Дирижабли на войне

Граф Фердинанд фон Цеппелин

В последний год XIX столетия мир облетело известие о новых успехах воздухоплавания — на этот раз в Германии. 2 июля 1900 года над Боденским озером под треск маломощных моторов неторопливо проплыл гигантский «баллон» конструкции графа Фердинанда фон Цеппелина.

Он родился 8 июля 1838 года в богатой дворянской семье. Уже в 16 лет фон Цеппелин был определен на военную службу. Три качества отличали его: талант организатора, умение работать с людьми и одержимость. Находясь в Соединенных Штатах в качестве военного наблюдателя во время гражданской войны Севера и Юга, граф впервые поднялся в небо на воздушном шаре, и это событие решающим образом повлияло на его судьбу. Будучи кавалерийским офицером во франко-прусской войне 1870–1871 годов, Цеппелин прославился как отважный разведчик. 32-летний майор уже тогда сумел оценить роль воздухоплавания для военных целей, видя, как из осажденного города поднимались воздушные шары с людьми и почтой на борту.

В 1874 году он прочитал напечатанный в Берлине доклад основателя Всемирного почтового союза Генриха фон Штефана о развитии почты, где в качестве одного из транспортных средств доставки упоминались и управляемые воздушные шары. Идея о практическом применении воздухоплавания, так отчетливо звучавшая в докладе, воспоминания о полетах в Америке и увиденное в осажденном Париже заронили в романтическую душу графа всепоглощающую мысль — посвятить свою жизнь этому делу. Годы размышлений вылились в меморандум, который в 1887 году фон Цеппелин отправил королю Вюртембергскому. В этом документе граф изложил конкретные предложения по созданию и производству гигантских воздушных кораблей, которые вознесут на безграничную высоту военную мощь Германии. Их с успехом можно будет использовать для гражданских целей, открыв регулярные воздушные сообщения между столицами государств, они будут способны достичь Северного полюса и способствовать освоению Африки. Меморандум получил известность и был подвергнут безжалостной критике со стороны научных и военных кругов.

В ноябре 1890 года в звании генерал-майора Цеппелин без сожаления расстался с военной службой, несмотря на прекрасную карьеру, и все свои силы отдал новому увлечению — дирижаблям. Будущее воздухоплавания он видел не в мягких управляемых аэростатах, а в серийном производстве колоссальных воздушных кораблей с металлическим каркасом, способных переносить на тысячи километров целые вагоны грузов и сотни пассажиров. Понимая, что он дилетант в вопросах конкретного конструирования и производства управляемых аэростатов, Цеппелин сосредоточился на организационных проблемах. Пригласив в компанию молодого талантливого инженера Кобера для решения технических вопросов, он на собственные деньги начал проводить исследования. Его первый проект, запатентованный в 1895 году, представлял своеобразный воздушный поезд, состоящий из обыкновенных сферических аэростатов, соединенных друг с другом наподобие отдельных вагонов. Эти идеи подверглись шквалу насмешек, карикатур и фельетонов в прессе после того, как в 1894 году ученая комиссия под предводительством профессора Мюллера-Бреслау вдребезги разнесла представленные Цеппелином расчеты дирижабля составной конструкции и не рекомендовала его для военного применения из-за «колоссальных размеров».

3 ноября 1897 года в Берлине-Темпельхоф в воздух был поднят первый дирижабль жесткой конструкции с алюминиевым каркасом, создателем которого являлся венгр Давид Шварц, умерший в феврале этого же года. Подъемная сила дирижабля была настолько мала, что подняться на нем мог только один человек. В гондоле находился механик Платц. На высоте 25 м был запущен двигатель. Ветер в момент старта имел скорость, не превышавшую 7 м/с, но дирижабль не мог противостоять и ему. К тому же вскоре соскочил со шкива один из передаточных ремней, посредством которых приводились в движение винты. Те остановились, и ветер беспрепятственно погнал дирижабль. Платц решил спуститься, для чего открыл газовый клапан. Однако вследствие неопытности аэронавта и недостатков конструкции клапана из оболочки было выпущено слишком много газа. Непрерывная потеря газа в полете происходила также из-за низкой герметичности швов оболочки. Все это обусловило большую скорость снижения дирижабля. При ударе о землю металлическая оболочка полностью разрушилась, но Платц, к счастью, остался жив. Хотя первый полет аппарата и закончился катастрофой, граф Цеппелин сумел оценить передовые идеи, заложенные в конструкции воздушного корабля и близкие его собственным представлениям. Поэтому он выкупил у вдовы Шварца все лицензии на этот дирижабль. Постепенно конструкция собственного дирижабля становилась все более и более отчетливой, и вскоре Цеппелин пришел к обоснованию своей знаменитой жесткой схемы — газовые баллоны (помните — цепочка аэростатов) помещены в металлически каркас, выполненный из шпангоутов и стрингеров и обтянутый матерчатой оболочкой. Благополучно решилась проблема использования в несущей конструкции алюминия, цена на который к концу столетия упала до 2 марок за килограмм. В это же время прошел испытания удачный бензиновый двигатель Даймлера. Последним штрихом, который завершил конструктивный образ будущего воздушного корабля, стал принцип разделения общего газовместилища на несколько отдельных баллонов, который был предложен еще Августом Вильгельмом Захариае в 1807 году.

Благодаря упорству и настойчивости графа, а также при содействии Союза немецких инженеров, в апреле 1898 года в городе Фридрихсхафене была основана компания для постройки и эксплуатации воздушных кораблей — «Акционерное общество развития управляемого воздухоплавания» с капиталом в 1 000 000 марок. Эллинг (помещение для стоянки и хранения дирижаблей) был построен на берегу Боденского озера в провинции Вюттемберг. Он имел длину 142 м, ширину 23 м, высоту 21 м и поддерживался на воде 80 понтонами. Здесь и был создан не имевший аналогов в мировом дирижаблестроении воздушный корабль, получивший название LZ-1.

Его каркас, длиной 128 и диаметром 11,7 м, площадь миделя 106 кв. м, собирался из алюминиевых профилей. Средняя часть корпуса, протяженностью 96 м, имела цилиндрическую форму; носовая и кормовая части каркаса, по 16 м каждая, были совершенно одинаковы, так что по внешнему очертанию форма корпуса была сигарообразной. Диаметр корпуса ограничивался высотой плавучего эллинга, поэтому его удлинение являлось большим — более 10:1. Устройство каркаса и газовместилища напоминало конструкцию, предложенную Списом. Кольцеобразные поперечные силовые элементы (шпангоуты) соединялись продольными балками (стрингерами), идущими от носа до кормы. Шпангоуты, расчаленные внутри посредством тросов, образовывали поперечные перегородки, делящие всю внутреннюю полость каркаса на 17 отсеков, из них 15 длиной по 8 м и 2 отсека длиной по 4 м с баллонами, наполненными 11 300 куб. м водорода. Корпус представлял собою длинный 24-гранный цилиндр с эллипсовидными окончаниями, обтянутый хлопчатобумажной тканью, покрытой лаком. Шарообразные баллоны были изготовлены из однослойной хлопчатобумажной прорезиненной ткани, пропитанной для уменьшения газопроницаемости лаком. Каждый из газовых баллонов имел свой предохранительный клапан диаметром в 660 мм и весом 1,4 кг, а сверх этого имелось еще пять клапанов для маневрирования — при спуске газ выпускался. Все клапаны спроектировал сам Цеппелин. Управление маневровыми клапанами осуществлялось из гондолы посредством тросов, проходивших по проложенным внутри корпуса алюминиевым трубам, и системы роликов. Диаметр клапанов для маневрирования — 400 мм, клапаны могли выпускать 4–5 куб. м газа в секунду.

Каркас был покрыт целой сетью расчалок, идущих в диагональных направлениях между стрингерами и шпангоутами, и снаружи был обтянут хлопчатобумажной прорезиненной тканью весом 106 г/кв. м. Ткань покрывалась снаружи лаком «баллолином», служащим для предохранения оболочки от атмосферного воздействия.

Это сооружение величиною с крейсер должно было двигаться в воздухе с помощью всего лишь двух моторов «Даймлер», мощностью в 14,7 л. с. с водяным охлаждением и весом 420 кг. Вода для охлаждения проходила через большие холодильные трубы, откуда с помощью насосов возвращалась обратно в двигатели. Последние устанавливались в небольших открытых гондолах, подвешенных под носовой и кормовой частями корпуса. Каждый из них вращал по 2 алюминиевых воздушных винта, укрепленных на металлических рамах по бортам дирижабля несколько ниже продольной оси. Передние винты были четырехлопастными и имели диаметр 1,15 м, диаметр задних, трехлопастных составлял 1,25 м. Передача от моторов к винтам — посредством зубчатых колес. Две пары рулей направления были установлены в носу и корме корабля. При помощи рычага, помещенного с правого борта внутри передней гондолы, рули одновременно могли приводиться в действие, поворачиваясь вправо при движении рычага вперед и влево при движении назад. В кормовой части также находился руль высоты площадью 9 кв. м.

Снизу под корпусом на расстоянии 5 м от него и 32 м от каждого из его концов размещались 2 алюминиевые гондолы длиной 7 м, шириной 1,8 м и высотой 1 м. Вес пустых гондол — 220 кг. Они соединялись мостиком длиной 50 м, шириной — 80 см, жестко укрепленным под каркасом посредством четырех штанг и четырех подкосов. После первого же полета LZ-1 этот мостик был снят и вместо него поставлена алюминиевая решетка — платформа, более устойчиво соединявшая между собой гондолы. Под ним на тросах подвешивался подвижный свинцовый сигарообразный балласт массой 100 кг, который служил для изменения дифферента воздушного корабля. Груз мог передвигаться на 7 м в каждую сторону, считая от вертикальной оси, проходящей через центр среднего (9-го) отсека. Цеппелин полагал, что наклоняя или поднимая на ходу нос корабля, т. е. изменяя дифферент, ему удастся набирать высоту либо снижаться без сбрасывания балласта или выпуска в атмосферу части водорода. Последующие испытания не подтвердили этих предположений, и в дальнейшем подвижный балласт не применялся. Управление дирижаблем осуществлялось из передней гондолы. Для безопасности посадку было решено производить на воду, потому что боялись повредить жесткий корпус при грубом приземлении. Аэростат перед спуском, вследствие перемещения подвижного груза, приводился в наклонное положение, через клапаны выпускалась часть газа, затем выбрасывались якоря; при помощи канатов (имелось по 14 канатов с каждой стороны оболочки) дирижабль втягивался на понтонный плот и вводился в эллинг.

Имя графа Цеппелина так прочно закрепилось за созданным им типом дирижабля жесткой конструкции, что вскоре цеппелинами стали называть все воздушные корабли с твердым каркасом, в том числе и построенные за пределами Германии.

Первый полет на дирижабле собственной конструкции Цеппелин совершил в возрасте 62 лет. Тысячи зрителей, молча ожидавшие на берегах озера появления летающей машины «сумасшедшего» графа, были поражены, увидев напоминающий гигантскую колбасу летательный аппарат, который вытягивал из эллинга небольшой пароход. Когда дирижабль «выплыл» на середину озера, канаты убрали и пассажиры заняли свои места. В носовой гондоле сидел сам Цеппелин с пилотом Бассусом и инженером Дюрром, в хвостовой — механик Гросс и писатель Вольф. К сожалению, неприятности начались еще при взлете. Даже при небольших углах отклонения рулей и как результат возникающих при этом в стрингерах каркаса продольных сжимающих усилий, были обнаружены значительные прогибы ферм (до 250 мм). Это объяснялось тем, что плоские фермы каркаса, вследствие своей незначительной ширины, не оказывали достаточного сопротивления возникающим нагрузкам. Соединительный мостик из-за недостатка прочности прогнулся, сдвинув с места гондолы и рамы с пропеллерами. Смещение направления потоков воздуха от винтов привело к тому, что скорость цеппелина составила всего 15 км/ч. Дирижабль находился в воздухе 20 минут. Неполадки в управлении рулями и низкая скорость повлекли за собою еще ряд легких повреждений при посадке. Несколько месяцев LZ-1 был в ремонте, по окончании которого 17 октября 1900 года совершил второй полет. 21 октября дирижабль наконец показал свои возможности, достигнув высоты 400 м и скорости 28,1 км/ч. Общая продолжительность трех полетов составила 2 часа и 1 минуту.