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 200 км/ч (то есть до 55 м/с), способны противостоять очень сильному ветру, даже штормовому. А если учесть, что штормы случаются не так уж и часто, то применение дирижаблей вполне оправданно (о чем подробнее будет рассказано ниже). Во время Второй мировой войны патрульные дирижабли оставались в воздухе, даже когда начинались сильные шторма и вылет самолетов был невозможен. Вот как отличается современная техника от старой проверенной. Кроме того, многие дирижабли совершают полеты при сильнейшей облачности и даже при обледенении.
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 1784 г. опубликовал французский лейтенант инженерных войск Жан-Батист Мари Менье. Этот аппарат так и не был построен. Проект действительно было затруднительно реализовать в то время. Дело в том, что по описанию дирижабль имел внутреннюю и внешнюю оболочки (внешняя служила для аэродинамики), а самого двигателя не было. Три больших двухлопастных винта должны были приводиться в движение экипажем из 80 человек.
Прототипом управляемых аэростатических аппаратов стал дирижабль с баллонетом (газонепроницаемым отсеком внутри оболочки размером 800 м2). 15 июля того же года братья Робер, разработавшие (на основе идеи Менье) и построившие аппарат, сами же совершили на нем первый полет. Он оказался не совсем удачным, потому что давление газа в баллонете стало опасно высоким, и пришлось прорезать оболочку. Тем не менее рейс окончился в общем благополучно и вошел в историю. О первом аппарате с двигателем уже было рассказано. А в 1872 г. австриец Пауль Генлейн построил первый дирижабль, приводимый в действие четырехцилиндровым двигателем внутреннего сгорания мощностью уже 5 л. с. Правда, осуществлялись только подъемы в воздух. На свободные полеты не хватило денег.
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 1884 г., во Франции совершал первые полеты дирижабль «Франция», мощность электродвигателя которого составляла 9 л. с. Винт был четырехлопастным деревянным, диаметром 7 м. Полет проходил с максимальной скоростью 23, 5 км/ч, и было преодолено расстояние в 8 км. Шарль Ренар и Артур Кребс, пилотировавшие аппарат, совершили круговой полет и приземлились на месте старта.
В 1888 г. взлетел дирижабль на бензиновом двигателе. Доктор Карл Вельферт (Германия) установил на самодельном аэростате небольшой двигатель Даймлера (более совершенные разновидности которого активно использовались и впоследствии, например на «Гинденбурге») мощностью 2 л. с., превратив его тем самым в дирижабль. В том же году состоялся пробный полет аппарата, но пилотировал его механик доктора. 9 лет спустя Вельферт и другой механик, Кнабе, погибли во время полета на дирижабле. Оболочка воспламенилась от двигателя, и газ взорвался.
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 1909 г. и пяти в следующем стала причиной, по которой общественность нередко выступала против использования дирижаблей.
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 1897 г., который оказался единственным.
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 1900 г. был совершен пробный полет дирижабля собственной конструкции графа. «LZ-1» находился в воздухе около 20 мин. с пятью пассажирами на борту. Двигатель (даймлеровский) был довольно мощным — 16 л. с., и размеры большие — длина 128 м, диаметр 11 м 73 см, а объем 11 327 м3. Но аппарат плохо слушался управления, и потребовались доработки.
В 1901 г. дирижабли стали, если так можно выразиться, публичным явлением. Бразилец Альберто Сантос-Дюмон облетел на 33-метровом дирижабле вокруг Эйфелевой башни в Париже и завоевал первый приз в 100 000 франков.
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 60 км.
Следующая модель такого аппарата, увеличенная, стала первым в мире военным дирижаблем. «Лебоди II» обладал двигателем мощностью 40 л. с. и оболочкой объемом 2660 м3.
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 1909 г. Название «LZ-3» сменили на «Z-1».
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 1918 г., когда на дирижабле «R-23» были в буквальном смысле подвешены сразу несколько аэропланов.
Мощным военным дирижаблем стал английский «Нулли Секундус», иначе называемый дирижаблем номер 1, который совершил свой первый полет в 1907 г. с полковником Джоном Каппером, капитаном У. А. К. Кингом и механиком Сэмюэлем Коуди на борту. Мощность двигателя составляла 50 л. с. (уже на третьей модели — 80), длина — 37 м. Первым же русским военным дирижаблем («Лебедев») стал французский аппарат с французским же двигателем «Панар» на борту.
Кроме военных целей, дирижабли стали использоваться и в политических. Например, в 1908 г. над Лондоном появился аппарат, с которого пилотировавшая его суфражистка разбрасывала листовки, призывавшие к борьбе за права женщин.