Циолковский. Жизнь и технические идеи
Шрифт:
Отметим основные условия, которым должен удовлетворять дирижабль, чтобы быть подлинно управляемым.
Первое требование относится к его двигателю: он должен обеспечить воздушному кораблю возможность перемещаться в любом направлении против ветра. Для этого сообщаемая двигателем скорость должна быть не меньше скорости наиболее сильного ветра, т. е. во всяком случае достигать 25 метров в секунду. Само собою разумеется, что при значительной мощности двигатель должен быть по возможности легковесным.
Второе требование относится к форме дирижабля. Оболочка ею должна быть не шарообразная, как у аэростатов неуправляемых, а вытянутая, рыбообразная, потому что только при такой форме достигается надлежащее уменьшение воздушного сопротивления. Рыбообразная форма оболочки дирижабля
Из истории первых цеппелинов
Наиболее совершенные воздушные корабли нашего времени — так называемые «цеппелины». Самый крупный и быстроходный из них — недавно (1936) сооруженный и испытанный в полете германский дирижабль «Гинденбург», величайшее воздушное судно во всем мире. Почти в четверть километра длиною и свыше 40 метров в поперечнике, оно обладает объемом без малого в 200 000 м3. Кому пришлось видеть цеппелины, пролетавшие через территорию нашего Союза (например LZ-127), тот, глядя на металлический блеск оболочки реющего в воздухе гиганта, легко мог заключить, что оболочка корабля целиком алюминиевая. Это впечатление обманчиво; из алюминиевого сплава, дюралюминия, делается в цеппелинах только остов; оболочка же, обтягивающая каркас, изготовлена из хлопчатобумажной ткани, покрытой алюминиевой краской, чтобы оградить ткань от порчи на воздухе и предохранить газ внутри оболочки от нежелательного нагревания солнечными лучами (металлическая окраска хорошо отражает лучи солнца).
Корабль-исполин «Гинденбург» превосходно служит своей цели. В двое суток он доставил 50 пассажиров и 25 тонн груза из Германии в Южную Америку, причем пассажиры во время перелета обставлены были таким комфортом, какой имеется лишь в лучших гостиницах. Цеппелины не раз уже выполняли ответственные задачи и блестяще доказали отличные качества этого транспортного средства. Между тем, когда идея подобного воздушного корабля была высказана впервые, она встречена была насмешками, как вздорная фантазия. Поучительная история первых цеппелинов поможет нам правильнее оценить заслуги Циолковского в изобретении дирижабля.
Изобретатель цеппелинов, германский генерал-лейтенант, граф Фердинанд Цеппелин, поставил целью своей жизни сооружение мощного воздушного крейсера, пригодного для глубокой разведки и могущего нести большие запасы бомб для поражения неприятельской территории. В 1900 г. первый «цеппелин», в 128 метров длиною, сооруженный на средства специального акционерного общества и при поддержке вюртембергского короля, готов. Летая над Боденским озером, на берегу которого он был построен, дирижабль показывает удовлетворительные летные качества, но при спуске на воду терпит аварию. Это расхолаживает акционеров, и компания распадается. В довершение неудач буря сносит и разрушает плавучий элинг дирижабля.
Тогда организуется добровольный сбор денег (в котором щедро участвует и вюртембергский король), и через несколько лет граф Цеппелин сооружает уже свой второй дирижабль. Торжество длится недолго: «Цеппелин № 2» погибает в борьбе с бурей.
Спустя год готов «Цеппелин № 3» с более мощными моторами. Этому кораблю суждено было преодолеть недоверие. Государство приходит Цеппелину на помощь: приобретает его новый дирижабль за 2 1/2 миллиона марок и отпускает изобретателю средства на дальнейшую работу.
Цельнометаллический дирижабль
Циолковский опередил графа Цеппелина не только во времени, опубликовав свой проект раньше, чем был составлен, проект первого цеппелина; он опередил немецкого изобретателя и по существу — по качеству предлагаемого
1. Он обладает оболочкой, сделанной целиком из металла.
2. Оболочка эта может менять свой объем, не утрачивая при этом «обтекаемой» формы.
3. Дирижабль имеет температурное управление.
Разъясним смысл и значение этих трех особенностей.
Цеппелин, как уже сказано, не имеет металлической оболочки; он состоит лишь из металлического каркаса, обтянутого материей. Ему придается «обтекаемая» форма, т. е. такая, при которой он легко перемещается в воздухе, встречая с его стороны сравнительно небольшое сопротивление. «Однако, — замечает Циолковский, — форма эта сохраняется очень сложным, дорого стоящим металлическим каркасом. Достаточно взглянуть на иллюстрацию цеппелиновских верфей с строящимся там каркасом, чтобы ужаснуться сложности и дороговизне сооружения. Каркас разделен проволочными сетками на 15–20 отделений („Гинденбург“ — на 17 отсеков), содержащих обыкновенные шары [11] с гелием (или водородом). Кроме того, там же помещаются мешки с горючим газом для двигателей. И еще остается обширное пространство, занятое воздухом. Весь каркас обтянут одним или двумя слоями брезента». В таких дирижаблях — их называют «жесткими» — подъемный газ не наполняет наружную оболочку непосредственно, а заключен в особые газовые камеры, в «баллоны», из органического материала, находящиеся внутри каркаса. Объем и форма наружной оболочки остаются неизменными благодаря наличию прочного каркаса.
11
Матерчатые баллоны.
Совершенно иначе будет устроен воздушный корабль Циолковского. Прежде всего — это дирижабль цельнометаллический [12] , т. е. имеющий оболочку, целиком сделанную из металла. Каркаса нет; жесткость конструкций обусловлена не внутренними опорами, а давлением газа, наполняющего оболочку. При всем этом объем оболочки корабля Циолковского — и в этом главная особенность проекта — легко изменяется, вследствие чего величину подъемной силы дирижабля возможно поддерживать неизменной.
12
В самые последние годы в США было построено два дирижабля также с металлической оболочкой (Эпсона и Слейта). Но они не могут считаться цельнометаллическими, так как внутри их корпуса имеются матерчатые баллонеты. От дирижабля Циолковского они отличаются еще тем, что металлическая их оболочка укреплена на каркасе из ряда кольцевых шпангоутов (а у Эпсона также из продольных стрингеров).
Чтобы представить себе наглядно форму оболочки корабля Циолковского и понять, как может металлический мешок изменять свою вместимость, вообразите плоский, очень длинный чемодан, суживающийся к концам. Стенки чемодана сделаны из листов волнистого металла. Боковины соединены с основаниями шарнирами. Благодаря этим особенностям, подобный металлический мешок может плавно изменять объем и форму в зависимости от превышения давления наполняющего его газа над давлением воздуха снаружи. Когда это превышение понижается, боковые стенки сближаются; когда оно повышается — бока раздаются, объем увеличивается. «Изменение его формы и объема не сопровождается при этом, — говорит Циолковский, — образованием складок, неправильностей и увеличением сопротивления воздуха при поступательном движении воздушного корабля».