маневреніші й стійкіші супроти бойових ушкоджень.

В інших країнах, що воювали, — Великій Британії, Франції, Італії — зразки м'якої та напівжорсткої конструкції використовували головним чином як морські патрульні. Після підписання Версальського договору країни-переможниці отримали як репарацію кілька «цеппелінів», вивчення яких дало новий поштовх дирижаблебудуванню в Європі та Північній Америці

Військові дирижаблі «вбивці субмарин» у II Світовій і у I Холодній війні

Під час війни, кількість американських службовців дирижабельних військ зросла з 430 до 12400. Єдиним, збитим за всю Другу світову війну дирижаблем, був американський K-74. При цьому 1 член екіпажу (з 10-ти) загинув (втопився). Дирижаблі застосовувались армією США до 1962 року.

Ренесанс дирижаблів (1980—2015 роки)

Для наповнення дирижаблів застосовується гелій в суміші з воднем. Ці 2 гази єдині, які не зріджуються дроселюванням. Тому, для їх компактного зберігання в посудинах Дьюара, доводиться застосовувати мікротурбіни. При їх роботі виділяється теплова та електрична енергії.

Переваги та недоліки дирижаблів

В порівнянні з іншими типами повітряних суден дирижаблі мають наступні переваги:

  • Найвищу вантажопідйомність і найбільшу дальність перельотів без посадки.
  • Відносно вищу надійність і безпеку польотів в порівнянні з літаками і гелікоптерами.
  • Меншу питому вартість перевезень, особливо негабаритних і масивних вантажів.
  • Значно більші розміри внутрішніх приміщень.
  • Можливість ремонту в повітрі.
  • Значно більшу тривалість знаходження у повітрі.
  • Незалежність від спеціальних злітно-посадкових смуг (проте потрібна причальна щогла) — і навіть більше: він може узагалі не приземлятися, а просто «зависати» над землею (що, втім, можливо лише за відсутності вітру).

Недоліки дирижаблів:

  • Відносно мала швидкість порівняно із літаками і гелікоптерами.
  • Низька маневреність — у першу чергу через високий аеродинамічний опір при польоті.
  • Необхідність використання великих ангарів/елінгів, складність зберігання і обслуговування на землі.
  • Складність приземлення.
  • Вогненебезпечність при використанні горючих газів для наповнення кулі.

Сучасні дирижаблі
Сучасний англійський дирижабль Скайшип-600
Частина панелі управління сучасним російським дирижаблем Au-30

У XXI столітті дирижаблі, які здатні перевозити людей та вантажі масою до декілька тонн, виготовляють і експлуатують такі держави як США, Німеччина, Росія, Велика Британія. Ці повітряні суда (Цеппелін-NT, Скайшип-600, Au-30) використовуються у рекламі, туристичному бізнесі, а також у військовій справі, для патрулювання важливих об'єктів, та з метою наукових досліджень (геофізичних, екологічних, картографічних).

Найбільш сучасним за конструктивними рішеннями є дирижабль Цеппелін-NT, який є сертифікованим для перевезення пасажирів. Експлуатують ці дирижаблі напівжорсткої системи у США, Німеччині, Японії. Найбільш поширеним туристичним продуктом є тури на Цеппеліні-NT тривалістю від півгодини до півтора години. Також фірми-експлуатанти організовують круїзи на Цеппеліні-NT в країнах Європи.

Також сучасні технології зробили можливим виготовлення та використання дистанційно-пілотованих міні-дирижаблів та автономних дирижаблів-роботів. Такі «безпілотні» дирижаблі використовуються в рекламі, журналістиці, екології, тощо. Випускають міні-дирижаблі «безпілотники» такі країни, як Ізраїль, Швейцарія, США.

Існує декілька проектів відродження широкої експлуатації дирижаблів як транспортного засобу та засобу комунікації. Основна галузь, де вони можуть бути застосовані у XXI-ому столітті — це транспортування вантажів, у тому числі нестандартних, незвичайних форм (див. негабаритний вантаж).

У 2011 році розробку дирижабля почала американська компанія «Aeros Corporation». Апарат буде заповнений гелієм і зможе опускатись та підніматись за рахунок зміни об'єму — стисканням гелію. Створення конструкції стало можливим внаслідок прогресу в галузі композитних матеріалів[8]. Презентація робочого прототипу дирижабля пройшла у передмісті Лос-Анджелеса (США) на початку 2013 року[9]. Планується, що дирижабль можна буде використовувати в комерційних і військових цілях.

Гібридний дирижабль Airlander-10, вид з лівого борту. Фото 8 серпня 2016 р.
Гібридний дирижабль Airlander-10 на зльоті, вид з носа. Фото 8 серпня 2016 р.

Починаючи із 2016 р. у Великій Британії проходить льотні випробування найбільший літальний апарат у світі — гібридний дирижабль Airlander 10. Розробником цього сучасного «дирижабля» є компанія HAV (Hybrid Air Vehicles), що успадкувала від американської військової програми LEMV (Дирижабль). Дирижабль (а точніше — гібридний літак, en.hybrid aircraft) має 92 метри в довжину, завширшки 44 метри, заввишки 26 метрів. Апарат розрахований на підйом вантажу у 10 тонн, або 24 пасажирів.[10]. У 2017 році Airlander 10 успішно виконав (13 червня) четвертий політ у програмі льотних випробувань, дирижаблем було розвинуто швидкість 68,5 км/год і досягнуто висоти 1000 м[11].

Сертифікат типу для сучасних дирижаблів

Всі сучасні дирижаблі, призначені для польотів з людиною на борту, для випуску в серію та комерційної експлуатації мають отримати так званий сертифікат типу.

Загальні відомості про сертифікат типу

Отримання сертифіката типу стосовно цивільних повітряних суден — це такий маловідомий для широкого загалу етап розробки, що є невід'ємною частиною сучасної аерокосмічної індустрії. Як на загал, усі повітряні судна мусять пройти сертифікацію перед тим як буде розпочато їх виготовлення, продаж, та експлуатацію. Виняток становлять дельтаплани, деякі надлегкі літаки, деякі повітряні кулі на гарячому повітрі — монгольф'єри. Також — це стосується переважно США — винятки роблять для невеликих повітряних транспортних засобів (aircraft), що їх будують аматори і у подальшому експлуатують під категорією «Експериментальний [зразок]».

Сертифікат типу стосовно дирижаблів

У Сполучених Штатах Америки дирижабль (en. airship що означає «повітряний корабель») отримує сертифікат типу згідно документу FAA's P-8110-2 Airship Design Criteria, себто «Критерії конструювання дирижаблів». У Великій Британії таким документом є CAA's Section Q, Non-Rigid Airships, себто «Не-жорсткі дирижаблі». Як вважає досвідчений у будуванні та сертифікації дирижаблів канадський авіаконструктор Брюс Блейк (Bruce Blake), великі за газовиміщенням дирижаблі будуть, вірогідно, отримувати сертифікат типу згідно із документом TAR (Transport Airship Requirements, себто «Вимоги до транспортних дирижаблів»). Цей документ було прийнято спільно Німеччиною та Нідерландами (LBA/RLD). Отримання сертифікату типу для новітніх конструкцій гібридних дирижаблів потребує застосування комбінованих вимог повітряно-польотної придатності, таких як FAR 23 у поєднанні із P-8110-2.[12]

Цікаво

Американська компанія JP Aerosapce провела перші випробування прототипу космічного дирижабля, літального апарату легшого за повітря, який буде використовуватися як один із ступенів системи доставки корисного навантаження на орбіту.[13]

Перед наповненням дирижаблів газом, проводилась флегматизація водню гелієм та іншими негорючими газами.

Див. також

Примітки
  1. Дирижабль // Словник української мови : у 20 т. — К. : Наукова думка, 2010—2020.
  2. Раковський, Іван (1935). Українська загальна енциклопедія (українською). Львів; Станіславів; Коломия: Рідна школа.
  3. Черненко Г. Воздушный велосипед доктора Данилевского. Журнал «Воздухоплаватель»
  4. Шуба Е. Ю. Небо доктора Данилевского (К 115-летию издания книги К. Я. Данилевского «Управляемый летательный снаряд»). За авиакадры. Газета национального аэрокосмического университета ХАИ, вып.2, февраль 2015, с.3-4
  5. Біл Уелкер.Дирижаблі К.Данилевського. Стаття онлайн із історії авіації(січень 2018). (англ.)
  6. (2019) АероБайк…1897. Ред. О.Б.Акимов та В.Дж.Уелкер. Sapphire Publications, USA, 342 с. ISBN 978-1-62374-015-3 (Електронне видання PDF) Безкоштовно скачати тут. Видання трьома мовами, включає репродукцію оригінального видання, що вийшло у Харкові у 1900 році російською та німецькою мовами, а також сучасний переклад англійською. Вводна стаття історика авіації із США, англійською.
  7. Харук А., Сокирко О. Перші королі повітря: дирижаблі були певною ілюзією людства у намірах опанувати повітряний простір // Тиждень, 23 червня 2012
  8. У США розробляють літальний апарат, що поєднує можливості літака та дирижабля
  9. Возвращение дирижабля (рос.)
  10. http://www.eurointegration.com.ua/news/2016/03/22/7046636/
  11. Четвертий політ Airlander_10. 13 червня 2017. Офіційне повідомлення компанії HAV на форумі Airship_List
  12. Блейк Б. Сертифікат типу — що воно таке? (Type certification — What is it?) AIRSHIP No. 132, June 2001, The Journal of the Airship Association (англ.)
  13. В США испытали космический дирижабль

Посилання

Джерела
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.