Дирижабль - керований літальний апарат, в якому як мінімум частина підйомної сили створюється за рахунок сили Архімеда. Раніше визначення було простіше: «керований літальний апарат легший за повітря», але зараз з'явилися гібридні дирижаблі, які можуть літати і в режимі «трохи важчий за повітря» - і саме в цьому режимі краще управляються по вертикалі і сідають. Дирижабль є першим в історії людства керованим літальним апаратом (власне, французьке «dirigeable» якраз і означає «керований»).
Історія [ред]
Парові дирижаблі [ред]
Винахідником дирижабля вважається француз Анрі Жиффар (середина XIX ст.). Підйомна сила аеростатів була відома і за багато десятиліть до нього (відкрита в тій же Франції братами Монгольф'є), але саме Жиффар належить честь створення першого керованого аеростата з двигуном.
Дирижабль Жиффара був сигароподібний аеростат, до якого на тросах була причеплена гондола з двигуном. В якості двигуна використовувалася парова машина, обертається повітряний гвинт. Як підйомного газу використовувався водень. Цей дирижабль був невеликим, довжина балона становила 44 метри, а потужність парової машини - всього 3 кінські сили. Оскільки парова машина - двигун, що погано піддається мініатюризації, то ходові якості апарату Жиффара були невисокі: він був сильно залежимо від вітру і не міг здійснити політ довше декількох десятків кілометрів.
Сам Жиффар прекрасно це розумів; незабаром він створив і побудував інший дирижабль, побільше, який повинен був стати більш ефективним. Довжина балона становила 70 м, і парова машина була потужніший попередньої. На жаль, через помилки в розрахунках довелося здійснити аварійну посадку (роз'їхалися троси, що з'єднували балон і гондолу), і далеко цей дирижабль не полетів.
Але винахідник не зупинився на цьому і планував побудувати нарешті справжній мега-дирижабль, який показав би світу весь потенціал свого винаходу. Для цього мега-проекту він навіть винайшов новий вид парової машини - з інжектором, який став популярний і приніс йому багатство. Однак плани Жиффара зруйнувало його дуже сильно погіршився з віком зір: він майже осліп, і через це проект великого дирижабля зупинився. Від розлади Жиффар наклав на себе руки, випивши кінську дозу хлороформу.
Через невдачі Жиффара світ так і не побачив справжнього потенціалу великих дирижаблів - тому до появи двигуна внутрішнього згоряння дирижаблі майже не будувалися. У 1890-х рр. були розроблені перші надійні і ефективні двигуни внутрішнього згоряння. дозволяли будувати дирижаблі будь-якого розміру - тоді-то і почався золотий вік дирижаблів. Перший вдалий і відомий дирижабль з ДВС побудував французький (бразильського походження) ж винахідник Сантос-Дюмон, який скоїв на ньому обліт Ейфелевої вежі.
Дирижаблі з ДВС [ред]
З 1890-х до самої Другої Світової Війни дирижаблів будувалося багато і різних. Були вантажні дирижаблі, для перевезення великих вантажів. Були пасажирські повітряні лайнери з комфортабельними каютами, кіно, борделями і казино. Були військові дирижаблі, обмежено застосовувалися в Першій Світовій війні. Дирижаблі використовувалися в дослідженні Арктики, в чому відзначилися відомі полярні дослідники Руаль Амундсен і Умберто Нобіле. Німецька «Компанія графа Цепеліна» стала піонером будівництва великих дирижаблів жорсткої конструкції (до цього будувалися м'які (блімпи) і напівтверді дирижаблі), самого різного призначення: пасажирських, вантажних, поштових та інших.
Наповнювалися дирижаблі цієї епохи або воднем, або метаном (світильним газом, Блау-газом). Підйомна сила метану була невисока, але його перевага була в тому, що його могли використовувати в якості палива тодішні ДВС (і, відповідно, не треба було тягати за собою бензобаки). Всі ці дирижаблі були строго легший за повітря, що створювало певні труднощі з їх приземленням: були потрібні спеціальні порти зі швартовальнимі щоглами і багатолюдними наземними командами, які повинні були спіймати скинуті з дирижабля канати, підтягти його «на повідку» до щогли і зафіксувати.
Ну і звичайно, найголовніший недолік тих дирижаблів був в їх небезпеки: наповнені пальним газом, вони горіли, як сірники. Знаменита катастрофа дирижабля «Гінденбург» навіки зіпсувала репутацію цього виду транспорту, а стрімко розвивалися в той час літаки відбили у дирижаблів навіть їх «законні» сфери застосування; ситуація починає змінюватися тільки зараз, з появою гібридних дирижаблів і дешевого гелію. Хоча навіть під час аварії «Гінденбурга» співвідношення тих, хто вижив і загиблих було не в приклад краще, ніж під час аварії абсолютної більшості авіалайнерів.
Були і гелієві дирижаблі, в основному у США (саме в США існували заводи з виробництва гелію, він вважався стратегічним ресурсом і за кордон не продавався), такі дирижаблі щосили використовувалися в патрулюванні прибережної морської зони. Зафіксовано навіть бій дирижабля з підводним човном: в критичний момент у дирижабля заклинило бомбоскидач, він був збитий, але встиг завдати човні пошкодження, які змусили її відмовитися від подальшої полювання. Так що в стратегічному сенсі команда дирижабля здобула перемогу. Однак в подальшому множинні катастрофи гелієвих дирижаблів, пов'язані з погодними умовами (на відміну від літака, дирижабль не здатний рухатися проти хоч скільки-небудь сильного вітру), змусили командування відмовитися від їх використання.
Вакуумні дирижаблі [ред]
Вакуумні дирижаблі реалізовані на практиці не були через відсутність матеріалів, досить міцних і легких одночасно. Основна відмінність від традиційних дирижаблів полягає в тому, що твердий (в достатній мірі для того, щоб не опинитися зім'ятим під тиском атмосфери) балон замість заповнення легким газом вакуумируют. Перевага полягає в пожежну безпеку (вакуум не горить) і більшою, ніж при використанні водню або гелію, підйомної силі (на одиницю об'єму балона). Втім, остання перевага, швидше за все, буде компенсуватися чималому масою твердого балона, та й різниця в порівнянні з водневими дирижаблями невелика (близько 7%), хоча в порівнянні з помітно більш важким гелієм вже істотна. При використанні традиційних матеріалів нема з чого зробити такий корпус балона, який би тримав атмосферний тиск зовні і при цьому не важив більше, ніж підйомна сила всього балона - однак це не означає, що подібні матеріали не будуть створені в майбутньому. Приблизно в тому ж столітті, що і двигун викривлення, світловий меч і антигравітація (яка помножити на нуль всю корисність дирижабля). Або, можливо, буде створений якийсь метаматериал типу вакуумного аерогеля, тобто, по суті, такий мікропористий пінопласт легший за повітря.
- Інший недолік конструкції в тому, що при розгерметизації балону він буде заповнюватися повітрям (швидко або повільно - в залежності від розмірів дірки), де б ця дірка не була, в той час як зі звичайного дирижабля газ буде виходити тільки при розгерметизації у верхній частині, а ось дірка знизу, навіть велика, йому не є небезпечною. Очевидним рішенням як проблеми безпеки, так і проблеми тиску є робити не один балон, а гірлянду з декількох, причому сферичної форми, вміщену в загальний обтічник.
А які «законні» сфери застосування дирижаблів? [Ред]
Сфери, в яких дирижабль об'єктивно краще літака, нечисленні, але вони є. В першу чергу, мова йде про перевезення великих тоннажів. Всі сучасні літаки-сверхтяжеловеси типу «Мрії» - дико ненажерливі монстри, в той час, як дирижаблі того ж або навіть більш високого тоннажу набагато більш економічні. Вся справа в законі квадрата-куба: підйомна сила літака залежить від площі крила (квадрата лінійних розмірів), а дирижабля - від обсягу балона (куба лінійних розмірів). Тому для літака існує відносно невеликий оптимальний розмір, який краще не перевищувати - а дирижабль можна зробити як завгодно великим, і чим більше - тим краще. Чому ж «Мрії» і їм подібні гасниці продовжують використовувати? В першу чергу тому, що швидкість дирижабля багаторазово нижче швидкості літака. По-друге, дирижабль, особливо великий, через величезну парусність дуже вразливий до бічного вітру - але ця проблема вирішується так само, як і на аеростатах: змінюючи висоту, можна зловити попутний вітер. По-третє, вже згадані складнощі з посадкою. Крім того, діріжабельную промисловість та інфраструктуру треба створювати практично з нуля, на відміну від літакової.
Гібридний дирижабль, або дирижабль важчий за повітря (див. Нижче), менш вимогливий до інфраструктури, наближаючись в цьому плані до вертольота, але будучи при цьому не в приклад економічніше (з іншого боку, правда, дирижабль через свої розміри не може сісти на маленький п'ятачок, доступний вертольоту - скажімо, на майданчик між будівлями або на палубу судна, крім того, можливість сідати в полі не рятує від необхідності мати гігантський ангар на базі). Тому дирижаблі були б дуже корисні в «північному завезенні» та інших завданнях з освоєння районів з поганою інфраструктурою. Дирижабль також може працювати і як повітряний кран, причому з вантажами такої маси, яку жоден вертоліт просто не підніме.
Крім того, дирижабль може дуже довго триматися в повітрі. Тому різні повітряні командні пункти, літаючі лабораторії, або навіть повітряні космодроми для запуску супутників - всі ці завдання можуть виконувати дирижаблі. Втім, супутник головне не підняти, а розігнати - але тут нам допоможуть особливо висотні дирижаблі, оскільки розганяти його в розрідженій атмосфері дешевше.
Гібридні дирижаблі [ред]
Сучасні види дирижаблів називаються гібридними тому, що вони поєднують риси класичних дирижаблів і літаків. Зазвичай такий дирижабль трохи важчий за повітря, що дозволяє йому сідати без причальних щогл і наземної швартовочного команди. Злітає він за принципом конвертоплана (повертаючи гвинти вгору), а в повітрі тримається за рахунок суми аеростатичних і аеродинамічній сил (остання створюється всім корпусом, що має відповідну форму). Можливий і варіант зі змінною «плавучість», який, перекачуючи газ з балона і назад, може ставати то легше, то важчий за повітря.
Випробувальні моделі таких дирижаблів вже побудовані і здійснювали пробні польоти. Зараз часто говорять про те, що потрібно відроджувати діріжабельное справа - але це ціла нова галузь промисловості, яка потребує довгострокових вкладень. А сучасний бізнес в масі своїй страждає синдромом гіперактивності та дефіциту уваги, кліповим і бліповим свідомістю, і довгострокових промислових проектів (та ще й змінюють положення сил на таких великих ринках, як авіаперевезення) боїться, як вогню. Втім, ті, хто не боїться, в результаті стають мільярдерами. Ну або розоряються, куди ж без цього.
До речі, про вогонь: а як же огнеопасность? Як же «Гінденбург»? А ніяк. Забудьте як страшний сон. У XXI ст. нікому в голову не прийде наповнювати дирижабль воднем, коли так подешевшав і став практично загальнодоступним гелій. Гелій не горить. Це абсолютно інертний газ, самий інертний елемент у всьому Всесвіті. Серйозно. У всьому Всесвіті. Навіть в галактиці Кін-Дза-Дза не знайдеться елемента інертніші, ніж гелій.
Сучасні м'які дирижаблі (блімпи) [ред]
Як летить дирижабль [ред]
За відчуттями дирижабль не схожий ні на який інший літальний апарат - а схожий на морське судно. Невеликий дирижабль - блімп - в польоті похитує, як би на хвилях. Великий дирижабль рухається дуже плавно і тихо, як теплохід. Ріднить дирижаблі з морськими судами і характерна риса управління ними - затримана реакція на рухи органів управління. Капітан командує: «Стоп, машина», через кілька секунд дирижабль починає повільно зменшувати швидкість, і тільки після команди «Повний назад!» Він почне гальмувати швидше. Гібридний дирижабль в режимі «трохи важчий за повітря» реагує на управління помітно бадьоріше і уважніше, але все одно не миттєво.
Всередині гондоли великого дирижабля, якщо вона тягнеться уздовж всього корпусу - простір, абсолютно незвичний того, хто літає на літаках. Забудьте про крісла, як в автобусі: в дирижаблі місця вистачить усім. Навіть якщо це вантажний дирижабль, 90% обсягу якого віддано під контейнери і ящики - все одно у кожного члена екіпажу буде своя каюта з ліжком, шафою, патефоном і портретом чекає вдома дружини на стіні. А якщо це пасажирський - тоді тим більше, навіть квиток третього класу буде мати на увазі розміщення в каюті. Всього лише одна палуба того самого «Гінденбурга» була більше, ніж всі нутрощі літака Boeing 747 чи Airbus A380 разом узяті: Порівняння «Гінденбурга» з найбільшими літаками в історії. Правда, слід врахувати, що «Гінденбург» міг брати максимум 72 пасажири - уп'ятеро і більш менше, ніж сучасні авіалайнери (хоча якби розміщували їх не в каютах, а на лавах крісел, розклад був би зовсім інший). Хоча багато сучасних проекти гібрідніков більше, ніж «Гінденбург».
Швидкість дирижабля, звичайно, нижче, ніж у літака - приблизно як у автомобіля на хорошій трасі. Піднявшись досить високо, щоб знизити опір повітря і вплив вітру, дирижабль може розігнатися і до більш високої швидкості (але і вантажопідйомність при цьому буде нижче). Не чекайте від дирижабля швидкості «вжик, і ти на іншому кінці кульки», як від надзвукових літаків, але швидкість «приліг в каюті, полежав, відпочив, ніхто не кричить, що не бухає на сусідньому кріслі, чи не блює під носом, сходив в кіно , поїв в ресторані, почитав книжечку, заснув, а на ранок вже там »- цілком реальна.