Interested Article - Дирижабль Циолковского
- 2020-09-29
- 1
Дирижабль Циолковского — первый технически обоснованный проект большого грузового дирижабля , который был предложен в 80-х годах XIX века Константином Эдуардовичем Циолковским .
Описание
В отличие от многих своих современников (например, О. С. Костовича ), Циолковский предлагал построить огромный даже по сегодняшним меркам — объёмом до 500 000 м³ — дирижабль жёсткой конструкции с металлической обшивкой (для сравнения, самые крупные жесткие дирижабли « Гинденбург » и « » имели объем всего лишь 200 000 кубометров).
Конструкторские проработки идеи Циолковского, проведённые в 30-е годы сотрудниками « Дирижаблестроя » СССР (1932—1940, в 1956 г. предприятие возродилось под именем ДКБА), показали обоснованность предложенной концепции. Однако дирижабль построить так и не удалось: по большей части работы по крупным дирижаблям из-за многочисленных аварий были свёрнуты не только в СССР, но и во всём мире и, несмотря на многочисленные проекты возрождения концепции крупных дирижаблей, эти проекты до сих пор, как правило, не сходят с кульманов конструкторов.
Циолковский писал:
первый недостаток такого мягкого дирижабля , заключающийся в том, что в зависимости от погоды дирижабль то падает, то устремляется ввысь. .. Второй недостаток безбалонного дирижабля — постоянная опасность пожара , особенно при употреблении огневых двигателей. ..Третий недостаток мягкого дирижабля — объем и форма его постоянно изменяются, поэтому газовая оболочка образует морщины и большие складки, вследствие чего горизонтальная управляемость становится немыслимой.
(Дирижабль, и звездолёт как три ступени величайших достижений СССР )
Таким устройством воздушного корабля мы достигаем следующих выгод: 1) пожарная безопасность, 2) устранение просачивания водорода и воздуха через оболочку, 3) отвесная управляемость без потери газа и балласта, 4) широкое изменение подъемной силы, 5) значительные размеры и грузоподъемность, вследствие этого большая поступательная скорость при малой затрате энергии, 6) удобная (постройка оболочки электросваркой на горизонтальной плоскости и ненужность дорогой верфи, 7) чрезвычайная простота и быстрота этой постройки, 8) дешевый и прочный материал. При дирижабле в 300 м длины стальная оболочка имеет толщины кровельного железа. В гофрированном виде это чрезвычайно солидно, поэтому она не нуждается в особых хранилищах (ангарах). Все это в совокупности делает дирижабли такого типа самым дешевым и совершенным средством транспорта, особенно драгоценным в обширных странах с мало развитыми путями сообщения.
История
Циолковский занимался механикой управляемого полёта, в результате чего им был спроектирован управляемый аэростат (слово «дирижабль» тогда ещё не придумали). Циолковский первым предложил идею цельнометаллического дирижабля и построил его модель.
В 1885 году, имея 28 лет, я твёрдо решился отдаться воздухоплаванию и теоретически разработать металлический управляемый аэростат.
— Из автобиографии К. Э. Циолковского
Применявшиеся в то время аэростаты с оболочками из прорезиненной ткани имели существенные недостатки — ткань быстро изнашивалась, срок службы аэростатов был небольшим. Кроме того, из-за проницаемости ткани водород , которым тогда наполняли аэростаты, улетучивался, а внутрь оболочки проникал воздух. Образовывался гремучий газ (водород+воздух), достаточно было случайной искры, и происходил взрыв.
Циолковский разработал аэростат собственной конструкции, результатом чего стало объёмистое сочинение «Теория и опыт аэростата, имеющего в горизонтальном направлении удлинённую форму» ( 1885 — 1886 ) . В нём было дано научно-техническое обоснование создания совершенно новой и оригинальной конструкции дирижабля с тонкой металлической оболочкой. Циолковский привёл чертежи общих видов аэростата и некоторых важных узлов его конструкции. Основные особенности разработанного Циолковским дирижабля :
-
- Объём оболочки был переменным , что позволило сохранять постоянную подъёмную силу при различной высоте полёта и температуре атмосферного воздуха, окружающего дирижабль. Эта возможность достигалась за счёт гофрированных боковин и особой стягивающей системы.
- Циолковский ушёл от применения взрывоопасного водорода , его дирижабль наполнялся горячим воздухом. Высоту подъёма дирижабля можно было регулировать с помощью отдельно разработанной системы подогрева. Воздух нагревался путём пропускания по змеевикам отработанных газов моторов.
- Тонкая металлическая оболочка также была гофрированной, что позволяло увеличить её прочность и устойчивость . Волны гофра располагались перпендикулярно оси дирижабля .
Первым печатным трудом о дирижаблях был «Аэростат металлический управляемый» (1892), в котором дано научное и техническое обоснование конструкции дирижабля с металлической оболочкой.
Мысль о металлическом аэростате засела у меня в мозгу. Иногда она меня утомляла, и тогда я по месяцам занимался другим, но, в конце концов, я возвращался к ней опять
— Из работы Циолковского «Простое учение о воздушном корабле и его построении»
Прогрессивный для своего времени проект дирижабля Циолковского не был поддержан; автору было отказано в субсидии на постройку модели. Обращение Циолковского в Генеральный штаб русской армии также не имело успеха. Работа над дирижаблем не получила признания и у официальных представителей русской науки. На дальнейшие изыскания Циолковский не имел ни средств, ни даже моральной поддержки.
В 1931 году на комбинате « Дирижаблестрой » пытались построить дирижабль конструкции Циолковского, но это не удалось из-за низкого технологического уровня предприятия. Однако была построена и испытана модель дирижабля объёмом в 1000 кубометров. Инженеры убедились в работоспособности основных теоретических предположений Циолковского о преимуществах его цельнометаллического дирижабля.
Интересные факты
|
Этот раздел имеет чрезмерный объём или содержит маловажные подробности
неэнциклопедичного характера
.
|
- Колонны и арки станции московского метро Маяковская покрыты рифлёной нержавеющей сталью . Детали обрамления были специально изготовлены для метро на заводе « Дирижабльстрой », на оборудовании, предназначенном для создания производства каркаса цельнометаллических дирижаблей, проектирование которых инициировал К. Э. Циолковский .
- Монококовые бескаркасные дирижабли — конструкции дирижаблей с металлической обшивкой возникли в 1890-е годы с целью уменьшить сопротивление воздуха . В 1920-е годы началось применение обшивки из алюминиевых сплавов . За всю историю дирижаблестроения было построено только четыре таких дирижабля, и из них только один — экспериментальный американский ZMC-2 успешно (хотя и нечасто) летал в течение нескольких лет.
- Термоплан — в конце 1980-х — начале 90-х в России появился проект «Термоплан», отличительной особенностью которого являлось использование для создания подъёмной силы помимо гелиевой секции дирижабля и секции с воздухом, нагреваемым двигателями (идея, высказанная К. Э. Циолковским в 90-х гг. XIX века ). [ источник не указан 2263 дня ]
См. также
- Тепловой дирижабль — дирижабль с оболочкой, наполненной горячим воздухом. Не требует дорогого гелия и использует, как правило, горячий воздух. Недостатком является низкая подъёмная способность горячего воздуха, которая составляет около 30 % от гелия
Примечания
- Полностью рукопись при жизни автора не была опубликована. Различные её части в доработанном виде входили в другие публикации. Большая часть была опубликована в журнале « Воздухоплаватель » в 1905—1908 годах под названием «Аэростат и аэроплан». Ещё раньше часть рукописи вошла в книгу «Аэростат металлический управляемый» ( 1892 , вып.1; 1893 , вып.2). Часть была опубликована в статье «Самостоятельное горизонтальное движение управляемого аэростата» в журнале «Вестник опытной физики и элементарной математики» (Одесса, 1898, № 258—259). В прижизненное издание 1934 года «Избранные труды К. Э. Циолковского» (под ред. Я. А. Рапопорта) вошли главы I—XIII. Заключительные две главы (XIV—XV) Циолковским не были отданы в печать, так как нуждались в дополнительной проверке и корректуре. Полностью все 15 глав, с дополнительными чертежами, расчётами и комментариями были изданы в собрании сочинений (Москва, АН СССР, 1959 , т. III)
- Слово «дирижабль» вошло в русский язык позднее, и в своих ранних работах Циолковский традиционно называет спроектированный им летательный аппарат аэростатом, хотя по принципам устройства и управления это был именно дирижабль
- Позднейшие исследования в лаборатории Людвига Прандтля показали, что такое расположение гофров приводит к увеличению шероховатости оболочки и, как следствие, к значительному увеличению сопротивления воздуха
- Ольга Григорьева . от 30 декабря 2013 на Wayback Machine // Вести-Москва , 18.09.2008
- Дирижабль Дэвида Шварца, построенный в 1897, был первым дирижаблем, который имел металлическую обшивку, однако дирижабль Шварца корабль имел внутренней каркас, и поэтому он не может считаться монококовым.
- 2020-09-29
- 1