Левиафаны пятого океана

Необычное дело: авиация достигла собственной зрелости, утратив на пути ко всемогуществу несложный и, казалось бы, полностью надежный по принципу действия тип летательного аппарата – дирижабль. вертолёты и Самолёты, экранопланы и автожиры – эти младшие представители воздушной техники, сделавшие первые шаги в эру безраздельного господства автомобилей «легче воздуха», потеснили ветерана, стали полновластными хозяевами неба.

Что это – торжество принципа «лучшее – неприятель хорошего» либо, возможно, следствие досадных случайностей, подорвавших доверие к хорошему, в неспециализированном-то, средству транспорта? Сейчас, по окончании того как чуть ли не все популярные издания мира опубликовали сотни и десятки статей, пророчащих восстановление дирижаблей, стало очевидным: «вымиранию» воздушных судов содействовали и объективные обстоятельства, и неумение отвести этим гигантам самая подходящую для них область применения.

По всей видимости, нет особенной потребности в дискуссиях на тему: быть либо не быть дирижаблям? Споры затянулись, не смотря на то, что голоса скептиков очевидно перекрываются хором приверженцев воздушных судов. Отечественная задача поведать о том, что за работу предстоит делать этим летательным аппаратам, какими их видят эксперты.

Дирижабли в век «сверхзвука»

По окончании того как 6 мая 1936 года новейший межконтинентальный гигант «Гинденбург» взорвался у причальной мачты в Лакхерсте (США) и обстоятельства трагедии, унесшей 97 судеб, остались неразгаданными, наступил закат дирижаблестроения.

В популярных изданиях прекратили писать о перелетах сигарообразных махин. Говоря о дирижаблях, журналисты все чаще употребляли слова «мастодонты», «ископаемые». Но все годы, прошлые с того времени, как угасло воздухоплавание, учёные и инженеры совершенствовали воздушные суда. В технических изданиях мира каждый год оказались десятки статей, посвященных дирижаблям.

За последние 30 лет выданы много патентов, улучшающих их конструкцию, аэродинамику, управляемость и устойчивость. Описания новинок укладывались на полки хранилищ и только сравнительно не так давно перекочевали на столы экспертов-разработчиков. В Америке, Австрии, Японии и в других государствах без шуток обсуждаются программы постройки новейших дирижабельных флотов. «Новый взор на дирижабли», «Твёрдый транспортный дирижабль», «Проект ядерного левиафана» – такими аншлагами пестрят обложки наибольших авиационных изданий.

Да, нетрудно осознать, отчего эксперты так и не смирились с «вымиранием» летательных аппаратов «легче воздуха». Так как они владеют особенностями, которых нет у других видов воздушного, морского и наземного транспорта. Пассажира реактивного лайнера мало интересует, какую скорость развивает самолет. Счет часам ведется по времени путешествия от «двери до двери».

Дорога от дома до аэропорта иногда сводит на нет стремительность перелета. Современный дирижабль быстроходнее собственных предшественников. Он будет разгоняться до 300 км/час, встав чуть ли не из центра города. 14–15 часов пригодится пассажиру, дабы перенестись из Москвы в Душанбе. Сравните эти цифры с 9,5–10,5 час, каковые мы тратим на поездку в автобусе «Центр-аэропорт», погрузку в Ил-18, фактически перелет и снова на автопутешествие в центр столицы Таджикистана.

Утрата времени при полете на дирижабле не так уж и громадна, а хлопот куда меньше.

Дирижабль имеет все шансы стать совершенным пассажирским транспортом. Вот цифры. На одного пассажира воздушного корабля приходится всего 5–7 л.с. вместо 210–230 у турбореактивного самолета. Возможно, многие предпочли бы лететь на дирижабле, пускай кроме того втрое медленнее, заплатив многократно меньше за билет. Вспомните трансатлантические лайнеры. Скорость, с которой они пересекают океан, ничтожна по сравнению со стремительностью реактивного Ил-62.

Однако, желающих совершить морское путешествие предостаточно. Еще бы – безопасность и комфорт!

Современный дирижабль – это удобства «Балтики» либо «Франции». К услугам пассажиров – застекленные прогулочные палубы, библиотеки, ресторан, теннисные корты, бассейн. В просторной каюте – тишина: двигатели на большом растоянии – за 100–200 метров.

Расчеты экономистов показывают: дирижабль незаменим в качестве грузовоза. А преимущества сверхгиганта с ядерным двигателем если сравнивать с транспортным самолетом особенно впечатляющи.

Ядерный корабль способен поднять на внешней подвеске трубы и арматуру длиной более 100 м, переносить в собственном «чреве» грузы размером в 20–40 метров и весом в 100–150 тысячь киллограм. Это смогут быть роторы гидротурбин, нефтяные башни, секции мостов. Подсчитано, к примеру, что, в случае если вывозить половину древесины, каждый год вырабатываемой в РСФСР, на 20–30 дирижаблях, страна возьмёт 20 млн. рублей экономии!

Те же 20–30 автомобилей забрали бы на себя работу наземного транспорта, временные дороги для которого обошлись бы в 27 млн. рублей в год. Цена воздушной флотилии – не более 30 млн. рублей.

И наконец, дирижабль небесполезен для потребностей обороны. Пятого марта 1915 года бомбы с германских воздушных судов посыпались на французскую крепость Льеж, после этого последовал налет на Антверпен, на склады Кале и Остендэ, фабрики в Нанси, на войска России у Белостока и эшелоны у Брест-Литовска. Бомбардировке подвергся кроме того Париж: бомбы рвались на площади Республики и в форте Сен-Дени.

Бомбардировка с дирижаблей в те времена ошеломляла соперника. Представьте себе: над вами на высоте 4000 метров стометровый гигант, с которого падают бомбы! Но на исходе войны около 70% тихоходов было сбито.

К началу второй мировой самолетостроение достигло необыкновенных удач. Дирижаблям как боевому средству дали полную отставку. По окончании вступления СШA в мировую войну германские подводные лодки стали действовать против американского флота у самых берегов Америки.

Скоростные самолеты-разведчики еле обнаруживали не сильный след подлодок. Тут-то и понадобились дирижабли. С 1942 года в Америке начали безотлагательно строить дирижабли для сопровождения судов и воздушной разведки.

Немцы вынуждены были покинуть прибрежные воды.

В первой половине 40-ых годов XX века на вооружении США состояло 48 дирижаблей. Через год – уже 120, а в 1945 году число их перевалило за полторы много. Утраты союзнических судов уменьшились в семь раз! Ключевую роль сыграли дирижабли в охране Гибралтарского пролива.

С момента появления в том месте американских воздушных судов ни одна из субмарин соперника не прошла через пролив.

Само собой разумеется, на данный момент никто не начнёт применять дирижабль для бомбардировки вражеской территории. Но он – талантливый висеть в воздухе какое количество угодно – возможно действеннее в противолодочных операциях, чем вертолет.

Левиафаны пятого океана

Каким же он будет – дирижабль второй половины XX века? В проектах советских, американских и австрийских ученых четко вырисовывается его «портрет». Гигант длиной около 300 м, диаметром 50–60 м снабжен ядерным двигателем. Количество несущих гелиевых баллонов 350 000–400 000 м³. Грузоподъемность около 150–180 тысячь киллограм.

Это указывает – 500–600 пассажиров в классе «люкс» и 90–100 тысячь киллограм груза. Туристская модификация – 1600–1800 пассажиров. Скорость дирижабля – 200–300 км/час при неограниченной дальности полета.

Конструкция корпуса – твёрдого типа. стрингеры и Шпангоуты ферменной конструкции – из алюминиевых и титановых сплавов с большой удельной прочностью и хорошими антикоррозийными особенностями. Внешняя оболочка – нейлон.

20 газовых баллонов сделаны из синтетического пленочного материала «майлар» (типа лавсан).

Управление аэростатической подъемной силой осуществляется отсосом избыточного гелия из газовых баллонов и его сжижением, аэродинамическое управление по тангажу и курсу – горизонтальными и вертикальными рулями на хвостовом оперении.

Для уменьшения аэродинамического сопротивления фюзеляжа в хвостовой части отсасывается пограничный слой.

Два вращающихся в противоположные стороны винта диаметром около двадцати метров приводятся в воздействие газовой турбиной мощностью 6000–7000 л.с.. Она расположена во вторичном контуре ядерной силовой установки. Ядерный реактор мощностью 200 МВт удален от пассажирских кабин и снабжен нужной радиационной защитой.

Не смотря на то, что возможность мощного удара двигателя о почву при аварии дирижабля очень мелка, ядерный реактор закреплен посредством подвески, снабжающей упругое смещение «котла» без нарушения его герметичности.

Реактор охлаждается жидким литием и изготовлен из жаропрочных сплавов. Первичный контур, включающий в себя литий, выполнен из ниобия. Тепло вторичного контура приводит в воздействие систему отсоса и основную турбину пограничного слоя.

Идеальное радиолокационное оборудование на борту разрешит экипажу из 10 человек сделать путешествие надёжным и приятным.

…Пройдет пять, возможно, десять лет, и мы опять заметим в небе дирижабли. И это зрелище станет таким же привычным, как и пронзающий облака серебристый Ту-144.

Г. НЕСТЕРЕНКО, канд. техн. наук

С конвейера – в небо

«…Мой проект, возможно, окажется нужным в ответе наболевшего вопроса – доставки «Жигулей» потребителям. Современные средства автомобильного и ЖД транспорта – дороги, они требуют бессчётного персонала и замечательных технических средств… Я предлагаю применить дирижабли в качестве автовозов»,

– пишет в редакцию Ю. Бойко, научный сотрудник Тольяттинского политехнического университета. Что ж, проект необыкновенен, но необычно непроста и сама неприятность транспортировки, которую предстоит решить волжским автомобилестроителям.

Волжский автомобильный завод набирает мощность. За пятилетку ВАЗы станут самой распространенной машиной личного пользования. К 1976 году 3000 новеньких «Жигулей» составят ежедневную продукцию автогиганта в Тольятти. Пройдя пара километров проверочной обкатки, машины отправятся в путь к своим хозяевам в различные финиши страны.

А это непросто – доставлять тысячи машин в такие города, как Москва, Киев либо Ленинград. Посудите сами: для перевозки продукции ВАЗа неизменно необходимо около 2000 ЖД платформ. В совершенном случае, если платформы на 17 автомобилей, возможно обойтись 1300. Их оборачиваемость на 1000-километровой автостраде – 6 дней, а на 2000-километровой – не меньше 10 дней.

Доставка одной лишь платформы в Москву (1000 км) обходится заводу в 255 рублей. А ведь в год необходимо будет послать 1300 эшелонов – любой из них увозит 595 машин. Вот и выходит, что к 1976 году, в то время, когда 80 тысяч автомобилей из 90, сошедших с конвейера за 1 год, начнут перевозить по железной дороге, Волжский автомобильный каждый год будет выплачивать МПС 11 602 500 рублей! Прибавьте к этому заработную плат водителям-перегонщикам… Затраты растут с повышением дальности.

Отражается на стоимости доставки и тип платформ. на данный момент в ходу 62-тонные. Три автомобиля неспециализированным весом в 3 тысячь киллограм загружают их только в ничтожной мере.

Но и 17-местные не решают неприятности. До тех пор пока таких мало, и, помимо этого, конструкция их не разрешает перевозить на обратном пути к Тольятти какие-либо грузы. Таковой «холостяк» дорого обходится стране.

Ну, а как с автомобильным транспортом, с доставкой «Жигулей» на огромных трайлерах-автовозах?

Отыщем в памяти автостраду Тольятти – Куйбышев – 100 км пути, по окончании которого автомобили попадают на громадную перевалочную базу. Один автопоезд расходует в этом рейсе 60–70 л топлива. С учетом заработной плата водителя доставка одного ВАЗа в Куйбышев стоит около 7 рублей. Дело отправится лучше с пуском в строй бетонированного шоссе. Но оно готовься не меньше чем через 2–3 года.

К тому же в обратный рейс автопоезда, по всей видимости, будут ходить порожняком. 11 л горючего, приходящегося на 1 перевезенный автомобиль, обернутся 17–18 литрами.

Расчеты показывают: хорошим средством доставки «Жигулей» смогут стать дирижабли. Прикинем, как они экономичны на автострадах разной протяженности.

ЧЕЛНОЧНЫЙ МАРШРУТ ТОЛЬЯТТИ – КУЙБЫШЕВ – ТОЛЬЯТТИ. У причальной мачты автомобильного завода – воздушный корабль грузоподъемностью в 50 т. Его крейсерская скорость – 150 км/час.

Прямо с конвейера своим ходом автомобили заезжают в контейнер дирижабля. Рейс до Куйбышева с учетом разгрузки и погрузки занимает 1 час. Сжигается 300 л горючего.

На одну малолитражку расходуется 6 л керосина (горючего газотурбинного двигателя дирижабля) – это в 4–5 раз дешевле 18 л автобензина.

Один дирижабль заменит 8 шестиместных трайлеров, а скорость его вдвое больше. Три летательных аппарата вывезут 1000 автомобилей в день. 178 рублей – вот цена часа эксплуатации 50-тонного дирижабля (согласно данным Ленинградского публичного КБ воздухоплавания). На один лимузин приходится 3,6 рубля. Сравните эту сумму с 7 рублями автоперевозки. Она уменьшится, в случае если на автострады выйдут 100-тонные воздушные суда.

Грузовые платформы должны быть универсальными, дабы перевозить из Куйбышева в Тольятти любой груз.

ДАЛЬНИЕ ПЕРЕВОЗКИ. Конечные пункты – большие областные и республиканские центры. Оборачиваемость дирижабля на расстоянии 1000 км составит менее 24 часов. Напомним: эшелон преодолевает тот же путь за 6 дней, другими словами за 144 часа.

50-тонный воздушный грузовоз успеет слетать в том направлении и обратно 10 раз, перевезти 500 машин. Действительно, применение платформ на 1/ автомобилей уравняет возможности железной дороги и авиации. Цена перевозки одного автомобиля посредством дирижабля н на платформе приблизительно однообразна. А вот на расстояниях более чем 1000 км воздушный корабль очевидно рентабельнее – это подтверждают расчеты. Само собой разумеется, нужна более детальная разработка проекта, в которой принимали участие бы эксперты многих областей техники.

Но одно разумеется: Волжскому автомобильному заводу, этому неповторимому комбинату по массовому выпуску машин, необходимы новые решения проблемы транспортирования продукции.

Ю. БОЙКО, научный сотрудник Тольяттинского политехнического университета

ПРИЛОЖЕНИЕ

Соперники дирижаблей неизменно упоминают в числе недочётов этих швартовки и трудности летательных аппаратов приземления. К решению проблемы подключилась творческая лаборатория «Инверсор». Ее глава авиаконструктор А. Добротворский внес предложение улучшить посадочные особенности дирижабля посредством аэродинамического результата Магнуса.

Дирижабли просятся на землю

«…чуть ли возможно ожидать применения цилиндров в авиатехнике будущего».
И. Аккерет, 1925

Это видно кроме того на фотографиях – дирижабль у причальной мачты напоминает кита, выкинутого на берег. Весьма уж беззащитен. Что сделаешь, закон Архимеда, в соответствии с которым махина как будто бы пушинка поднимается ввысь, неумолимо честен и для пришвартованного корабля. Выталкивающую силу приходится преодолевать и при посадке – аэродинамическим действием рулей, мощью двигателей.

Как же быть? Неужто нельзя облегчить спуск на землю, вынудить многотонную громаду «получить вес», а приземлившись, прочно стать на ноги?

В отыскивании ответа я воспользовался хорошим способом научного изучения–постарался отыскать в истории техники подходящий прецедент. Нельзя сказать, что успех был полный, но кое-что выудить удалось.

…В первой половине 50-ых годов девятнадцатого века берлинский физик Густав Магнус нашёл любопытное явление: при обдувании воздушным потоком вращающегося цилиндра появляется боковая сила, которая действует перпендикулярно оси вращения и направлению струи. Сам первооткрыватель не смог дать феномену сколь-либо убедительных объяснений. Явление взяло ни к чему не обязывающее наименование «эффект Магнуса».

Все прояснилось лишь в 20-е годы этого века, в то время, когда аэродинамика стала правильной наукой. «Виновником» был так называемый пограничный слой около обдуваемого тела. На некоем удалении от поверхности частицы воздуха движутся так же скоро, как и целый поток. А вот газ, находящийся в близи к телу, притормаживается. Его скорость равна нулю в местах контакта частичек с цилиндром. Отражается вязкость среды.

В случае если поверхность вращается и направление перемещения участка тела совладает с направлением струи, пограничный слой как бы ускоряется, а давление в нем (по закону Бернулли) падает. На противоположной стороне цилиндра происходит обратное: поток замедляется, давление возрастает. Перепад и приводит к появлению «загадочной» боковой силы.

В первой половине 20-ых годов XX века австрийский инженер Антон Флеттнер применил вращающиеся цилиндры вместо парусов на маленьком – всего 900 т – судне. Успех превзошел все ожидания.

Этим опытом и закончилась попытка практического воплощения аэродинамического явления. Об эффекте Магнуса стали неспешно забывать. Пессимистическое отношение к нему высказал И. Аккерет, инженер, занимавшийся изучением цилиндров.

Слова исследователя забраны эпиграфом к докладу.

Все это и натолкнуло меня на идея о применении цилиндров в дирижаблестроении. Так как такую же форму возможно придать центральной части воздушного корабля. Представьте себе: дирижабль висит над посадочной площадкой.

Нужно его приземлить. Пилот включает двигатели, приводящие во вращение цилиндрообразную часть корпуса. Ветер, пускай кроме того несильный, сыграет роль потока в аэродинамической трубе. Направление вращения таково, что боковая сила действует вниз и заставляет аппарат понижаться.

Дабы машина не взмыла в небо, ее удерживают замечательные грунтозацепы. В случае если же площадка бетонированная, окажут помощь электрокары, груженные балластом. Они подъезжают к стойкам шасси и, прикрепленные к ним, мешают самопроизвольному взлету дирижабля.

Возможно, задавшись исходными данными таковой гипотетической автомобили, вычислить кое-какие ее параметры. По ним легче делать выводы, как настоящ проект. Весьма ответственное событие – какой силы нужен ветер, дабы эффект Магнуса проявился в заметной мере.

При Д=20 м (что соответствует количеству дирижабля 24 000 м³) потребная скорость ветра не превышает 4 м/сек – простой ветер в «среднюю» погоду. Любопытно напомнить, что судно Флеттнера рассчитывалось на скорость ветра в 10–12 м/сек.

Имеется одно «попутное» явление, которое связано с вращением центральной части, – чисто механическое, – реактивный момент. Корпус будет стремиться к вращению в противоположную сторону. Этого, само собой разумеется, допустить запрещено. Я проделал прикидочные расчеты.

Выходит, что в случае если винтомоторная установка находится в хвосте дирижабля, то возможно противодействовать тенденции к повороту корпуса реактивным моментом пропеллеров. Резерв для уравновешивания имеется и в распределении главных весов автомобили.

Дабы уменьшить управление кораблем при посадке, ротор возможно поделить на три-четыре цилиндра с свободным приводом. В случае если «задрался» шнобель, пилот изменяет скорость вращения какой-либо одной секции – появляется дополнительная аэродинамическая сила, машина выравнивается.

Все эти усовершенствования – дело проектировщиков. Моя задача была скромнее – постараться приложить эффект Магнуса к дирижаблям, обосновать выбор схемы, просчитать главные характеристики гипотетической автомобили.

А. ДОБРОТВОРСКИЙ, авиаконструктор

источник: «Левиафаны пятого океана» // Техника–молодежи 1971-08, c. 30–34. Рис. Б. Сопина, В. Иванова

ТОП-5 РЕАЛЬНО СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДВОДНЫХ МОНСТРОВ!

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: