Эта статья посвящена последним и крупнейшим жестким дирижаблям Великобритании — R100 и R101. Незаслуженно забытое сочетание гигантомании, коррупции и отсутствия опыта в одном воздушном «Титанике» — вашему вниманию.
Краткий курс в историю
В 1924 году в Англии появилась «Имперская дирижабельная программа» — предполагалась наладить регулярную связь между колониями и метрополией по воздуху.
Дирижабли на тот момент времени были единственным типом ЛА, способным решить такую задачу. В теории. Ибо первоначальный план предполагал постройку дирижабля объемом 230.000 м³ с соответствующей грузоподъемностью. Вот только последний спроектированный и построенный в Англии дирижабль, R38, имел объем «всего» 76 000 м³ и прославился своей катастрофой, вызванной недостаточной прочностью конструкции.
Если вы далеки от инженерии, то просто поверьте мне на слово — «тупо увеличить в размерах» в авиации не прокатывает, а браться за нечто в три раза большее того, что ты не слишком успешно делал раньше — занятие крайне рискованное. Поэтому итоговое ТЗ урезали до 140 000 — 160 000 м³ объема при 45 тоннах полезной нагрузки. Именно этих цифр должны были добиться конструкторы, по сути, экспериментальным путем.
Минутка матана: что такое дирижабы
Чтобы летать, нужна подъемная сила. Если создавать ее, заключив в оболочку газ с плотностью меньше, чем в атмосфере — получится аэростат. Чем больше газа — тем большую массу можно поднять. Дирижабль — это аэростат с двигателем, который позволяет лететь туда, куда нам надо. Если внутри оболочки нет каркаса — такой дирижабль называется мягким. Если конструкция имеет частичный каркас — полужестким. Если есть полноценный каркас — жестким. Теперь вы знаете о дирижаблях больше среднестатистической жабы.
Создание гигантов
Спецификацию для людей, не имеющих опыта создания гигантских жестких дирижаблей, составляли люди, не имеющие опыта работы с жесткими дирижаблями вовсе. Ее реализация описывается поговоркой «Одна голова хорошо, а две лучше» — проектирование и постройка R100 были поручены фирме Vickers(на деньги правительства), а R101 — Министерству авиации. R102 и последующее предполагалось строить уже с учетом опыта и ошибок двух первых, используя наиболее удачные технические решения. Одновременно с этим строились новые причальные мачты, ангары и дирижаблестроительные верфи, расширялась сеть метеорологический станций — то есть вкладывалась УЙМА денег. Запомните этот момент, а сейчас идем дальше.
Работы начали в 1925 году, надеясь уместить постройку и огромные исследовательские работы в полтора года. Разумеется, рисовавшие такие планы оказались слабы в планировании и дирижабли, были закончены только к 1929, и отличались друг от друга достаточно сильно. Что же они из себя представляли? Остановимся на ключевых моментах:
R101
«Государственный» R101 представляет наибольший интерес (а еще о нем банально больше информации) — имея все доступные министерству ресурсы, авиастроители не сдерживали себя в экспериментах. Производственной базой была «Королевская дирежаблестроительная верфь», которая пахала всю Первую мировую и чьи инженеры первыми получили доступ к чертежам немецких цеппелинов после ее окончания. Именно они рассчитали оптимальную удлиненную каплевидную форму(и передали эти расчеты Vickers), благодаря которым гиганты имели наименьшие коэффициенты аэродинамического сопротивления из всех построенных в Англии дирижаблей.
Для каркаса R101 была выбрана нержавеющая сталь, а для крепления болты. Основой каркаса были кольцевые рамы в виде многоугольника с 15 сторонами и соединительные балки. Каждый элемент рамы сделан в виде трехгранной балки, склепанной из 3 стальных труб и дюралевых полок с отверстиями для облегчения конструкции.
Инновационным решением был отказ от стягивающих радиальный тросов для поперечных шпангоутов — балкам с избытком хватало собственной жесткости. Такое решение ограничивало объем газовых баллонов, но его, как тогда казалось, и так было достаточно.
Все шло замечательно, но неожиданно были приняты новые стандарты безопасности дирижаблей, которые требовали «разгрузить» балки от нагрузок(R38 передал привет). Чтобы их соблюсти, инженерам пришлось наращивать массу прочность рамы и изобретать новую, «парашютную» систему подвески газовых баллонов.
В качестве двигателей был выбран специально разработанный мазутный Beardmore Tornado. После катастрофы R.38 бензин посчитали слишком взрывоопасным для полетов в жаркой Индии, и мазутный кудахтер назначили более надежным просто потому что он был на мазуте. И наплевать, что этот 8-цилиндровый монстр изначально был двумя 4-цилиндровыми железнодорожными моторами, соединенных воедино. Вместо расчетных 700 л.с. при 1500 кг. массы Tornado имел 650 л.с. и 2165 кг. Такое перетяжеление вынудило оставить 5 двигателей вместо 6, итого меньше 3250 л.с. суммарной мощности вместо необходимых 4200… В теории. На практике же из-за вибрации валов и хуевого картера мощность ограничивали до 585 л.с. А еще мазута не запускалась сама по себе, и на каждый поставили 40-сильные бензиновые моторчики «Рикардо» в качестве стартера.
Не менее важной частью дирижабля является обшивка, и тут инженеры тоже пошли на «новаторство». Обычно обшивка из льна сначала натягивалась на конструкцию, а затем покрывалась специальной смазкой, но проделывать эту операцию с таким гигантом желающих не нашлось. Поэтому полотно заранее обработали смазкой и только потом полезли натягивать. Как результат — еще до того, как дирижабль покинул верфь, рабочими фиксировались трещины…
Другими новаторствами стали система перекачки балласта между резервуарами для упрощения дифферентовки, система вентиляции внутренней части обшивки, предназначенная для выравнивания давления, сервоприводы на рулях и система клапанов аварийного сброса газа.
А вот с комфортом для пассажиров и экипажа проблем у воздушного лайнера не было. На двух палубах разместились каюты с обогревом, столовая на 60 человек, прогулочные палубы с окнами, курилка, облицованная асбестом…
Идеальные места для борьбы за массовое совершенство, не находите? Вместо дверей — занавески, вместо стекла — ацетилцеллюлоза, стены из льна и еловых панелей в 2 мм, столовые приборы из алюминия, плетеная (как корзины в деревне) мебель... Подробнее о массе ниже, а пока что подведем итог — итоговый объем R101 составил 156 000 м³, сделав его крупнейшим дирижаблем в мире на момент первого полета. А теперь перейдем к систершипу.
R100
Конструктивно R100 во многом консервативнее R101, в первую очередь из-за ограниченного финансирования. Фирма Vickers имела фиксированный бюджет, и потому ей пришлось ухищряться. Больше того — для постройки им выделили полуразвалившийся завод где-то в английском Зажопинске. Там, где R101 тормозили эксперименты и расчеты, R100 тормозила нехватка производственных мощностей. Тем не менее, R100 отстал от R101 всего на два месяца.
Каркас «сотки» выполнили из алюминия, а не из стали. После зимы на заводе с дырявой крышей алюминий начал ржаветь, и пришлось покрывать всю конструкцию лаком, но это стоило существенного выигрыша по массе. В отличии от R101, R100 имел центральную продольной балку, связанную с поперечными шпангоутами проволокой. Требования по прочности сподвигли Уоллеса создать геодезическую конструкцию, при которой нагрузки несли элементы, расположенные по геодезическим (кратчайшим, соединяющим две точки на поверхности округлого тела) линиям. Этот эксперимент оказался успешным — требуемая прочность была достигнута без серьезного перегруза. Позднее эта же конструкция была применена им на бомбардировщике "Веллингтон" и других всратых самолетах.
Чиновничья паранойя прошла мимо Уоллеса — R100 был оснащен шестью бензиновыми моторами Rolls-Royce Condor, не имевших проблем мазутного собрата c массой и мощностью. Этот кудахтер выпускался с 1918 года и потому давно был проверен и отработан. Он выдавал только 500 л.с. мощности, но и имел массу в 682 кг.
Единственный весомый недостаток R100 касался обшивки. Меньшее число продольных балок (что заметно на фотографиях) привело к увеличению площади «неподдерживаемой» ткани и большем ее натяжении. Однако, судя по всему, обработку полотна провели «по-старинке», и потому больших проблем с ним не возникло.
В вопросе комфорта R100 мало чем отличался от R101, разве что палуб на нем было 3, а не 2. Нижняя отводилась экипажу, две верхних отводились на каюты, столовую и т.д.
Итоговый объем R100 составлял 146 000 м³, а полезная нагрузка не превышала 33.5 тонны вместо заданных 45, что для авиации тех лет все еще было огромным значением. В общем, фирма Vickers весьма успешно справилась с поставленной задачей, а для сравнения ее изделия с государственным R101 были нужны
Испытания
R101 начали надувать 11 июля 1929 года и закончили к 21 сентября, взлет же состоялся 14 октября. Уже этот этап испытаний мог весьма лаконично охарактеризовать результаты многолетнего труда: «Мы обосрались».
Подъемная сила оказалось меньше расчетной, а масса — больше. Слишком тяжелым оказался хвост, сильно перевешивавший цеппелин. Когда испытания прервались из-за плохой погоды, проявился недостаток "парашютной системы" - газовые баллоны внутри под воздействием ветра мотало с амплитудной более 10 сантиметров, натирая их о железные балки и постепенно увеличивая количество разрывов в них. Стали проявляться проблемы с обшивкой(особенно в местах скопления воды), трещины и разрывы которой пытались заклеить синей изолентой залатать армирующей лентой, и двигателями, которые просто постоянно ломались. Даже для показательного полета с 40 пассажирами топливо и балласт были загружены лишь частично… Да, показательные полеты до завершения испытаний. Министерство делало хорошее лицо, раскручивало рекламную компанию и торопило инженеров.
Летом 1930 проверки показали, что обшивка вместо требуемой нагрузки 10 кН/м может выдерживать только 1,24 кН/м. Это при том, что обычный полет на крейсерской скорости предполагал нагрузку 2,09 кН/м. Инженеры потребовали полной замены обшивки, но министр авиации Томсон согласился на нее только после запланированных показательных полетов. За день до них на обшивке появился разрыв длинной 43 метра… Который заклеили все той же армированной лентой. Но вскоре за решение проблем все-таки взялись.
Дирижабль был поперечно разделен на две половины и в середину была вставлена еще одна секция с газом. Были сняты несколько деталей каркаса и сервоприводы(оказавшиеся абсолютно бесполезными), уменьшено число резервуаров с балластом. Уменьшили число пассажирских кают, дыры в газовых баллонах забивали набивкой, крепившийся к каркасу (и скапливающей влагу, что способствовало коррозии, но на это закрыли глаза). Возникло опасение, что клапаны аварийного сброса газа могут открыться произвольно из-за перепада давления, но министерская инспекция(возглавляемая не имеющим отношения к авиации подполковником) решила, что с ними все в порядке. Обшивку частично заменили, но из-за спешки пострадало качество обработки льна…
Да, эти мероприятия уменьшали надёжность (и превращали в туалетную бумагу все старые расчеты), но давайте вспомним, что ответственность за этот дирижабль(и огромные потраченные деньги) нес непосредственно министр авиации Томсон. Отчет об успехе, хороший имидж, и сохранение своего кресла для него уже тогда стали приоритетом номер 1.
На этом фоне испытания R100 прошли намного успешнее. Возникло несколько небольших поломок, которые быстро устранили. Самой главой проблемой стали сильные колебания «неподдерживаемой» обшивки на скоростях около 131 км/ч, которая, впрочем, была намного выше крейсерской.
В июне министерстве заявило, что оба дирижабля не смогут выйти на коммерческие линии раньше 1931 года. Но уже 29 июля R100 вылетел из Англии и уже через 78 часов был в Монреале (Канада), где его посетило больше 100 000 человек. Затем он посетил Оттаву, Торонто, показал пассажирам Ниагарский водопад и вернулся в Англию. Это был успех, но у Томсона от него лишь убавилось адекватности. Нужно было любой ценой как можно быстрее показать, что его R101 тоже готов и он ничем не хуже.
2 октября R101, так и не прошедший полный цикл испытаний, получил сертификат летной годности по сути приказом министра. 4 октября он, не смотря на плохую погоду, отправился в свой первый дальний полет — в Индию.
Катастрофа
Состав пассажиров впечатлял — тут был и сам министр Томсон, и ряд других высокопоставленных чиновников и инженеров, курировавших работы над R101, а так же Улов Налимов, Распил Откатов, Камаз Отходов.
Шел мелкий дождь, обшивка впитывала в себя влагу, увеличив вес воздушного судна на 3 тонны. Это при том, что масса сброшенного для взлета балласта составляла 4,5. Погода ухудшалась. Дирижабль шел на высоте около 300 метров Вскоре после 2:00, находясь в 80 км от Парижа, корабль внезапно накренился на 30 градусов, "завалился" на нос и начал быстро снижаться. Команда смогла выровнять дирижабль рулями и попыталась сбросить аварийный балласт носовой части, но почти сразу дирижабль вновь опустил нос и впечатался в землю. Тут же возник сильнейший пожар, уничтоживший его меньше, чем за минуту. Из 54 человек на борту погибло 48, в том числе все высокопоставленные пассажиры.
Официально точная причина катастрофы R101 озвучена не была (да и не могла, ибо от дирижабля остался только поврежденный огнем и ударом каркас), но если внимательно посмотреть на описанные выше особенности конструкции, то причина становится вполне очевидной. Так и не решенные проблемы с обшивкой и газовыми баллонами во время шторма вполне могли встретить турбулентность, а дальше корабль был обречен.
После этой трагедии в Британии полностью прекратилась эксплуатация дирижаблей. Даже R100 был отправлен на слом — его металлический каркас был расплющен и продан за 600 фунтов - при стоимости постройки в полмиллиона. Печальный, но закономерный итог гигантомании.
Написано для Всратых авиаконструкторов
Автор статьи: Надоедливая Собака