Жесткие дирижабли. Создание. Секреты. Боевое применение - Алексей Николаевич Кукушкин

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