Армада графа Цеппелина: Дирижабли

Жесткие дирижабли были не только транспортниками и морскими разведчиками, но и первыми авианосцами

От начала истории летательных аппаратов легче воздуха — аэростатов и дирижаблей — до ее, казалось бы, полного завершения прошло всего чуть более 150 лет. В 1783 году братья Монгольфье подняли в воздух свободный аэростат, а в 1937-м на причальной мачте в Лейкхерсте (США) сгорел построенный в Германии дирижабль LZ-129 Gindenburg, на борту которого находилось 97 человек. Тридцать пять из них погибли, а катастрофа так потрясла мировую общественность, что склонила великие державы к прекращению строительства крупных дирижаблей. Так миновала целая эпоха в воздухоплавании, последние 40 лет которой пришлись на развитие жестких дирижаблей, называемых цеппелинами (по имени одного из главных разработчиков — немецкого генерала графа Фердинанда фон Цеппелина).

От позвоночника к панцирю

Если животный мир развивался от внешнего скелета (как у пауков и ракообразных) к внутреннему, то эволюция летающих аппаратов легче воздуха шла обратным путем.

Воздушный шар братьев Монгольфье был не управляем. А ведь, создавая летательные аппараты, изобретатели хотели как раз передвигаться в выбранном направлении.

И через год военный инженер и ученый, известный математик и изобретатель Жак Менье представил в Парижскую академию свой проект, который назвал словом «управляемый» — «дирижабль».

Он предложил делать аппарат не шарообразным, а вытянутым, как веретено. А для сохранения в полете формы и упругости вставить во внешнюю оболочку что-то вроде прорезиненного мешка (баллонет). Поскольку водород просачивался через оболочку дирижабля, накачанный в баллонет воздух должен был восполнять утечку и, кроме того, регулировать высоту полета.

Впоследствии такой и была конструкция дирижаблей, но тогда не был еще создан достаточно легкий и мощный двигатель, а существовавшие паровые машины Джеймса Уатта были слишком тяжелы.

Лишь в 1852 году французский конструктор Анри Жиффар создал первый управляемый аэростат с паровой машиной. При этом он присоединил баллон аппарата к прочному продольному стержню, что придало конструкции дополнительную жесткость. Ведь иначе его удлиненная оболочка могла изгибаться и даже складываться пополам, а это делало полет невозможным.

Особая тема — материал для оболочек. Поскольку долгое время для наполнения летательных аппаратов использовался водород, оболочка должна была быть не только прочной, легкой и стойкой к солнечным лучам, но и газонепроницаемой. При этом улучшение одних качеств могло вести к ухудшению других. К примеру, чем лучше была газонепроницаемость, тем тяжелее ткань. Тем не менее эти ткани пропускали за сутки до десяти литров газа на квадратный метр и быстро старели. К концу 20-х годов известная американская фирма Goodyear создала легкую аэростатную ткань с покрытием из желатина, а немцы начали разработку полимерных пленок.

Тем временем инженеры пытались решить проблему жесткости дирижаблей. Следующим шагом стала разработка итальянского конструктора и полярного исследователя Умберто Нобиле (с 1938-го по 1946 год — начальник советского КБ «Дирижаблестрой», руководитель создания самого большого советского дирижабля «СССР-В6 Осоавиахим»). Он разместил жесткую ферму внутри аппарата. «Позвоночник» хоть и улучшил характеристики дирижаблей, но не решил проблем настоящей жесткости конструкции. Нужен был «панцирь».

Спятивший аристократ или национальный герой

Мысль сделать корпус металлическим пришла австрийскому конструктору Давиду Шварцу после того, как традиционно наполненный водородом и оборудованный бензиновым двигателем аэростат его предшественника Германа Вельферта взорвался в воздухе. В том же 1897 году в Берлине взлетел управляемый аэростат Шварца, корпус которого был уже выполнен из клепаного алюминия, однако неполадки двигателя заставили совершить аварийную посадку, во время которой аппарат пришел в негодность и более не восстанавливался.

Ознакомившись с работами Шварца, отставной генерал граф фон Цеппелин увидел их перспективность, но также понял, что применявшаяся ранее тонкостенная жесткая оболочка не панацея: действующие в полете изгибающие нагрузки неизбежно создавали бы усилия, вызывающие образование складок и разрушающие самый прочный материал.

Он придумал каркас из легких коробчатых ферм, склепанных из алюминиевых полос с проштампованными в них отверстиями.

Каркас выполнялся из кольцеобразных ферменных шпангоутов, соединенных между собой такими же стрингерами. Между каждой парой шпангоутов размещалась камера с водородом (всего 1217 штук), так что при повреждении двух-трех внутренних баллонов остальные поддерживали бы летучесть, и аппарат бы не пострадал.

Проведя вместе со своим помощником инженером Теодором Кобером прочностные расчеты и испытания элементов конструкции, Цеппелин убедился, что задача выполнима. Однако с подачи местных ученых, не веривших в идеи графа, газеты прозвали его поначалу «спятившим аристократом».

Тем не менее, через два года после аварии аэростата Шварца Цеппелин, вложив все свои сбережения, начал строить аппарат, названный без ложной скромности Luftschiffbau Zeppelin («Воздушный корабль Цеппелина» — LZ-1). И летом 1900 года сигарообразный восьмитонный гигант длиной 128 м, диаметром 12 м, объемом 11,3 тыс. м3, совершив 18-минутный успешный полет, превратил слывшего едва ли не городским сумасшедшим генерала фон Цеппелина в национального героя.

Чудо-оружие

Страна, недавно проигравшая войну с Францией, восприняла идею генерала о чудо-оружии на ура. Поклонники цеппелинов собрали больше шести миллионов рейхсмарок, ставших уставным капиталом акционерного общества Luftschiffbau Zeppelin GmbH. И к Первой мировой войне Цеппелин построил несколько машин длиной 148 м, развивавших скорость до 80 км/ч, которые с началом боевых действий тут же отправились бомбить Англию, считавшую себя неприступной под защитой Ла-Манша. Эти парившие на огромной для того времени высоте воздушные левиафаны не боялись тогдашних самолетов и артиллерии, а идеальная пригодность для воздушной разведки искупала недостатки в точности бомбометания.