Жесткие дирижабли. Создание. Секреты. Боевое применение

Алексей Кукушкин

Жесткие дирижабли. Создание. Секреты. Боевое применение

Вступление

Ничего так не притягивает человеческий разум, как познание природы, покорение стихии и желание подняться над землей. Оно бессознательно я уверен у каждого появляется с раннего детства смотря на Солнце и облака. Но под влиянием различных обстоятельств к зрелому возрасту у 99% пропадает, с мыслями что это не моё, опасно, дорого, нет времени, не занимайся ерундой, так никто не делает…

Эта книга про оставшийся 1% людей которые смогли преодолеть себя, преодолеть обстоятельства, решить множество технических, нравственных, теологических, погодных, природных, экономических задач. Понять в первую очередь для себя зачем им это необходимо, проявить твердость и достроить свои летающие аппараты рискнув всем: финансами, семьями, жизнью, здоровьем и подняться в воздух, кто на миг, кто и подольше.

Затем к людям стало приходить десятилетие за десятилетием понимание какие воздушные средства в какой период времени необходимы, какие задачи с их помощью предстоит решить, и какие силы задействовать, на том технологическом уровне который был достигнут.

За практическими опытами стала поспевать и наука, предлагая теории и оборудование, успешно применявшееся в аэронавтике, но отвергаемые наукой современной, об этом тоже расскажет данная книга.

Страны финансировавшие воздухоплавательные полеты и сделавшие на них ставку ныне не существуют, но они были со своей системой ценностей, промышленностью, названиями и совсем не такими как рассказывает официальная история, здесь я тоже попытаюсь приоткрыть завесу тайны.

Воздушные аппараты раскрывают секреты и летоисчисления, так как две соседние страны не могут эксплуатировать на два поколения различающуюся.

Апофеозом воздушной техники 18 – 19 веков стал жесткий дирижабль, историю появления, развития, применения, и альтернативный взгляд, плюс различные теории я и Вы рассмотрим в данной книге, ведь труд не только написать книгу, но ещё её и прочитать.

Глава 1. Первые эксперименты

Овладение полетами в атмосфере будоражило людские умы с давних пор. Возможно,что реально происходило, и когда это было в связи с полным разбросом датировок даже тех вещей что мы держим в руках мы никогда не узнаем, но по тем крупицам, что дошли до нас можно сделать многозначительные выводы.

Изобретатель Батист Жюль Анри Жак Жиффар (8 февраля 1825 – 1882 годы, Париж) и его первый дирижабль.

Официальная информация нам сообщает, что  Анри Жиффар в 1852 году, всего в 27 лет, построил аэростат1 сигаровидной формы, длиной 44 метра и диаметром 12 метров, вмещавший 2500 м³ газа, взятого из городской осветительной системы, и снабжённый паровой машиной с воздушным винтом, который приводился во вращение паровой машиной мощностью в 3 л/с (2,2 кВт). Масса самой машины составляла 50 кг, а вместе с котлом – 150 кг, таким образом удельная масса двигателя составляла 50 кг/л. с. или 68 кг/кВт. Для придания аппарату устойчивости и управления его курсом был предусмотрен особый руль-парус, прямо как на бригантинах.

На своем дирижабле Жиффар поднялся 24 сентября 1852 года с парижского ипподрома. «Дул сильный ветер, – по его собственным словам, – препятствовал поступательному движению аэростата (так как располагаемой мощности машины не хватало для его преодоления), однако ему удалось выполнить повороты и боковые движения с помощью винта и руля». Затем изобретатель поднялся на своём аппарате на высоту около 1800 метров, что очень поразило окружающих, немного пролетел горизонтально и благополучно спустился на землю вблизи города Трапп.

Таким образом, Анри Жиффар стал первым в истории человеком, которому удалось совершить полёт на аэростате с помощью парового двигателя.

Давайте вспомним, что в 1852 году во Франции, а именно 2 февраля, состоялся плебисцит, по итогам которого Франция была объявлена конституционной монархией. Возглавил ее Луи Наполеон Бонапарт, племянник Наполеона I. На протяжении почти восьми лет, т.е. до 1860 г., власть Наполеона III была практически неограниченной. Тема с повторением жизни Наполеона 1-го и 3-го требует отдельного изучения и находится за рамками данной темы, приведу в пример лишь некоторые детали, остальные читатель легко найдет в сети интернет и задумается:

В ноябре 1799 года Бонапарт становится главой Франции. В декабре 1848 года Наполеон становится президентом Франции.

Через 4 года после начала своего правления Бонапарт провозглашается императором Франции. Республика превращается в Империю, 1804 год. Через 4года после начала своего правления Наполеон провозглашается императором Франции. Республика превращается в Империю, 1852 год.

Накануне прихода Бонапарта к власти в 1799 году произошло восстание в Ирландии 1798 год, подавленное. Накануне прихода Наполеона к власти, 1848 год случилось восстание в Ирландии 1848 год, подавленное.

Приходу к власти Бонапарта способствовал Баррас2. Первым премьер-министром при Наполеоне был Одилон Барро3.

В феврале 1798 года провозглашение Римской Республики, республика продержалась примерно год. Февраль 1849 года, провозглашение Римской Республики, республика продержалась менее года.

Во время правления Бонапарта была организована война почти всей Европы и против России – Отечественная война 12 года. Со стороны Европы война возглавляется Бонапартом, а со стороны России – братьями Александром и Константином.

Во время правления Наполеона организована война почти всей Европы против России – Крымская или Восточная война, также называемая у современников «Битвой за ясли господни». Со стороны Европы война возглавляется Наполеоном, а со стороны России братьями Александром и Константином.

Единственный сын Бонапарта, никогда не правивший Наполеон Второй, родился в 1811 году, за один год до конца Отечественной войны 12 года, и прожил 21 год. Единственный сын Наполеона, никогда не правивший Наполеон Четвёртый, родился в 1856 году, аккурат в год окончания Крымской войны и прожил 22 года.

Бонапарт был офицером-артиллеристом, напечатавшим пару книг по баллистике. Наполеон был офицером-артиллеристом, напечатавшим пару книг по артиллерии.

Таким образом датировки и дат создания дирижаблей и вообще происходящих событий требуют пристального ревизионистского подхода. Но продолжим подробно рассматривать аппарат Жиффара, что бы лучше определиться с его предшественниками и приемниками, по техническому развитию.

Заправлялся аэростат светильным газом4, дешевым, так как широко нашедшим своё распространение в освещении парижских улиц, но горючим и взрывчатым, вследствие чего дымовая труба была направлена вниз, а топка тщательно экранирована, во избежание малейшей искры. Но как получить тягу в трубе, направленной вниз? Изобретатель нашел выход! Использование парового инжектора5 решало вопрос, но по официальной информации он был изобретен в 1858 году, а значит и первый дирижабль 27-летнего Жиффара и второй, когда французу исполнилось 30 лет, взлетали без него?Но как? Еще одно изобретение талантливого француза – эжектор.Представляет собой устройство, в котором происходит передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой. Эжектор, работая по закону Бернулли, создаёт в сужающемся сечении пониженное давление одной среды, что вызывает подсос в поток другой среды, которая затем уносится и удаляется от места всасывания энергией первой среды, и здесь мы с удивлением узнаем, что эжектор это один из видов вакуумных насосов. Что-ж вопросов больше, чем ответов.

Паровой инжектор и эжектор.

Во-первых, посчитаем на сколько светильный газ легче воздуха. Если входящий в его состав водород в 14,5 раза легче воздуха, а его в оболочке шара Жиффара 50 процентов, то метан всего в 1,8 раза легче воздуха, а его там 34 процента. Угарный газ, вообще практически равен воздуху, а значит примерно 10 процентов оболочки это балласт. При принятой стандартной международной стандартной атмосферой принимается значение 1,2250 кг/м³, которая соответствует плотности сухого воздуха при 15 °С и давлении 101 330 Па. Значит если аэростат заполнен воздухом, то его масса равна 3062 килограмма, а если светильным газом, то всего 382 килограмма, и образуется подъемная сила в 2680 килограммов.

Через три года в 1855 году Анри Жиффар, видимо получив соответствующее финансирование совместно с кочегаром предпринял полёт на построенном им новом дирижабле ёмкостью 3700 м³, превосходящий предыдущий на 50 процентов, при длине 70 метров и наибольшем поперечнике в 10 метров, снабжённый более мощным паровым двигателем. Во время полёта оболочка дирижабля из-за конструктивных недостатков начала выскальзывать из сетки, к которой была прикреплена гондола, однако воздухоплавателям удалось плавно опуститься на землю до того, как оболочка окончательно отделилась.

В дальнейшем Жиффар приступил к разработке проекта дирижабля ёмкостью в 220000 м³ при длине 600 метров. Его скорость, по расчётам автора, должна была составлять до 72 км/ч. Паровая машина должна была питаться от двух котлов, топливом для одного из которых служил керосин6, а для другого светильный газ из оболочки дирижабля. В процессе работы именно над двигателем для нового огромного дирижабля Анри Жиффар изобрёл паровой инжектор, получивший впоследствии широкое распространение в промышленности, так что решение одной задачи послужило локомотивом для многих других более практических. Благодаря этому изобретению Жиффар смог заработать значительное состояние. Однако обстоятельства (в частности, ухудшившееся зрение) воспрепятствовали реализации проекта громадного дирижабля, который был более рекламной акцией возможностей, нежели реальным техническим решением, или мы что-то не знаем, что знал Анри Жиффар.

В недалеком будущем от 1852 года, а именно 8 октября 1883 года, через полтора года с момента смерти Анри Жиффара, произошел полет другого талантливого французского авиатора Гастона Тиссандье – химика, метеоритика7, воздухоплавателя, писателя и издателя. Он был вице-президентом французского Общества воздухоплавателей, профессором Политехнического Союза и кавалером ордена Почётного легиона.

Портрет Гастона Тиссандье (21 ноября 1883 года – 30 августа 1899 года) и его полет 8 октября 1883 года.

Создавал Гастон не один, а со старшим братом Альбером Тиссандье построили дирижабль в форме блимпа8 веретенообразной формы, длиной 27 метров и диаметром 9 метров, c оболочкой объёмом 1060 м3. В баллоне присутствовал автоматический клапан для сброса избыточного давления, вызванный как излишним содержанием водорода, так и увеличением его объема от нагрева солнечным светом. Вес баллона не превышал 180 килограмм. Под оболочкой располагалась лёгкая и прочная открытая гондола в форме клетки, с каркасом из легкого бамбука, переплетённого по низу канатом и стянутого медной изолированной проволокой. Размер клетки 2х2 метра, высотой в 3 метра. Благодаря использованию облегченных материалов удалось добиться веса гондолы без оборудования всего в 100 килограммов.

Обшивка дирижабля выполнена из перкаля9, материала к тому времени широко распространенному в изготовлении парусов для военных кораблей10, с нанесенным при шлихтовании11 клеящим слоем. За такое использование перкаль получил шуточное прозвище «детская пелёнка авиации». Широко применялся в последующем для обшивки фюзеляжей самолетов, производстве туристических палаток, постельного белья и женской одежды. В общем даже на настоящий момент перкаль – вполне востребованный и современный материал.

Фотография Альберта Тиссандье, слева, Гастона Тиссандье и третьего неопознанного мужчины и двигатель типа Сименс.

Гондола крепилась к блимпу стропами, для управления установлен небольшой косой парус, как на маломерных судах. Но Гастон наполнил свой воздушный шар не светильным газом, а водородом получаемым на специально им спроектированном заводе, и установил не громоздкий паровой, а электрический двигатель Сименса, питаемый энергией от аккумуляторов, весивший всего двадцать килограммов, сделанный для вращения пропеллера, который состоял из пары лопастей, каждый длиной примерно метр.Аккумулятор, двигатель и пропеллер поддерживались на легкой платформе, подвешенной на сетке. Циолковский упомянул в своей работе: «Дирижабль, стратоплан и звездолёт как три ступени величайших достижений СССР: «Старинный дирижабль Жиффара(1852 года) – сгораемый, мягкий, без воздушных отделений, с изменяющимся объемом, с паровым двигателем, воздушным винтом, рулями и предохранительным клапаном. Преимущество его в том, что оболочка с газом, свободно расширяясь и сжимаясь, сохраняет свою подъемную силу неизменной на всякой высоте и при всяком изменении температуры и давлении атмосферы.При этом необходимо, чтобы вне и внутри дирижабля температура и давление были одинаковы или приблизительно одинаковы, разность температуры должна быть неизменной. Первое условие соблюдается, пока аэростат не надуется до отказа. Разность же температур то увеличивается, то уменьшается. От действия солнца разность увеличивается, а когда солнце скрывается за облака эта разность убывает. Отсюда первый недостаток такого мягкого дирижабля, заключающийся в том, что в зависимости от погоды дирижабль то падает, то устремляется в высь».

В 1881 году удлиненный аэростат был выставлен на Электрической выставке12, и изобретателю была присуждена бронзовая медаль. Сама выставка для своего времени была уникальным событием и на ней собраны все новинки электротехники того времени. В частности, демонстрировалось: освещение Яблочкова13 и первая динамо-машина Зеноба Грамма, а также Томас Эдисон представил запатентованную им лампу с угольной нитью. В одном из залов играл стереофонический театрофон14. Вернер фон Сименс представил первый электрический трамвай, Александр Белл – первый коммерческий телефон. Марсель Депре продемонстрировал электрическую распределительную сеть, Густав Труве – экспериментальный электромобиль. Причем уже тогда сложилась диспропорция в том плане, что Англия, Франция и США разрабатывали товары для массового применения в промышленности, а русские ограничились байками о некой секретной субмарине, которая работает на электрическом токе, внутри все освещено, и предназначена для минирования подводных частей кораблей противника, но продемонстрировать они её не могут.

Но вернемся к дирижаблю, или удлиненному аэростату братьев Тиссандье. Аппарат достиг скорости около трех метров в секунду или 10,8 километра в час! Воодушевленный этим успехом, Тиссандье взялся за строительство нового аэростата, достаточно большого, чтобы поднять двух или трех человек в дополнение к весу двигательного аппарата и других принадлежностей. Эта задача была связана с большими затратами денег, помимо времени, труда и мысли, дарованных изобретателем. Тщетно он пытался организовать компанию с капиталом в двести тысяч франков с целью строительства аэростата мощностью в три тысячи кубометров (в три раза больше предыдущего), но план не был достаточно перспективным для получения больших дивидендов, чтобы быть привлекательным для инвесторов. То-есть даже в голове ученый того времени не был простым мечтателем, а предлагал проект с экономической составляющей, под который состоятельные инвесторы выделяли средства и ждали получения дивидендов. По-другому в обществе с развитой экономикой и экономически активными гражданами быть не могло. Это не то государство которое выкидывает деньги на не осуществимые проекты.

Вернемся к возможностям дирижаблей не только подниматься вверх и двигаться поступательно, а также зависать и опускаться, когда в этом возникнет необходимость. И тут нам на помощь приходит такое изобретение как баллонет, а именно шар внутри шара. Первым подобное осуществил французский математик и дивизионный генерал Жан Батист Мари Шарль Мёнье́. Считается изобретателем дирижабля, причем аж в последние годы своей жизни, а именно до 1793 года. Причем его детище снабжено не только баллонетом, но и тремя воздушными винтами, которые должны были приводить в действие 80 человек!

Дирижабль Мёнье, 1784 г.

Изменяя объём газа в аэростате путём использования баллонета, можно было регулировать высоту полета дирижабля и поэтому он предложил две оболочки – внешнюю основную и внутреннюю, в которую закачивался воздух. В дирижабле были предусмотрены горизонтальные стабилизаторы и подвеска гондолы на трёх стропах имелась также полужёсткая ферма в нижней части внешней оболочки дирижабля. Описание дирижабля Мёнье скупы, а сведения противоречивы. Удалось узнать длину 84 метра и объем 1700 м3, но это меньше, чем у Анри Жиффара на 47 процентов, при вдвое большей длине, и на 70 процентов больше, чем у первого аппарата Тиссандье длинной всего 27 метров. Так что ни о каких 80 человеках буквально речи быть не может, а возможно в ходу в то время была вместе с лошадиной и человеческая15 сила? Тогда мощность двигателя аппарата Мёнье вполне возможно могла составлять 80 х 100 = 8000 Ватт или 10,8 лошадиные силы на три винта, что вполне сопоставимо с тремя лошадиными силами и одним винтом изобретателя Анри Жиффара. Но как так получилось, что более передовой дирижабль Мёнье поднимался в воздух в 1784 году, а получается меньший и с более слабой машиной аппарат Жиффара в 1852 году? Тут нам на помощь приходит сравнение биографий Наполеона 1-го и 3-го и возможно, просто у изобретения Мёнье неправильная датировка, тем более он использовался 15 июля 1874 года, для переброски из Сент-Клу, где находилась резиденция французских королей в Медон, поближе к обсерватории и железной дороге Луи Филипа II герцога Шартрского, представителя законной власти погибшего на гильотине, 6 ноября 1793 года (арестован 4 апреля) и с этого года, когда 21 января был казнен еще и Людовик 16-й был введен новый республиканский календарь 5 октября 1793 года, запомним данное обстоятельство.

Портрет Луи Филипа II и Большой каскад в Сен-Клу в 1845 году.

Полет продолжался 45 минут, и высота достигла 4500 метров, а на такой высоте возникает кислородное голодание16 и дирижабль ужасно расширился из-за отсутствия воздушного клапана, и готов был взорваться. Самому герцогу пришлось надрезать оболочку, чтобы выпустить часть газа и заставить аппарат опуститься. Следовательно, дирижабль Мёнье использовался для переброски представителя проигравшей стороны, вот его и отодвинули в прошлое со своим изобретением как неудобного. Но не сам Жан Батист – генерал, отвечающий за береговую оборону и математик, сформулировавший теорему о кривизне поверхностей и занимающийся расчетами по геликоиду17 создал свой дирижабль, в этом ему помог ученый Жак Шарль (1746 – 1823) изобретениями которого мы пользуемся и сейчас. Назовем некоторые из них:

Ареометр – это устройство, применяемое для измерения показателей плотности жидкости, основанное на работе физического закона Архимеда. В большинстве случаев прибор представляет собой обычную стеклянную колбу с нанесенной шкалой, которая герметично закрыта и заполнена внутри металлической дробью для калибровки массы. Трубка более толстая внизу и сужается к верху, благодаря чему напоминает стеклянную бутылку с удлиненным горлышком.

Гонио́метр (др.-греч. γωνία – угол и μετρέω – измеряю) – класс измерительных приборов для высокоточного измерения углов. Объекты измерения и способы измерения могут быть самыми различными, от конечностей человека до световых потоков (гониофотометр).

Гелиостат (от Helios, греческое слово солнца, и стат, как и в стационарном) представляет собой устройство, которое включает в себя зеркало, как правило, плоское зеркало, которое поворачивает таким образом, чтобы сохранить, отражая солнечный свет к заранее определенной цели, компенсируя солнце очевидного движения в небе. Данное устройство активно использовалось в гелиотерапии – лечение солнечным светом, но облучался не весь человек как сейчас, а взятая у него кровь, на которую какое-то время воздействовало небесное светило, и потом она возвращалась обратно владельцу очищенная и наделенная новыми свойствами. Не исключено, что в обсерваториях на кровь воздействовало излучение звезд, через телескопы, только в обратном направлении, из-за чего станции по изучению звезд были так популярны.

Подтвердил Жак Шарль и электрические опыты Бенджамина Франклина, состоящие в том, чтобы подтвердить электрическую основу молнии. В 1853 году, Бенджамин и его сын запустили воздушный змей в грозу, но в отличие от своих беззаботных коллег18, пренебрегающих правилами электробезопасности, использовали диэлектрические перчатки и обувь, провели ток с пенькового шнура в лейденскую19 банку. Знаменитый американец провел еще множество замечательных экспериментов преимущественно на публике, тем самым популяризируя науку. Изобрел молниеотвод, а также те термины которыми мы пользуемся о наших знаниях про электричество: батарея, конденсатор, проводник, заряд, разряд, обмотка, обозначения противоположных зарядов плюсом и минусом.

Современная иллюстрация первого полета профессора Жака Шарля с Николя-Луи Робером, 1 декабря 1783 года. Вид с площади Согласия на дворец Тюильри (разрушен в 1871 году) и Бенджамин Франклин, берущий электричество с неба, художественное воплощение эксперимента Франклина с воздушным змеем, нарисованного Бенджамином Уэстом около 1816 года.

Но вернемся к Жак Шарлю, ведь именно он с братьями Робер в своей мастерской на площади Победы (Place des Victoires) придумал методику создания легкого, воздухонепроницаемого баллона из шелка, обработанного лаком и резиной, предварительно растворенной в скипидаре. И таким образом создали первый водородный шар объемом 35 м3 способный поднять груз весом в 9 килограммов или 20 фунтов. Но где взять в 1783 году водород? На выручку пришли материалы, находящиеся под рукой, а именно 250 килограммов серной кислоты и 500 килограммов железного лома. Водород подавался по свинцовым трубам прямо в сферу, но там охлаждался и наполнить даже такой небольшой объем представляло большую сложность. Дорогу осилит идущий. В конце концов шар наполнили, и он совершил свой знаменитый первый полет 27 августа 1783 года с Марсового поля на север в течении 45 минут, на дальность 21 километра, и упал у деревни Гонесс, где местные жители растащили воздушное судно по своим хозяйствам вероятно руководствуясь береговым20 правом. И опять же проект не был придурью создателей, а финансировался по подписке, организованной знаменитым ученым, получившим образование в иезуитском колледже в Лионе Бартелеми Фожас де Сен-Фондом, знаменитым открытием материала – пуццолан, представляющий собой пылевидный продукт, смесь вулканического пепла, пемзы, туфа, Первое упоминание о месте добычи, зафиксированное в письменных документах, относится к холмам у города Путеолы в районе вулкана Везувий. Именно этот материал позволял строить прочные и дешевые морские причалы, а также другие сооружения.

Следующий полет состоялся через три месяца, когда Жак Шарль и братья Робер построили новый дирижабль объемом 380 кубических метров наполненный водородом, оболочка которого была с клапаном для спуска газа, и накрыта сеткой, к которой крепилась корзина. Для контроля высоты использовался балласт из мешочков с песком, так как первый шар без коррекции пролетел всего 45 минут. Полет произошел 1 декабря 1783 года в 13.45. Дирижабль поднялся на высоту 550 метров из сада дворца Тюильри21, пролетел 2 часа и 5 минут до Неслес-ла-Валле, находящегося от точки старта на расстоянии 36 километров. Аппарат преследовали сопровождающие на лошадях. Затем Жак Шарль попросил спутника выйти и поднялся в небо один на высоту 3000 метров или в шесть раз выше, чем протекал полет. Преодолел облака и увидел Солнце, но тут он стал страдать от ноющей боли в ушах и вырвав клапан стал спускаться, удачно приземлился, но более полетов не совершал, видимо был на столько ошеломлен увиденным! Из экономической составляющей полета, стоит отметить 400000 зрителей, именно такие данные приводит энциклопедия сдавшие по одной кроне, чтобы увидеть взлет крупным планом. Среди наблюдателей находился Бенджамин Франклин и Жозеф Монгольфье22.

Для создания дирижабля Менье видим команду людей: генерала-математика, талантливого ученого и двух мастеров на все руки. Новый полет состоялся 19 сентября 1784 года из Парижа в Бёври братьями Робер и господином Коллином. Аппарат под названием «Каролина» пролетел 185 километров, за 6 часов 40 минут и благополучно приземлился. Инициатором полета выступил Филипп III Александр Эммануэль Франсуа де Гистель, который был представитель старинного рода пикардской23 и фламандской24 знати, а в Бёври он был лордом, то есть землевладельцем.