Дирижабли и их военное применение

Глава V Недостатки современных дирижаблей

Сложность постройки самолетов и дирижаблей заключается в необходимости сочетать исключительную прочность конструкции с исключительной легкостью ее.

Размер работ по сооружению дирижабля объемом в 100000 куб. м может быть охарактеризован тем, что на постройку требуется 14 км профилей и труб. Вся эта масса отдельных частей каркаса требует исключительной тщательности и точности в изготовлении, для того чтобы они подошли в сборке. Дирижабль испытывает в воздухе различные напряжения, по разному воздействующие на отдельные части, что требует высоконаучного расчета, очень квалифицированных кадров строителей и экспериментальной проверки всех расчетов.

Большая стоимость постройки дирижаблей объясняется дороговизной строительного материала, сложностью конструкции и необходимостью возведения подсобных сооружений.

Постройка одного элинга для строительства в нем дирижабля обходится около 1000000 руб.

Конструкция дирижабля (1 кг) стоит 50–70 руб., а самолета — 20–25 руб. (без стоимости мотора).

Если принять, что стоимость материалов, идущих на постройку самолетов и дирижаблей, примерно одинакова, то дирижабль благодаря более сложной конструкции стоит в 2–3 раза дороже самолета, считая стоимость единицы веса конструкции.

Даже при сравнении в этом отношении дирижабля с мотором оказывается, что первый дороже второго в 1 1/2 раза.

Стоимость 1 куб. м объема дирижабля (с оборудованием) равна примерно 40–45 руб.

Стоимость современных дирижаблей выражается следующими суммами:

Для эксплоатации дирижаблей необходим ряд громадных элингов и причальных мачт, а также вспомогательных сооружений: газовые заводы, мастерские, радиостанции, метеорологические станции, склады и т. д., что и является причиной дороговизны и трудности эксплоатации.

В империалистическую войну (1914–1918 гг.) одни установки по добыче и очистке гелия стоили американцам около 14000000 руб.

Строительство новой базы для американских дирижаблей ZRS-4 и ZRS-5 стоило 9000000 руб.

Из дирижабля постоянно происходит утечка газа, даже при нахождении в элинге; суточная утечка равняется в этом случае примерно 1/500 части всего объема дирижабля. В полете же необходимость маневрирования приводит к потере газа в очень больших размерах (у цеппелинов в войну 1914–1918 гг. при длительных полетах — до 25–30 %). Если учесть что 1 куб. м водорода стоит 20–25 коп., а 1 куб. м гелия — 2–3 руб., то понятно, что эта утечка стоит очень дорого. Так стоянка дирижабля R-101 стоила 1050–1 500 руб. в сутки, а работа за 24 летных часа на половинной мощности — 7500 руб. при цене бензина 25 коп. за 1 кг. На тот же дирижабль по официальному заявлению английского министерства воздушного флота ежедневно затрачивалось 1000 руб. помимо расходов на водород и горючее.

Посадка дирижабля на неприспособленном месте требует причальную команду в 300–700 человек.

Причаливание дирижабля к мачте, а также ввод и вывод его из элинга являются далеко не простыми операциями. Так при выводе из элинга дирижаблю угрожает порча не только от неосторожного и неумелого вывода, порывов ветра, но также иногда и от разности температур.

Пожарная опасность дирижаблей, наполненных водородом, велика, так как имеющая место и до сих пор неустраненная утечка газа дает возможность образованию кругом дирижабля легко взрывающегося гремучего газа. Вот почему и необходима защита элингов громоотводами, а главное — непрерывная вентиляция его сильными вентиляторами с целью удаления образующегося гремучего газа. В случае поломки в воздухе — от малейшей искры, хотя бы из выхлопных труб моторов, дирижабль в одно мгновение может обратиться в море пламени, как это было с дирижаблем R-101.

Кстати надо отметить некоторое преувеличение опасности пожара дирижабля от удара молнии. Известно много случаев, когда от удара молнии дирижабли не загорались, а последствием этого являлось лишь частичное сплавливание металла металлического каркаса в точке удара молнии.

Обледенение дирижабля представляет очень большую опасность. Эта опасность создается в результате утяжеления дирижабля и нарушения его формы. Обе же эти причины сильно ухудшают управляемость, а в некоторых случаях приводят к полной потере ее и даже к гибели дирижабля.

Обледенение еще опасно тем, что мелкие куски льда, отбрасываемые пропеллерами, рвут оболочку дирижабля, как и было с дирижаблем «Норвегия» во время исторического полета на Северный полюс.

Обледенение поверхности дирижабля возможно толщиной до 5–6 мм. Какую дополнительную нагрузку для дирижабля это может создать, можно судить по следующему подсчету: если считать, что обледенение толщиной только в 1 мм покроет половину поверхности такого дирижабля, как цеппелин LZ-127, то добавочный вес будет примерно равен 13 т. Но особенно важно то, что обледенение не покрывает равномерно всей поверхности дирижабля, а происходит главным образом на передней части дирижабля; это приводит к перемещению центра тяжести, а вследствие этого затрудняется или даже совсем теряется управление. Кроме того при перемещении центра тяжести вся конструкция дирижабля начинает испытывать напряжения, отличные от тех, на которые она рассчитана. Из-за обледенения едва не погиб итальянский дирижабль «Норвегия», на котором Нобиле с Амундсеном в 1926 г. сделали первый полет на Северный полюс. При перелете от Северного полюса к берегам Америки (дирижабль вылетел с европейского берега) дирижабль подвергался обледенению. Утяжеленный ледяным покровом, теряя все более и более управляемость, дирижабль снижался. Для облегчения дирижабля экипажем было выброшено за борт все, что только можно. С большим трудом дирижабль достиг американского берега, где тотчас же и приземлился.

Повторение подобной истории с Нобиле при вторичном полете на Северный полюс в 1929 г. на дирижабле его конструкции под названием «Италия» окончилось гибелью дирижабля и половины состава экипажа. Несмотря на то, что метеорологическая обстановка была неблагоприятной, Нобиле все же отправился в полет (второй в эту экспедицию) на полюс. На обратном пути дирижабль подвергся обледенению. Несмотря на все усилия Нобиле, дирижабль снизило из-за перетяжеления, он стал клевать носом и в конце концов ударился о ледяное поле. При ударе отломилась гондола дирижабля, выпала часть экипажа, продуктов, имущества. Получив большое облегчение в весе, дирижабль вновь поднялся, но был унесен ветром. Дальнейшая судьба дирижабля и части оставшегося на нем экипажа неизвестна[16].

Условия, при которых может происходить обледенение, возможны в самых различных местностях. Такими условиями являются — большая влажность воздуха (облака, дожди, туман, снег) и температура от 0 до -15°Ц.

Борьба с обледенением пока чрезвычайно трудна, и действительных средств против обледенения кроме насколько возможно быстрого ухода из опасной атмосферной зоны еще нет. Понятно, что другим средством более успешной борьбы с обледенением является большой запас прочности конструкции дирижабля при большом запасе «летучести», т. е. возможности нести большую дополнительную нагрузку; но сочетать эти условия очень трудно, а умышленная недогрузка дирижабля на случай обледенения конечно будет снижать мощность боевой нагрузки или экономический эффект перевозок.

Наилучшим разрешением этой проблемы являлось бы применение средств, не допускающих этого обледенения.

В борьбе с обледенением все изыскания идут по пути поисков такого состава, покрыв которым поверхность дирижабля или самолета, можно было бы защитить его от оседания влаги и обледенения, или же такого приспособления, с помощью которого можно было бы постоянно отбивать осаждающийся лед.

Дирижаблю придается запас прочности вследствие того, что, имея большие размеры, он испытывает в полете, а особенно в неблагоприятную погоду, очень значительные напряжения. Нагрузка, создаваемая этими напряжениями, получается двух видов: статическая и динамическая.

Первая возникает как результат противоположного действия силы тяжести и подъемной силы газа: так статическому напряжению дирижабль подвержен и при стоянке.

Намного сложнее и значительнее динамическое напряжение, создающееся в результате полета дирижабля, особенно в неблагоприятную погоду. При поступательном движении дирижабль испытывает лобовое сопротивление, пропорциональное площади поперечного сечения и квадрату скорости движения. Кроме того при всяком маневрировании в корпусе дирижабля, как и в самолете, возникают дополнительные нагрузки различной силы и направления. Особенно эти дополнительные нагрузки возрастают, когда дирижабль попадает в тяжелые метеорологические условия; при сильных бросках, которым он подвергается, в корпусе дирижабля возникают изгибающие, скручивающие и другие напряжения.

Так, французский дирижабль «Диксмюде» после ряда удачных перелетов из полета в Африку не возвратился. Дирижабль над Средиземным морем был застигнут бурей и погиб. Причина гибели по предположениям — недостаточная прочность дирижабля.

Американский дирижабль «Шенандоа» также переломился в воздухе при налетевшей грозе. В вахтенном журнале этого дирижабля, найденном после катастрофы, имеется такая последняя запись: «2 ч. 10 м. видим зарницы перед собою; поднимаемся выше, но там видимость плоха». Гибель дирижабля наступила через 2 ч. 50 м. после этой записи.

От повышения температуры и уменьшения атмосферного давления дирижабль теряет некоторую часть своей подъемной силы.

Таким образом при перелете из района более холодного чем тот, в который направляется дирижабль, надо обеспечить его некоторую недогрузку. Если например английский дирижабль R-100 будет перелетать из Англии в Индию, то он должен будет взять в Англии нагрузку, меньшую примерно на 8–10 т, учитывая, что разность средних температур Англии и Индии равна 15–20°.

Так же приходится учитывать потерю подъемной силы при полетах на больших высотах, где атмосфера значительно более разрежена. В тех случаях, когда дирижаблю придется перелетать через горы или военному дирижаблю подниматься на большую высоту, чтобы подвергаться меньшей опасности со стороны огня зенитной артиллерии, придется с места отправления не добирать нагрузки в сравнении с нормой, которую он мог бы поднять при условии полета на небольшой высоте. Неблагоприятная погода для полета дирижабля (гроза, ураган и т. д.), обычно сопровождаемая понижением давления, таким образом не только подвергает дирижабль опасности из-за добавочных сильных напряжений, которые испытывает дирижабль, но одновременно понижает и летучесть дирижабля, т. е. уменьшает его подъемную силу, а тем самым и его возможности сопротивления непогоде.

Характерным примером перетяжеления конструкции дирижабля и связанной с этим опасности является недавно погибший мощный английский дирижабль R-101.

R-101, как уже отмечалось ранее, был построен из стали вместо дюралюминия. При этом англичане в постройке R-101 выдержали исключительно большой коэфициент прочности и при этом, опасаясь судьбы погибших дирижаблей, как «Шенандоа» и английского R-38, перешли допускаемые пределы. Прочность R-101 могли бы характеризовать такие данные: если американский дирижабль «Шенандоа» разломился на 3 части под влиянием восходящего потока воздуха скоростью в 24 км/ч, то R-101 мог выдержать восходящий поток скоростью в 80 км/ч, т. е. он был прочнее в 3 раза, чем «Шенандоа». По другим же данным (английских специалистов) прочность R-101 превосходила прочность «Шенандоа» в 4–5 раз. Наглядным показателем особой прочности R-101 является случай, когда, находясь на причале к мачте, дирижабль выдержал без поломок сильнейший ураган, потопивший много судов, разрушивший дома, вырывавший с корнем деревья[17]. Но при таких достижениях в прочности R-101 оказался сильно перетяжеленным: его мертвый вес оказался на 11 т больше, чем у одновременно с ним строившего я дирижабля такой же кубатуры (но не стального) — R-100. Если же считать, включая вес винтомоторной группы, то R-101 оказался тяжелее R-100 на 21 т. По сравнению же с германским дирижаблем LZ-127 и «Граф Цеппелин» мертвый вес R-101 оказался больше на 77 т. Большую роль в перетяжелении R-101 сыграли также и моторы — «Бердмор-Торнадо», установленные на дирижабле. Будучи дизельного типа — они все же имели очень большое соотношение веса на силу, а именно 8 кг. После первого испытания R-101 англичане сразу же решили переделать дирижабль. Последний был разрезан пополам, в середину был вставлен дополнительный отсек объемом в 14300 куб. м, что увеличивало его подъемную силу на 15 т и дало за вычетом веса отсека и баллона (9 т) выигрыш в полезной нагрузке — 6 т. Потом с дирижабля был снят один сервомотор весом в 0,5 т. Кроме того общий объем дирижабля был увеличен за счет использования всего пространства внутри оболочки, что дало дополнительное увеличение в подъемной силе на 4 т. Все эти изменения все же радикальных улучшений не внесли. R-101 оставался значительно перетяжеленным.

Гибель R-101 произошла при следующих обстоятельствах: дирижабль вылетел 5 октября 1930 г. из Англии, направляясь в Индию, причем не успел пройти всех испытаний полностью. Погода для перелета было крайне неблагоприятная, но дирижабль бы послан в перелет видимо по мотивам политического порядка: с целью демонстрировать перед Индией как английской колонией мощь английского империализма. Очень перегруженный, с недостаточно опытными водителями дирижабль достиг территории Франции на высоте до 100 м. Шел сильный дождь, дул шквалистый ветер. Поздней ночью с дирижабля была получена радиограмма: «Все в порядке. Пассажиры спят». Через несколько минут после этого, находясь около г. Бове, дирижабль, как показывает оставшийся в живых пилот, «вследствие порыва ветра большой силы ударился о землю и воспламенился». Из 58 человек, находившихся на дирижабле, 50 сгорели, в том числе министр авиации Томсон и конструктор дирижабля Ричмонд. Результаты расследования этой страшной катастрофы приводят к выводу, что основной причиной гибели дирижабля были его перетяжеленность и недостаточная маневренность. Поспешная отправка перетяжеленного дирижабля в перелет, тяжелые метеорологические условия и недостаточная опытность водителей и привели к гибели.

Сплав, из которого делается обычно каркас дирижабля (дюралюминий), подвергается разъеданию (коррозии) от атмосферных условий и от присутствия водорода. Это требует тщательного наблюдения за всеми металлическими частями, для. чего бывают необходимы откачка газа из баллонетов и длительная работа по осмотру.