Петр Ионов - Дирижабли и их военное применение

Устройство американского цельнометаллического дирижабля ZMC-2 . Проект этого дирижабля принадлежит инж. Р. Эпсону. Объем дирижабля — всего 5600 куб. м. Каркас сделан из дюраля и состоит из 5 главных и 12 промежуточных трехгранных поперечных шпангоутов и 24 продольных стрингеров корытообразного сечения. Цельнометаллическая оболочка сделана из полос шириной от 15 до 45 см, толщиной в 1/4 мм, соединенных тройными заклепочными швами, промазанными изнутри особой смоляной мастикой.

Рис. 13. Американский цельнометаллический дирижабль ZMC-2 при выводе из элинга.

Рис. 14. Американский цельнометаллический дирижабль ZMC-2 при посадке

Подъемный газ (гелий) помещается непосредственно в металлической оболочке, внутри которой имеются 2 воздушных баллонета: один в передней, другой — в кормовой части. При наполнении воздухом баллонеты занимают около 25 % всего объема дирижабля. Назначение баллонетов — регулировать давление подъемного газа в оболочке. В дирижабле ZMC-2 все нагрузки, которые дирижабль испытывает, воспринимаются не только каркасом, но и оболочкой. Таким образом за счет работы по сохранению формы дирижабля, которую несет металлическая оболочка дирижабля, удалось уменьшить прочность каркаса, а тем самым и его вес. Исходя из опыта работы со своими цельнометаллическими дирижаблями, американцы считают, что металлическая оболочка значительно более газонепроницаема, чем специальные, обычно употребляемые сорта материи бодрюша (обработанная брюшина телят). Моторная установка ZMC-2 состоит из двух двигателей Райт-Уирлуинд по 220 л. с. воздушного охлаждения, помещающихся по обе стороны гондолы. Стоимость дирижабля — 600000 руб. Общий вид дирижабля — на рис. 13, 14, и 15.

Рис. 15. Кабина и моторные установки дирижабля ZMC-2.

Устройство английского дирижабля R-101 . Английский дирижабль R-101, которого постигла недавно страшная катастрофа во Франции у города Бове и при перелете из Англии в Индию, был по своему конструктивному оформлению единственным в мире. Вместо дюралюминия материалом для его каркаса была применена высокосортная сталь; таким образом это был первый и единственный в мире стальной воздушный гигант (рис. 16). R-101 вместе с R-100 был начат постройкой в 1925 г. Оба дирижабля предназначались для транспортной службы между Англией и Канадой и Англией и Индией. Одновременно с их постройкой англичанами проводилась большая работа по наземному оборудованию этих линий: строились причальные мачты, элинги, заводы, изготовляющие водород. R-101 строился на правительственной верфи; R-100 строила частная фирма «Виккерс». 17 сентября 1929 г. R-101 сделал свой пробный 5-часовой полет. Данные, полученные англичанами при первых испытаниях дирижаблей R-101, оказались малоудовлетворительными. Дирижабль был перетяжелен. Строя R-101, англичане переборщили с учетом причин гибели своего дирижабля R-38 и американского «Шенандоа». Желая гарантировать прочность дирижабля как в отношении статических нагрузок, так и вызываемых аэродинамическими усилиями при различных режимах полета, англичане получили чрезмерно тяжелый дирижабль со всеми вытекающими отсюда пилотажными и эксплоатационными недостатками. Это обстоятельство в конечном итоге принудило их переделать R-101. Было решено разрезать дирижабль пополам и вставить дополнительно еще один отсек. Операция эта удалась. После переделки на пробных полетах R-101 показал несколько лучшие качества.

Рис. 16. Английский дирижабль R-101.

В течение 1 1/2, лет англичане проводили исследование над деталями и моделями дирижабля. В результате этих работ при строительстве R-101 был применен ряд конструктивных особенностей.

Во-первых превышение длины над поперечным сечением было уменьшено; лабораторные исследования показали, что удобообтекаемость более толстого, не имеющего цилиндрической части дирижабля лучше, тем более что при этом легче сделать каркас более прочным.

Каркас R-101 состоял из 15 поперечных шпангоутов, 15 главных и 15 промежуточных стрингеров. Каждый шпангоут представлял собой жесткое решетчатое 15-угольное кольцо, состоявшее из двух внешних и одного внутреннего пояса, соединенных между собою поперечными связями. Каждый элемент пояса был сделан в виде жесткой трехгранной балки, склепанной из 3 стальных труб, соединенных между собою дюралюминиевыми полками с выштампованными в них для облегчения отверстиями. Элементы стрингера были сделаны из труб диаметром в 1 3/4 дюйма, свернутых из стальных полос с заделанным изнутри швом. При большой длине (до 22,5 м) такие трубы оказались более равномерными и прочными, чем цельнотянутые. Жесткость решетки увеличивалась тросовыми растяжками. Каркас R-101 не имел киля, что было возможно благодаря особой прочности и конструкции всего каркаса. Главной опорой каркаса R-101 являлись шпангоуты, продольные части каркаса являлись как бы вспомогательными в отличие от германских цеппелинов, у которых главные усилия воспринимаются стрингерами.

Следующей особенностью R-101 было крепление газовых мешков. Из полюса, располагавшегося в средней плоскости шпангоута, когда давления в 2 прилегающих мешках были одинаковы, расходились меридианально лучами в оба отсека тросы, охватывавшие мешки. В середине отсека эти тросы прикреплялись к цепям, которые в свою очередь сцеплялись системой спусков с узлами шпангоутов. Таким образом эти цепи образовали как бы края парашютного паруса. Этим путем большая часть подъемных усилий передавалась на нижнюю часть шпангоутов, остальная же часть их воспринималась поперечными кольцами из тросов, охватывавших мешки и передававших усилия на все панели шпангоутов тоже посредством спусков. Благодаря такой системе все усилия сосредоточивались в узлах, и таким образом стрингеры подвергались только продольному сжатию, а не испытывали поперечных нагрузок. Исчезла и поперечная нагрузка на панели шпангоутов.

Оболочка R-101 была сделана из льняного полотна, для водонепроницаемости покрытого алюминиевой краской. Оболочка имела очень гладкую поверхность, что способствовало уменьшению трения, и была очень легка: 1 кв. м ее весил 150 г. Газовые мешки были из бодрюша и покрывались особым составом для предохранения от действия солнца.