webdonsk.ruКак сделать цеппелин из бумаги
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 01.09.2024
Человечество всегда стремилось вверх, к небесам, но необходимые технологические знания для этого появились не так давно. В истории воздухоплавания видное место занимают дирижабли, которые сегодня утратили былую популярность, но полтора века назад они казались настоящим чудом инженерной мысли.
Существует три типа дирижаблей:
- Жесткие. Они имеют внутренний металлический каркас для поддержания формы оболочки.
- Полужесткие. Частичный каркас проходит по длине оболочки для поддержания ее формы, но и сама оболочка служит несущей основой для конструкции.
- Мягкие. В них внутреннее давление подъемного газа, обычно гелия (или водорода), поддерживает форму оболочки.
Устройство дирижабля (схематично)
Форма оболочки поддерживается за счет регулирования внутреннего давления гелия внутри нее. Внутри пузыря находятся одна или несколько воздушных ячеек/воздушных шаров, называемых баллонетами. Они заполнены воздухом (в отличие от остальной части пузыря, который заполнен гелием) и прикреплены к бокам или дну дирижабля. Баллонеты расширяются и сжимаются, чтобы компенсировать изменения объема гелия из-за перемены температуры и высоты полета. Пилот имеет прямое управление баллонетами через воздушные клапаны.
Носовой конус служит двум целям: обеспечивает точку крепления опоры для швартовки и добавляет жесткости носу, который сталкивается с наибольшими динамическими нагрузками давления в полете). На земле надувной дирижабль крепится к неподвижному столбу, называемому причальной мачтой. Закрепленный дирижабль может свободно перемещаться вокруг мачты при изменении ветра.
Немного истории
Дирижабль, первое воздушное судно с двигательной и рулевой системами, был изобретен французским инженером Анри Жиффаром, который в 1852 году прикрепил маленький паровой двигатель к огромному пропеллеру и пронесся по воздуху семнадцать миль с максимальной скоростью около 9 км/час.
Цепеллин
Цеппелинами назывались дирижабли с внутренним каркасом, изобретенные графом Фердинандом фон Цеппелином. Первый дирижабль с жесткой основой взлетел 3 ноября 1897 года и был спроектирован Дэвидом Шварцем. Его каркас и наружная крышка были сделаны из алюминия. Приводимый в действие 12-сильным газовым двигателем Daimler, соединенным с тремя пропеллерами, он успешно взлетел на привязном испытании в Темплхофе под Берлином, Германия, однако потерпел крушение.
Покрытый тканью корабль, который был прототипом многих последующих моделей, имел алюминиевую конструкцию, семнадцать водородных элементов и два 15-сильных двигателя внутреннего сгорания Daimler, каждый из которых вращал два винта. Он был около 128 м. в длину и 11,5 м. в диаметре. Во время своего первого подъема он пролетел около 3,7 мили за 17 минут и достиг высоты 400 м.
В 1908 году Фердинанд Цеппелин основал Фонд Фридрихсхафена (The Zeppelin Foundation) для развития аэронавигации и производства дирижаблей.
Закат Цепеллинов
В 1920-е и 1930-е годы Великобритания, Германия и Штаты сосредоточились на разработке больших жестких пассажирских дирижаблей. Но США отличились тем, что для подъема своих воздушных судов в основном использовали гелий. Но залежей этого газа было не так много и он был довольно дорогим, но зато не таким огнеопасным, как водород. Из-за затрат, связанных с добычей, Соединенные Штаты запретили экспорт гелия в другие страны, а Германия и Великобритания продолжали полагаться на более летучий газообразный водород. Некоторые из пассажирских дирижаблей, использующих водород вместо гелия, потерпели катастрофу, и из-за таких потерь расцвет этого вида транспорта резко прекратился.
Катастрофа Гинденбурга
Как обстоят дела сегодня
После подобного рода трагедий многие западные страны сосредоточили свое внимание на мягком дирижабле как на научном/военном транспорте. Наблюдение с воздуха стало наиболее распространенным и успешным способом применения дирижабля. В 1940-х и 50-х годах их использовали в качестве радиолокационных станций раннего предупреждения для торговых флотов вдоль восточного побережья Соединенных Штатов. Они также до сих пор применяются в научном мониторинге и экспериментах.
Дирижабль требует наличия большой команды, особенно на земле. Пилоты должны уметь управлять самолетом или вертолетом и пройти специальную подготовку в пилотировании дирижаблей. По состоянию на 1995 год, в мире насчитывалось всего около 30 активных пилотов дирижаблей. Многие дирижабли требуют круглосуточного наблюдения. Оболочка и балласт проверяются каждый час для того, чтобы убедиться, что поддерживается правильное равновесие.
Дирижабли и аэропланы в исполнении Йеруна ван Кестерна покорят любителей стимпанка . Созданные из картона, фольги и клея, они выглядят так, словно материализовались из романов Жюля Верна и Герберта Уэллса. Прекрасные фантазии, вдохновленные романтическими идеями XIX века!
Дизайнер из Голландии Йерун ван Кестерен (Jeroen van Kesteren) занимается созданием картонных моделей около года. Стихия стимпанка настолько сильно его увлекла, что родилась серия работ, объединенная общим названием "Приют для потерянных путешествий". Это ностальгическая рефлексия на тему великих географических открытий и эпохальных изобретений в технике, которые совершались в викторианскую эпоху.
Стимпанк-модели продуманы до мелочей: крошечные окошки, спицы, трубы, лестницы, паруса. На изготовление одной модели мастеру требуется порядка месяца, это кропотливый труд, но результат стоит приложенных усилий! Размер изделий около 40-50 см в высоту.
В продолжение темы - работы в стиле стимпанк от разных авторов . Еще больше идей и механических скульптур!
Анри Жиффар и его детище, названное им дирижабль.
Потому что с того самого момента юный граф буквально захвачен этой темой — он становится лучшим разведчиком в прусской армии во время франко-прусской войны, добывая сведения своими наблюдениями сверху, он бомбардирует свое начальство рапортами и соображениями о том, как важны в военном деле воздухоплавательные аппараты и — он постоянно занимается ими, создает проекты, обдумывает узлы и крепления, экспериментирует с материалами и двигателями.
Но сам Цеппелин с мечтой не расстается. Наконец, его воинская служба (он уже генерал-лейтенант) закончена, пора на покой, небольшая пенсия и доходы с родовых поместий позволяли вести спокойную жизнь и расслабленно выращивать гладиолусы, но наш герой предпочел иное хобби выращиванию ирисовых — он решил, что 52 года — отличный возраст, чтобы, наконец-то, целиком отдаться тому, о чем он мечтал целых 27 лет — воздухоплаванию.
Подготовка воздушного шара для разведки. Кажется, впервые этот вид наблюдения за передвижением вражеских войск был использован во время гражданской войны в США, инженером-самоучкой венгерского происхождения Тадеушем Лоу. Граф Цеппелин пользовался подобным.
Фон Цеппелин мечтал о той гигантской роли, которые дирижабли должны были бы сыграть в деле изучения неизведанных Африки и Арктики, а знакомство с фон Штефаном, основателем всемирного почтового союза, убедило его в том, что в мире есть огромный запрос на перевозки, в первую очередь — перевозки почты, что сделало бы его воздухоплавательные проекты коммерчески оправданными.
Но нам придется сделать полшага назад, в историю этого спорта (тогда оно рассматривалось исключительно как спорт, и о применение этого хобби к делу мало кто задумывался), которая, пожалуй, началась с братьев Жозефа-Мишеля и Жака-Этьена Монгольфье, совершивших первый полет на воздушном шаре в 1783 году.
Их первенство оспаривается, но никаких иных достоверных сведений о полете человека на воздушном шаре в истории нет, а вот о первом полете китайских фонариков с установленной внутри бумажной оболочки свечкой — есть, это случилось в 1306 году при дворе китайского императора Тэмура (из монгольской династии Юань), где народ поразили зрелищем летящих шаров.
Братья Монгольфье тоже использовали силу теплого воздуха, сжигая влажную солому под тканевой оболочкой. Судя по описанию того, как они шли к поиску своего решения, ни о китайских фонариках, ни об очень схожих экспериментах бразильца Гусмана в Португалии они ничего не знали.
Дирижабль жесткой конструкции Цеппелин-II
Полет человека над землей — настоящий триумф науки и старт к новым свершениям, и история воздухоплавания быстро пополняется и новыми идеями, и новыми подвигами: использование водорода, перелет через Ла-Манш…
Правда, во всех конструкциях был серьезный недостаток: они были неуправляемы и зависели от силы и направления ветра.
Правда, у конструкций Жаффара и его последователей был существенный недостаток: паровой двигатель был тяжел и развивал недостаточную, для преодоления силы ветра, мощность (у Жаффара — 3 л.с.) и настоящее освоение воздуха началось вместе с повсеместным использованием двигателей внутреннего сгорания.
Альберто Сантос-Дюмон, облетающий на своем дирижабле Эйфелеву башню
Граф не беден, но строительство дирижаблей требует очень больших средств, личных денег ему не хватает, и он организовывает акционерное общество, кроме того, финансовую поддержку его начинаниям оказывает немецкий союз инженеров. В 1900 году его первый дирижабль построен, фон Цеппелин сам отправляется в полет, но несколько успешных полетов закончились поломкой аппарата, и для его ремонта и восстановления потребовались такие деньги, которых у Цеппелина не было.
Постройка дирижабля на заводах Цеппелина
Наконец, над бывшим адъютантом своего отца сжалился король Вютембергский, выделив ему небольшую сумму — впрочем, любая сумма для фон Цеппелина была значима. В 1905 году появляется вторая модель его дирижабля, и судьба его тоже будет печальна: фон Цеппелин совершит вынужденную посадку для ремонта мотора, а налетевший ураганный ветер разобьет конструкцию (это драматическое происшествие, свидетелем которого он станет, ярко опишет в своих мемуарах будущий авиаконструктор, а тогда 20-летний студент Эрнст Хейнкель).
Газеты снова злословят, и удрученный фон Цеппелин однажды приходит домой к злостному своему критику, журналисту Хуго Эккенеру — вот счастливый случай, кто бы мог подумать, что из этой встречи, которая вполне могла бы закончится дуэлью, выйдет такой замечательный союз двух выдающихся людей?
Граф Цеппелин (слева) и Хуго Эккенер (справа) перед запуском очередного дирижабля
Об Эккенере все без исключения, в том числе и его враги, пишут как о человеке умном и благородном, мы же обратим внимание на такую непопулярную сейчас модель поведения, как умение слушать доводы собеседника и не выдумывать возражения, а — понимать и принимать их.
Так или иначе, эта их встреча с Цеппелином заканчивается тем, что с 1905 года Эккенер входит в команду дирижаблестроителей, и именно этому историку, психологу и журналисту суждено будет сыграть великую роль в расцвете воздухоплавания.
Если бы и с этой его моделью что-то пошло бы не так, то фон Цеппелин, граф и генерал-лейтенант, остался бы нищим, но все сложилось так, как это бывает в сказках: именно третья его модель стала не просто успешной, а — она покорила мир (а до покорения мира, что важно с финансовой точки зрения, растопила лёд в отношениях с военным ведомством, которое закупит сначала этот аппарат, потом закажет еще три, а после уж заказы посыпятся массово).
В 1909 году заказов было уже так много, что создана была компания Luftschiffbau-Zeppelin Gmbx, быстро ставшая законодателем мод в мире, а чуть позже и компания DELAG, которая занялась пассажирскими перевозками.
Во время первой мировой работы у концерна Цеппелина сильно прибавилось: было выпущено около ста дирижаблей, а Эккенер станет главным инструктором по подготовке летного состава.
Описывать ужасы войны мы не станем, скажем только, что в те времена, когда никакого ПВО не существовало, а винтовая авиация была далека от совершенства, дирижабли господствовали в воздухе. В отличии от самолетов, они могли поднимать в воздух тонны бомб и обрушивать их на противника с большой точностью (хотя ни приборов бомбометания, ни авиабомб не существовало).
Каюты дирижаблей Цеппелин. Комфорт, который раньше был доступен разве что на морских лайнерах
Вскоре война заканчивается, Германия терпит поражение, и Версальский мир — не просто капитуляция, согласно ему, Германия получает ряд ограничений и запретов, которые касаются, помимо прочего, запретов на производство дирижаблей больших размеров. Кроме того, Германия обязана была передать странам-победителям множество военной техники, в том числе и все дирижабли. Иметь регулярную армию ей было запрещено, таким образом, заводы Цеппелин лишились своего главного заказчика.
Еще немного интерьеров дирижабля. Справа — кают-компания
Он ухитряется организовать совместное предприятие с американским гигантом Goodyear и строит дирижабли во Фридрихсхафене для США — это в Германии их использовать нельзя, зато совместное предприятие законно эксплуатирует эти суда в Штатах.
В 1926 году соглашения в Локарно сильно смягчают для Германии условия Версаля, и заводы возвращаются к производству дирижаблей (не станем описывать, каких трудов стоило Эккенеру найти деньги на возобновление масштабного производства), и в 1928 году в воздух поднимается самая совершенная из моделей компании, названная, в честь основания, Graf Zeppelin.
Но до конца эпохи дирижаблей еще далеко, в Германии все громче и все отчетливее заявляет о себе фашизм, и Эккенера увлекает политика — он один из весьма немногих людей — нет, не только в Германии, но и в мире — понимающих еще тогда, во что может превратить страну и мир эта идеология.
Эккенер необыкновенно популярен в Германии и выдвигается на пост президента (многие пророчат ему успех), однако, узнав, что фельдмаршал Пауль фон Гинденбург готов участвовать в выборах, снимает свою кандидатуру в его пользу.
Пассажирскую компанию министр авиации Геринг принудительно подчиняет государству, её руководителем назначен лояльный нацистам Леманн, дирижабли активно использует в рекламных целях нацистская партия, что вызывает резкие разногласия между Эккенером и Леманном.
В середине 30-х Эккенер фактически отстранен от всех дел в компании, его постоянные споры с Леманном о мерах безопасности злят Геринга и тот твердо знает, кто на самом деле прав — собственно, Эккенер отстранен от всего, от чего его только можно отстранить. Он занимается прокладкой новых коммерческих линий за пределами Германии (вроде почтово-пассажирской линии Амстердам — Батавия), изучением условий полетов в Индии и рейсами в Южную Америку, а с 1935 года его уже отстраняют от дел полностью, он находится под надзором гестапо и из страны больше не выезжает.
Хуго Эккенер и его детище
К тому моменту уже был известен негорючий гелий, его добывали тогда только в США, но гелий считался веществом, который можно использовать в военных целях, и санкции запрещали его поставку в Германию.
В момент трагического приземления на дирижабль были направлены несколько фотокамер, а одна из радиостанций вела прямой репортаж о прибытии воздушного корабля — новость мгновенно облетела мир.
Из 97 человек, находившихся на борту, погибли 35 и еще один сотрудник наземной службы. Среди погибших был и Леманн.
После этой катастрофы популярность дирижаблей не просто снизилась, она мгновенно исчезла.
На земле еще строились здания, которые были в обязательном порядке увенчаны шпилями — казалось, что дирижабли вот-вот заполонят планету, и шпили планировались в качестве причальных мачт, художники рисовали картины будущего, где небо было заполнено этими летающими китами, но весь мир уже отвернулся от дирижаблей.
Завод в Фридрихсхаффене был перепрофилирован, в годы войны там начали производить корпуса ракет для ФАУ, и союзники разбомбили его.
Собственно, на этом история заводов Цеппелин заканчивается.
Автор: Александр Иванов
Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
Юбилей первого пассажирского перелета через Атлантику на дирижабле дает повод снова поговорить о летательных аппаратах легче воздуха. Парадокс налицо: достоинства дирижаблей очевидны, но почти все модели остаются только в чертежах
Время между двумя мировыми войнами стало расцветом мирового воздухоплавания. Дирижабли и стратостаты в эту эпоху использовались и в военном деле, и с гражданскими целями. С ними связывались грандиозные надежды, они будоражили воображение.
Однако у гигантских воздушных судов был один очень существенный недостаток. При всех конструктивных усовершенствованиях проблему их безопасности решить так и не удалось. Все дело было в водороде – он слишком легко воспламенялся, и никакой технической идеи, которая было бы способна снять эту проблему, в то время так и не было найдено.
Из 160 построенных в первой половине прошлого века жестких дирижаблей 100 погибли в различных авариях и катастрофах (в т.ч. 40 – в результате действий противника). Оставшиеся 60 были в конце концов просто разобраны или сгнили в ангарах.
Но это уже другая, совершенно отдельная история…
Возрождение дирижаблестроения
По словам Сергея Бендина, область применения современных дирижаблей как в военной, так и в гражданской области может быть самой широкой. Это и разведка полезных ископаемых, и перевозка сверхтяжелых грузов, и чисто транспортные решения – прежде всего там, где нет дорог. Немецкая компания CargoLifter провела в начале 2010-х годов маркетинговое исследование, в котором только для США и Канады оценила рынок дирижаблей грузоподъемностью 100 тонн и длиной более 25 метров в 1 млрд долларов в год. При этом дирижабли, по мнению специалистов, смогут за несколько лет занять до 10% американского рынка грузоперевозок.
Хотя пока это всего лишь теоретические расчеты, существует одна область, где дирижабли должны стать практически незаменимыми. Это тушение лесных пожаров, которое особенно актуально для России, где они давно стали национальным бедствием (только непосредственный ущерб за 2015-17 гг. составил 96 млрд руб.). Крупный дирижабль способен обрушивать на огонь от 10 до 200 тонн воды в час, надолго зависать над очагом возгорания и вести за ним наблюдение, тушить пожар как широким фронтом, так и строго направленно, из специальных водяных пушек. И в этом отношении пожарные самолеты и вертолеты не способны составить ему конкуренцию.
Мечты и реальность
Наиболее надежным современным аппаратом считается опять-таки детище фирмы ZLT Zeppelin – Zерреliп NT, который сегодня активно используется американской воздушно-туристической компанией Airship Vепturеs. Но это небольшой дирижабль, способный поднять на борт не больше 14 человек. Для грузоперевозок он вообще не приспособлен.
Один час полета на таком дирижабле обойдется где-то в 500 долларов. Туристическое развлечение, не более.
Но практически по всему миру идет работа над куда более интересными проектами. Так, все та же германо-американская компания CargoLifter AG заявляет о разработке основанной на тяжелых дирижаблях глобальной транспортной сети. Для этого был создан проект супердирижабля CL-160 грузоподъемностью 160 тонн. Однако немцам не хватило финансирования, и на сегодняшний день мы можем только видеть макет этой конструкции в масштабе 1/8 в одном из ангаров под Берлином.
Аналогичные или близкие проекты существуют и у многих других европейских, американских и даже южноафриканских компаний (RAD, Hamilton, Advanced Technology Group). Но дальше всех пошла проектная группа Технологического института Иллинойса (Illinois Institute of Technology), которая готовится к созданию гигантского дирижабля AeroCarrier. Предполагаемая длина этого исполина – 2,5 км, он сможет взять на борт 35 тыс. тонн грузов или 3,5 тыс. пассажиров.
Однако, пока существуют некоторые проблемы даже с 10-тонным дирижаблем, все эти проекты красиво выглядят только на бумаге.
Отечественные разработки
ДКБА по преимуществу производит небольшие дирижабли для народнохозяйственных нужд. Без особых фантазий, зато достаточно эффективно.
Воздушные гиганты в якутском небе
В 2018 году Арктический инновационный центр Северо-Восточного федерального университета (СВФУ) предложил совместно с ДКБА создать на основе дирижаблей единую систему грузовых и пассажирских перевозок в Якутии. В условиях отсутствия дорог дирижабли способны составить реальную конкуренцию вертолетам, так как значительно превосходят их по грузоподъемности и дешевизне эксплуатации. С точки зрения разработчиков, такая сеть способна будет решать поистине масштабные задачи и, в частности, превратить регион из дотационного в донорский.
Комментируя проекты ученых, депутат Госдумы от Якутии Федот Тумусов заметил:
Я бы не спешил говорить, что скоро по Якутии полетят такие аппараты, хорошо забытые еще с довоенных времен. Слишком уж непонятно, какая экономическая база у проекта, получится ли с инфраструктурой? И сколько будут стоить дирижабельные грузоперевозки? Однако идея сама по себе красивая. Экзотическое транспортное средство может перевозить не только грузы, но и туристов – где еще они смогут увидеть такое?
Почему же их нет
В словах депутата Тумусова присутствует некоторое лукавство. Учитывая особенности географии России, масштабы слабозаселенных территорий, отсутствие на них не только дорог, но и взлетно-посадочных полос, да и, что там лукавить, постоянные катастрофы вертолетов, – возвращение к дирижаблям может стать отличным выходом. Необходимо только государственное стратегическое решение. И, конечно же, финансирование. Частный бизнес такую нагрузку на себя не возьмет.
А пока разработчики и производители дирижаблей опираются только на собственные силы и энтузиазм, летательные аппараты легче воздуха так и будут оставаться недешевой игрушкой.
Подписывайтесь на канал "Царьград" в Яндекс.Дзен
и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.
Читайте также: