Дирижабли на войне

Обычно в верхней части оболочки размещалось разрывное полотнище, вклеенное в оболочку. От него через внутреннюю часть оболочки в гондолу шла «разрывная вожжа», или веревка, с помощью которой можно было разорвать оболочку, чтобы быстро выпустить из нее газ в случае аварии. Разрывных полотнищ устанавливали чаще всего 2, и они размещались по обеим сторонам оболочки, иногда одно полотнище в носовой части, другое — в кормовой.

В дирижаблях нежесткой системы, объемом свыше 5000 куб. м, внутри газового пространства, а также и внутри баллонетов устанавливали вертикальные перегородки — матерчатые диафрагмы, имеющие форму сферических сегментов и делящие дирижабль на отсеки. Эти диафрагмы служили для уменьшения эффекта «переливания» газа в оболочке и воздуха в баллонетах, что всегда происходило при дифференте (особенно быстром) продольной оси дирижабля. Кроме того, при нарушении герметичности (пробоине) одного из отсеков оболочки наличие в ней перегородок способствовало сохранению газа в остальных отсеках и тем самым увеличивало шансы на благополучное приземление. Перегородки внутри газового пространства обычно устанавливали на дирижаблях нежесткой системы среднего и большого объема. Перегородки в баллонетах ставились и на дирижаблях небольшого объема (меньше 5000 куб. м), особенно в том случае, если баллонетов было не 2, а только 1. В случае разделения газового пространства вертикальными диафрагмами на несколько отсеков, в каждом обычно помещали отдельный баллонет. Это обстоятельство значительно утяжеляло вес всей системы, усложняло управление дирижаблем и явилось одной из причин того, что дирижабли большего объема нежесткой системы не строились.

Оперение нежестких дирижаблей, как уже указывал ось, располагалось в кормовой части оболочки и состояло чаще всего из четырех неподвижных плоскостей (горизонтальных и вертикальных) и присоединенных к ним рулей высоты и направления. На некоторых дирижаблях на верхней части оболочки устанавливалась только одна вертикальная плоскость без руля. Иногда дирижабли совсем не имели верхней вертикальной плоскости. В управляемых аэростатах ранних конструкций неподвижные и подвижные части оперения часто размещались отдельно друг от друга. Оперение не всегда находилось в корме дирижабля, иногда оно устанавливалось на передней половине оболочки или же монтировалось к гондоле. Например, на дирижаблях «Клеман-Байяр» и на некоторых других употреблялось газовое оперение — матерчатые наполненные газом мешки цилиндрической формы крепились к кормовой части оболочки. Однако эффективность такого оперения была невелика.

На ранних типах нежестких дирижаблей использовали гондолы длиной почти в половину длины оболочки, и даже больше. Преимущество такого варианта (по сравнению с короткой гондолой) заключалось в том, что помещавшийся там груз, а также вес самой гондолы могли быть более равномерно распределены по длине оболочке. Основной недостаток длинных гондол — значительное аэродинамическое сопротивление и большой вес. Это заставило конструкторов стремиться к установке коротких гондол. Все гондолы более поздних нежестких дирижаблей имеют небольшую по сравнению с оболочкой длину.

Обладая простотой изготовления, хорошей весовой отдачей и удобством транспортировки, нежесткие дирижабли имеют один серьезный недостаток — они небезопасны во время полетов на скоростях свыше 100 км/ч. При этом требуется значительное сверхдавление несущего газа для поддержания формы оболочки при восприятии аэродинамических сил и моментов. Решение этой задачи сопряжено со значительным возрастанием мощности силовой установки, применением более прочной (и соответственно более тяжелой) оболочки, что приводит к ухудшению такого важного показателя, как весовая отдача дирижабля. Дирижабли, имеющие скорость менее 100 км/ч, обладают ограниченной областью применения, так как в большей степени зависит от метеоусловий.

У нежестких дирижаблей проблема подвески гондолы к оболочке удовлетворительно не разрешена ни в одной из существовавших до сих пор конструкций. Наличие горизонтальных составляющих натяжения в подвеске заставляет поддерживать в оболочке нежесткого дирижабля некоторое сверхдавление, необходимость в котором вызывается также и отсутствием достаточной жесткости носового усиления. Значительное лобовое сопротивление, вызываемое подвеской гондолы, существенно снижает скорость дирижабля.

Дирижабли полужесткой системы появились в результате стремления ввести между гондолой и оболочкой особый промежуточный конструктивный элемент — киль, который бы препятствовал деформации оболочки и вместе с тем воспринимал горизонтальные составляющие натяжения от подвески. В полужестком дирижабле киль является основным силовым элементом конструкции. Пространственная металлическая килевая ферма воспринимает изгибающие и крутящие моменты, возникающие от различного вида нагрузок, действующих на дирижабль.

Килевая ферма присоединяется к оболочке посредством внутренней подвески, которая состоит из набора продольных поясов, пришитых к оболочке, и тросов, связывающих эти пояса с узлами фермы. К килевой ферме крепится гондола управления, пассажирская гондола, двигатели. В хвостовой части на ферме и кормовом усилении смонтированы горизонтальное оперение с рулем высоты и нижний киль с рулем направления. Верхний киль присоединяется с помощью тросов непосредственно к оболочке. В килевой ферме размещаются основные системы, агрегаты и оборудование дирижабля. В ней также расположен коридор от переднего носового усиления к кормовому, обеспечивающий проход из гондолы управления ко всем жизненно важным агрегатам и системам дирижабля.

Вес одного кубического метра корпуса мягких дирижаблей составляет 0,2–0,26 кг, а полужестких — 0,35-0,48 кг. Существенный недостаток мягких и полужестких дирижаблей состоит в том, что газовая оболочка непосредственно подвергается всем механическим воздействиям и влиянию метеоусловий. Нагрев несущего газа солнечными лучами и последующее его охлаждение приводят к дополнительным деформациям оболочки, расчет которых чрезвычайно труден. Быстрая утечка находящегося под избыточным давлением несущего газа при повреждениях оболочки является серьезным препятствием для перехода к большим объемам оболочек.

Основу дирижабля жесткой конструкции представляет жесткий каркас, воспринимающий все аэростатические, аэродинамические, массовые и инерционные нагрузки. Каркас состоит из ряда шпангоутов — поперечных ферм в форме правильного многоугольника, соединенных по вершинам продольными силовыми балками — стрингерами.

Шпангоуты подразделяются на главные, которые воспринимают основную долю сосредоточенных нагрузок, и вспомогательные. Для повышения жесткости каркаса все вершины главных шпангоутов расчаливаются хордовыми и радиальными (проходящими через центр шпангоута) тросами. Диагональными тросовыми расчалками подкрепляются также клетки, образованные соседними шпангоутами и стрингерами. Каркас обтянут мягкой обшивкой. Несущий газ содержится в изолированных газовых баллонах, расположенных между главными шпангоутами. Аэростатическая подъемная сила газа передается на каркас посредством сети, охватывающей газовые баллоны. Каждый газовый баллон снабжен автоматическим предохранительным клапаном. Имеются также маневровые газовые клапаны. Для организованного отвода газа, сбрасываемого через клапаны, предусмотрены газовые шахты. Непосредственно к каркасу крепятся гондолы, двигатели, горизонтальные и вертикальные стабилизаторы с рулями высоты и направления и другие жесткие элементы. В нижней части корпуса расположен коридор, служащий для прохода из гондолы управления в служебные помещения дирижабля, а также для доступа ко всем жизненно важным агрегатам и системам дирижабля с целью их осмотра, а при необходимости и ремонта в полете.

Германия