6 мая 1937 года немецкий 245-метровый дирижабль «Гинденбург» воспламенился при посадке недалеко от Нью-Йорка и в считанные минуты сгорел почти дотла. В пожаре погибло 36 человек, и с тех пор былая слава дирижаблей пошла на спад. Теперь уже никто не вспомнит, как эти величественные гиганты когда-то пересекали Атлантику или пугали мирных жителей во время Первой мировой войны. Впрочем, в будущем все может измениться.
За счет чего дирижабли держатся в воздухе
Самое главное в дирижабле — оболочка, заполненная газом легче воздуха, за счет которой создается гидростатическая сила, выталкивающая дирижабль вверх. Этим они похожи на воздушные шары, но в отличие от них дирижабли могут не только перемещаться вверх-вниз в океанах воздуха, но и свободно двигаться по горизонтали, вдоль поверхности земли — даже без попутного ветра.
В зависимости от того, чем наполнена их оболочка, дирижабли бывают двух видов: тепловые — их оболочку наполняют нагретым воздухом (его плотность меньше плотности окружающего атмосферного воздуха) — и газовые.
Раньше газовые дирижабли заполняли водородом — самым легким из газов, но из-за взрывоопасности водородно-воздушных смесей инженеры перешли на соседа водорода по таблице Менделеева — инертный газ гелий.
Как управлять дирижаблем
По вертикали дирижабль перемещается, изменяя свою подъемную гидростатическую силу. В тепловых дирижаблях можно менять температуру закачанного воздуха, из-за чего меняется его плотность и, соответственно, подъемная гидростатическая сила. В газовых же дирижаблях внутри одной большой оболочки есть емкости поменьше — баллонеты, в которые можно закачивать или откачивать из них атмосферный воздух, управляя таким образом общей плотностью газа внутри дирижабля.
Для движения вдоль поверхности земли дирижабли снабжают двигателями внутреннего сгорания, создающими горизонтальную тягу. Кроме этого, дирижаблям придают обтекаемую аэродинамическую форму, и поэтому во время полета на них начинает действовать аэродинамическая подъемная сила — сродни той, что действует на крыло самолета.
Еще у дирижаблей обычно есть несколько баллонет в кормовой и носовой части судна. Это дает дополнительное пространство для маневра: команда дирижабля может, накачивая баллонеты, наклонять воздушное судно либо «вперед», либо «назад».
Что такое цеппелины
Цеппелины — это в каком-то смысле «ксероксы». В английском языке слово zeppelin означает «дирижабль», но в реальности это только одна марка дирижаблей жесткой конструкции, производившихся немецкой фирмой Zeppelin GmbH с 1899-го по 1938 год и названных в честь своего создателя графа Фердинанда Цеппелина. Всего немцы сделали 130 цеппелинов: часть поставили в армию, а часть — для гражданских перевозок людей и грузов.
Больше всего часов среди всех цеппелинов налетал LZ 127 «Граф Цеппелин». Это был огромный дирижабль объемом 105 тысяч кубических метров, длиной около 236 метров и с максимальным диаметром 30 метров (для сравнения: высота типичной пятиэтажки-хрущевки составляет 15—20 метров). Под килем его оболочки было подвешено несколько гондол для двигателей, а также большая гондола для пассажиров и экипажа, в которой среди прочего помещалась капитанская рубка, технические помещения, десять двухместных кают, просторная кают-компания и отдельное помещение с умывальниками.
Перелеты на дирижаблях вообще и цеппелинах в частности были гораздо комфортней, чем на тогдашних самолетах (да и большинстве современных тоже).
Всего LZ 127 налетал 1,7 млн километров или 17 200 часов. Суммарно он перевез 13 000 пассажиров, совершил 590 полетов в разные страны мира и 143 раза пересек Атлантику.
Дирижабли — это опасно?
«Граф Цеппелин» был наполнен водородом и отлетал без серьезных аварий все девять лет своей службы, пока его не разобрали на металл. Но уже тогда немцы понимали, что это очень опасно, и поэтому «Гинденбург» был заложен как газовый дирижабль, наполненный гелием. В реальности все получилось по-другому. Нужное количество газа тогда можно было купить только в США, а американцы ввели эмбарго на экспорт гелия. После немецкая сторона договорилась об особых условиях покупки газа, но за это время к власти в Германии пришло НСДАП, и в результате нацисты запретили импорт из Америки дорогостоящего гелия, который вполне можно было заменить, по их мнению, собственным водородом.
В результате огромный «Гинденбург» (он был еще больше «Графа Цеппелина» — 200 тысяч кубометров объема, чуть больше был только последний цеппелин LZ 130) немного переделали и заполнили водородом. Во избежание опасности немцы даже ввели на дирижабле некоторые строгие правила: у всех пассажиров и команды перед посадкой изымались зажигалки, спички и другие источники огня, а курить на судне можно было только в курилке, отделенной от остальных помещений газовыми клапанами. Но ничего из этого не помогло вечером 6 мая 1937 года.
Аэропорты для дирижаблей
На заре дирижаблестроения с посадкой дирижаблей все было очень сложно. С судна выбрасывалось несколько 200-метровых канатов, а на земле причальная команда, состоявшая из десятков или иногда сотен людей, должна была связать их с канатами на швартовочной мачте, с помощью лебедки подтянуть к ней огромный дирижабль и зафиксировать его нос в стыковочном гнезде. После этого дирижабль мог как флюгер вращаться вокруг своей мачты.
Соответственно, для всего этого нужны были и специальные мачты, и умелая команда, которая могла аккуратно справиться с этой физически сложной задачей. Но постепенно техника развивалась, причаливание стало полуавтоматическим и гораздо более простым.
Дирижабли против самолетов: минусы и плюсы
Реальность показывает, что минусов у дирижаблей больше. Во-первых, грузоподъемные дирижабли всегда огромных размеров (гидростатическая сила маленькая, и, для того чтобы поднять с ее помощью внятную полезную нагрузку, объем рабочего газа в оболочке должен быть очень большим). Во-вторых, из-за большого аэродинамического сопротивления у дирижаблей маленькая предельная скорость — не больше 150 км/ч. Кроме того, оболочки дирижаблей постоянно рвутся и нарушаются, а для пребывания дирижаблей на земле нужны огромные ангары. В результате обычные люди в повседневной жизни с дирижаблями сталкиваются только на авиавыставках или разных спортивных событиях, где их традиционно используют в качестве носителей рекламы.
С другой стороны, у дирижаблей есть свои плюсы: их пребывание в воздухе почти бесплатно (поскольку они держатся за счет гидростатической силы) и мало ограничено по времени (советский B-6 поставил рекорд непрерывного полета — 130 часов); грузоподъемность дирижаблей гораздо меньше ограничена конструкционными свойствами материалов корпуса, чем у самолетов (больше оболочка с газом — больше груза можно поднять); дирижабли не требуют взлетно-посадочной полосы; используют значительно менее мощные двигатели и, соответственно, меньше загрязняют воздух; ход дирижаблей гораздо стабильней, чем ход вертолетов (поэтому их можно использовать как «воздушные такси»).
Где сейчас используют дирижабли и где еще они могут найти применение
Про некоторые области мы уже писали выше. Военные используют дирижабли для радиоразведки и наведения на мобильные воздушные цели. Многие частные компании делают их эффектными средствами рекламы, а возродившаяся недавно компания Zeppelin NT «пристроила» их в туризм: немецкие дирижабли катают туристов над живописным озером Бодензее. Кроме того, дирижабли часто используют в спортивных целях.
Лучше всего дирижабли подходят для удаленного мониторинга. Например, сейчас для облета протяженных линий электропередач или трубопроводов используют вертолеты, но в перспективе дирижабли с их продолжительными непрерывными полетами подходят для этих целей гораздо лучше, особенно в условиях колоссальных территорий России.