| |
|
А. Ильин
А не грядет ли
эпоха электрических дирижаблей?
|
Так уж случилось, что французы научились летать раньше других. Первые полеты, начавшиеся в 1783 году, показали, что аэростат не безопасен в обращении и к тому же игрушка ветра. Пытаясь перелететь Ла-Манш, первый французский аэронавт Пилатр де Розье был унесен ветром и погиб. Более удачливым оказался механик Франсуа Бланшар. Он снабдил свой аэростат парашютом, веслами и хвостом (рис. 1). Вполне возможно, что парашют и мог бы ему помочь, ну да, слава богу, такого случая не представилось. А весла если и были полезны, то только при полном безветрии. На этом аэростате вместе с американцем, профессором Джефри, 7 января 1785 года он за два с половиной часа перелетел пролив, отделяющий Францию от Англии. И только благодаря попутному ветру. Вскоре стали появляться проекты управляемых аэростатов. Вначале надеялись на паруса. Но парус создает тягу за счет давления ветра лишь на воде или земле. В однородном же пространстве воздушного океана он бесполезен. Некоторые изобретатели были на верном пути, полагая, что аэростат будет двигаться за счет вращения винта, приводимого в действие мускульной силой. Но эксперименты показали, что ее недостаточно.
 В 1817 году в Англии Пейли и Эгг пробовали поставить на аэростат паровую машину. Но на завершение опытов изобретателям не хватило средств.
Первый удачный управляемый аэростат построил машинист паровоза, талантливый самоучка Анри Жиффар (рис. 2). И 24 сентября 1852 года близ Парижа совершил на нем полет, длившийся почти пять часов. Установленная на дирижабле рекордно легкая паровая машина развивала мощность в три лошадиные силы и весила 50 кг. Это был первый и единственный в истории паровой дирижабль.
В 1882 году Жиффар скончался. Далее в опытах над управляемыми аэростатами наблюдается существенный поворот. Мир увлечен электричеством. Улицы Парижа освещаются "свечами Яблочкова", появились электромоторы, аккумуляторы, мощные гальванические батареи. В 1881 году известные естествоиспытатели братья Тисандье начинают эксперименты с летающей моделью электрического дирижабля. Она имела симметричную остроконечную форму при длине 3,5 и диаметре 1,3 м. Заполненная водородом оболочка создавала подъемную силу в 2 кг. В легкой, подвешенной на нитях гондоле размещался электромотор Грамма, весивший 220 г, трансмиссия и винт. На батарею приходилось 1,3 кг. Первоначально это были свинцовые аккумуляторы. В таком виде миниатюрный дирижабль мог летать в спокойном воздухе выставочного павильона до сорока минут со скоростью 1м/с. После замены аккумуляторов элементами с хромовой кислотой и увеличением диаметра винта до 60 см скорость удалось увеличить в два раза. Но длительность полета уменьшилась до 10 минут.
|
Рис. 2
|
|
|
Работа с моделью позволила братьям Тисандье правильно выбрать тип батарей, отработать конструкцию винта, способы управления. Через два года они построили полноценный дирижабль длиной 28 и диаметром 9,2 м (рис. 3, 4).
|
|
|
В редакции нашлась подшивка журнала "L'ILLUSTRATION" за 1885 год. Там мы нашли сделанные по фотографиям гравюры, изображающие полет детища братьев Тисандье. Некоторые из них не появлялись даже в научной литературе. Приводим их. На рисунке 3 дирижабль готовится к старту. На рисунке 4 показано очень подробное изображение гондолы аэростата. В ней стоят Гастон и Альбер Тисандье. Обратите внимание на третьего члена экипажа. О нем тоже в литературе по истории техники никогда не упоминалось. Это был рулевой Лекомт, старый моряк
|
Полет его состоялся в сентябре 1883 года. За два часа дирижабль пролетел около 25 км и приземлился в окрестностях Парижа. Выяснилось, что мощность двигателя была недостаточна для преодоления даже сравнительно слабого ветра, поэтому возвратиться к месту старта аэронавты не смогли. На дальнейшее же усовершенствование аппарата у братьев Тисандье не хватило средств.
И хотя эксперимент братьев Тисандье до конца не удался, год спустя взлетел новый электрический дирижабль (рис. 5). Его построили на средства, предоставленные военным ведомством, капитаны Ренар и Кребс. Полет состоялся 9 августа 1884 года. За двадцать три минуты дирижабль пролетел всего 7 км, но сумел вернуться на место старта. Современники придавали этому факту очень большое значение, рассматривая его как окончательное доказательство возможности управления аэростатом.
|
|
Рис. 5
|
Стоит отметить, работа над летательным аппаратом длилась около четырех лет. Капитан инженерных войск Шарль Ренар был крупным специалистом в области физики полета. По формуле Ренара и сегодня рассчитываются винты самолетов. Так что дирижабль получил весьма совершенный движитель. Благодаря большому диаметру он работал с высоким КПД. Да и вся его конструкция была очень тщательно продумана. Дирижабль имел форму сильно вытянутой капли (длиной 50 м 42 см и диаметром 8 м 40 см), что позволяло уменьшить сопротивление. Тяжелая батарея гальванических элементов была равномерно рассредоточена в узкой, длиною около 33 м гондоле. Помимо всего источника питания, она еще придавала необходимую жесткость аэростату.
Военное ведомство оценило работу Ренара и Кребса очень высоко. Дирижабли их конструкции под названием "Франция" впервые в истории начали выпускаться серийно для воздухоплавательных частей французской армии. Вероятно, основной задачей для них могла быть только разведка. И, учитывая бесшумную работу электродвигателя, они могли справляться с нею очень хорошо. Во всяком случае, газеты начало 90-х годов нередко писали о появлении таинственных аппаратов на границах Германии и Австро-Венгрии. Однако чаще всего принадлежность их приписывали России...
Несмотря на солидный успех, применение электродвигателей все же вело в тупик. Дело в том, что вес их вместе с лучшими батареями того времени превышал 100 кг на одну лошадиную силу за час полета. Это перечеркивало все достоинства электропривода: безопасность в пожарном отношении, простоту управления, отсутствие шума. Появившийся уже в те годы бензиновый мотор был в десять раз легче. Им успешно и воспользовался граф Цеппелин, создав военные дирижабли, способные достигать любой точки Европы и даже Америки.
Но это особая тема. Идея же электрического дирижабля продолжает будоражить умы. Вполне естественные для дирижабля солидные размеры мы обычно воспринимаем как недостаток. Но изобретатели полагают превратить их в полезные. Например, разместив на поверхности дирижабля солнечные батареи, можно получить мощность, вполне достаточную для полета. Интересно, что в этом случае выигрывают высотные дирижабли, поскольку их размеры могут быть особенно велики.
 Рассматривается и вопрос применения топливных элементов, работающих на водороде. Вообще-то к ним присматриваются и самолетостроители, но... Сегодня их удельный вес 2 - 3 кг на кВт. Для самолетов многовато, но вполне соответствует весу двигателей, применявшихся на дирижаблях в 1920-е годы.
Топливному элементу достаточно 70 г водорода на один киловатт-час. Но даже в жидком виде водород занимает слишком много места. Поэтому его почти невозможно разместить на самолете. А на дирижабле баки с жидким водородом легко размещаются под оболочкой, практически не ухудшая обтекаемости. Таким образом, могут быть созданы воздушные корабли с неограниченной дальностью полета.
Но иногда требуется и дальность полета равная... нулю. Вас это удивляет? А ведь все просто! Как хорошо было бы разместить антенну телевизионного передатчика на высоте 20 - 30 км. Для этого очень подходит аэростат. Нужно лишь сделать так, чтобы его не сносило ветром. Канат в этом случае не годится. Вот и потребовался бы дирижабль, который, работая на всю мощь своих винтов, выполняет лишь одну задачу: стоять на месте, какой бы силы ветер ни дул.
Энергию для работы его двигателей можно получить из разных источников. Но следует учесть уникальность случая. Дирижабль относительно земли неподвижен. Значит, можно подавать ему энергию с земли пучком электромагнитных волн (рис. 6). На аэростате же расположится антенна, подключенная к своего рода детекторному приемнику. Он выпрямляет радиочастоту и питает электродвигатели дирижабля постоянным током.
Как видите, творцы электрических дирижаблей в принципе были на правильном пути, но поторопились. Их время только-только наступает. А это уже ваше время, читатели. Не упустите его.
|
