Презентация по дисциплине "История авиации" на тему - "История возникновения дирижаблей".

История возникновения дирижаблей

Презентация разработана преподавателем истории ТАТК ГА – филиала МГТУ ГА Зайцевым Э.М.

04.10.2019г .

Широкое применение аэростаты нашли в годы Великой Отечественной войны 1941 – 1945 гг.

На привязном аэростате в блокадном Ленинграде был установлен передатчик, транслировавший первое исполнение 7 симфонии Шостаковича

Аэростаты наблюдения вели артиллерийскую разведку, корректировали

огонь батарей.

Аэростаты заграждения использовались в системе ПВО городов, промышленных районов, военно-морских баз.

Стратостаты – это высотные аэростаты 

с герметической гондолой, которые предназначены 

для полётов в стратосферу, т. е. на высоту  10-50 км.  До появления реактивных самолетов и метеорологических ракет стратостаты были   единственным средством, позволявшими проводить научные исследования   в  высоких слоях  атмосферы.

Первый в мире  настоящий стратостат был сконструирован и построен  швейцарским учёным Огюстом Пикаром.

В 1931 году в Германии Пикар достиг высоты 15 785 км.

Большая часть стратостатов была спроектирована и совершила полёты в 30-е годы ХХ века.

Рекорд высоты для стратостата

составляет 53 км (Япония, 2002 г. )

Дирижабль (от фр. dirigeable  — управляемый) — летательный аппарат легче воздуха, аэростат с двигателем, благодаря которому дирижабль может двигаться независимо от направления воздушных потоков.

Когда-то дирижабли были основным видом воздушного транспорта. Именно их в первой половине ХХ-го века часто использовали для пассажирских перевозок. Впрочем, с течением времени их стали вытеснять самолеты. Однако дирижабли и теперь активно используются людьми и отказываться от них никто не собирается.

Существует версия, что первые дирижабли были спроектированы еще в Древней Греции. Якобы над их созданием думал сам Архимед. Но никаких подтверждений тому, что в Древней Греции существовало воздухоплавание, нет. Так что родиной дирижабля считается Франция, которую в XVIII-м веке захватила настоящая воздухоплавательная лихорадка. Началось все со знаменитых братьев Жака-Этьенна и Жозефа-Мишеля Монгольфье, которые в 1783-м году совершили первый полет на воздушном шаре. Вскоре изобретатель Жак Сезар Шарль предложил свой проект аэростата, наполненного водородом и гелием.

Следом появились еще несколько проектов, но «отцом» дирижабля всё же считается Жан-Батист Мёнье  — математик и военный. Он создал проект аэростата, который поднимался бы в воздух при помощи трех воздушных винтов. Согласно идеям Мёнье, такой аппарат мог бы достичь высоты в два-три километра. Использовать его ученый предлагал для военных целей. Впрочем, в 1793-м году Мёнье погиб, не доводя свой грандиозный проект до ума. Но идеи его не пропали, хотя и канули в лету примерно на полгода. Новый прорыв произошел в 1852-м, когда другой француз Анри Жиффар совершил первый в истории полет на дирижабле.

Дирижабль Жиффара

Воздушный шар всегда летел по воле ветра, и Жиффару это не нравилось. Тогда он решил, что если на шар поставить мощную паровую машину с воздушным винтом, то можно будет лететь в любом направлении.

Так и появился первый дирижабль, движением которого человек мог управлять.

В 1852 году французский механик Анри Жиффар

смог превратить "стоящего в воздухе" в управляемого. Оболочка его аэростата была уже сигарообразной.

Управлялся дирижабль с помощью парового двигателя

мощностью 3 л.с. и весом 45 кг.

Сведений о том, сколько времени он продержался в воздухе и какое расстояние сумел преодолеть, не сохранилось. Однако известно, что в основу его проекта легли идеи Мёнье, а сам полет едва не закончился гибелью воздухоплавателя. И все же дирижабли с паровым двигателем не прижились. В следующие два десятилетия подобные полеты совершались редко. В 1901-м году изобретатель Альберто Сантос-Дюмон облетел на дирижабле Эйфелеву башню. Это событие широко освещалось французскими газетам, причем журналисты подавали его как сенсацию. Век дирижаблей начался чуть позже, когда в воздухоплавание стали внедрять технологию двигателя внутреннего сгорания.

Дирижабль

• Развитие дирижаблей шло по трем направлениям : мягкие, полужесткие и жесткие. Один тип судна не исключает другого.

• Основные принципиальные отличия одного типа от другого заключаются в особенностях конструктивного исполнения оболочки, газовместилища и устройств для поддержания внешней формы дирижабля, а также в технических решениях, обеспечивающих крепление жестких элементов и равномерное распределение нагрузки по-оболочке.

Дирижабль

• В мягких дирижаблях корпусом служила оболочка с малой газопроницаемостью. Внутри корпуса располагаются мягкие воздушные емкости. С помощью системы специальных клапанов в них нагнетался или стравливался в атмосферу воздух. Внутри корпуса поддерживалось постоянное избыточное давление. Недостаток этих дирижаблей- повреждение оболочки или отказ вентилятора нагнетающего воздух приводит а катастрофе. Мягкая оболочка ограничивает размеры дирижабля. Преимуществом этих дирижаблей является небольшой вес. Представители этих дирижаблей показаны выше(дирижабль Менье и Жиффара).

Дирижабль

• Дирижабли полужесткой схемы. Здесь корпусом также служила оболочка с малой газопроницаемостью, присутствуют специальные клапаны для нагнетания воздуха. Отличаются они наличием фермы, которая проходит от носа кормы по низу корпуса, значительно повышая его жесткость в продольном направлении. Дирижабли полужесткой схемы отличаются более крупными размерами.

Дирижабль полужесткой схемы

Дирижабль

• В дирижаблях жесткой схемы корпус набран из поперечных и продольных силовых элементов, обтянутых снаружи тканью, которая нужна дирижаблю для придания ему нужной аэродинамической формы. Никаких требований к газопроницаемости нет. Неизменность форм обеспечивается силовым каркасом. Несущий газ помещается в отдельных емкостях внутри корпуса. Там же устанавливаются все агрегаты корабля. Недостаток увечился вес конструкции, наполнявший цепеллины водород был пожароопасен, маневренность оставляла желать лучшего, высокая зависимость от погодных условий. Несмотря на это именно жесткая схема сделала дирижабль настоящим кораблем, способным плыть в воздушном океане.

Жесткий дирижабль на причальной мачте

• По форме. По форме дирижабли делятся на:
• 1. сигарообразные с уменьшенным лобовым сопротивлением (таких большинство)
• 2. все прочие дирижабли, в задачи которых входит зависание над землей или медленный полёт:
• 3. эллипсоидные -- в виде эллипсоида (с уменьшенным сопротивлением боковому ветру);
• 4. дисковые -- в виде диска;
• 5. линзообразные -- в виде двояковыпуклой линзы;
• 6. тороидальные -- в виде тора, предназначенные для использования в качестве воздушного крана;
• 7. V-образные;

Дирижабль

• Создателем жестких дирижаблей и организатором их производства был выдающийся немецкий инженер генерал граф Фердинанд фон Цепеллин. За дирижаблями жесткой схемы закрепилось название «цепеллин».

тороидальный трансформатор

LZ-1 - дирижабль с бензиновым двигателем

Имел двигатель мощностью 16 л.с. и длину 128 метров.

Находился в воздухе 20 минут с пятью пассажирами на борту.

Аппарат плохо слушался управления и требовал доработки.

.

"La France" - дирижабль Ш.Ренана и А.Кребса. 1884.

Имел жесткий корпус и электродвигатель

мощностью 1,5 л.с.

Аэростат преодолел

расстояние в 8 км

со скоростью 23,5 км/ч и приземлился на месте старта.

Толчок к бурному развитию строительства дирижаблей дал немецкий изобретатель Фердинанд фон Цеппелин, имя которого носят, пожалуй, самые известные дирижабли первой половины ХХ-го века. Он сконструировал три модели таких аппаратов, но всякий раз их приходилось дорабатывать. Строительство стоило немалых денег, начиная работу над последним из своих дирижаблей LZ-3. Цеппелин отдал в залог дом, землю и ряд семейных драгоценностей. В случае провала его ждало разорение. Но тут, как раз, его ждал успех. Аппарат LZ-3, совершивший первый полет в 1906-м году, заметили военные, которые сделали Цепеллину крупный заказ. Так, спустя более века, осуществилась идея Мёнье, который хотел использовать дирижабли для нужд военных.

Первый пробный полёт дирижабля конструкции Фердинанда Цеппелина, или просто цеппелина, состоялся в 1900 г.

Гондола

Фердинанд фон Цеппелин –

немецкий граф

родился в 1838 году.

В 1929 году «Граф Цеппелин» с тремя промежуточными посадками совершил свой легендарный кругосветный перелёт.

За 20 дней он преодолел более 34 тысяч километров со средней полётной скоростью около 115 км/ч. Летом 1931 года состоялся его известный полёт в Арктику, а вскоре дирижабль приступил к выполнению относительно регулярных пассажирских рейсов в Южную Америку, продолжавшихся до 1937 года.

«Граф Цеппелин»

• Был построен в Германии в 1928 году и являлся на то время крупнейшим и наиболее передовым дирижаблем в мире.
• Длина дирижабля составляла 236,6 м, максимальный диаметр — 30,5 м, объём — 105 000 м³, несущий газ (водород) размещался в 17 отсеках.
• Силовая установка состояла из 5 моторов «Майбах» VL II мощностью 530 л.с. каждый.
• Полезная нагрузка дирижабля составляла порядка 25 т, максимальная скорость — 128 км/ч, крейсерская — около 115 км/ч. Дальность полёта — более 10 000 км. Экипаж насчитывал 40—45 человек.
• Длина гондолы составляла 40 м, ширина — 6 м и максимальная высота — 2,25 м.
• Пассажиры размещались в 10 двухместных оборудованных каютах со спальными местами. Кухня была рассчитана на обслуживание более 50 человек в течение нескольких суток. Кроме того, имелись почта, умывальные комнаты и пр.
• За девять лет эксплуатации «Граф Цеппелин» провёл в воздухе около 17 200 часов, совершил 590 полётов в разные страны мира, преодолел почти 1,7 млн. км, перевёз 13 110 пассажиров и около 70 т грузов и почты; при этом он 143 раза пересёк Атлантический океан и 1 раз — Тихий.

Первая мировая превратила дирижабли в поистине страшное оружие. Подобные аэростаты уже стояли на вооружении у всех стран-участниц конфликта, но наибольших успехов в этом направлении достигла Германская Империя. Немецкие дирижабли развивали скорость до 90 километров в час, легко преодолевали 4−5 тысяч километров и могли обрушить на противника несколько тонн бомб. Это выгодно отличало их от легких самолетов, которые редко несли больше пяти бомб. Известно, что 14 августа 1914-го года один немецкий дирижабль едва не сравнял с землей бельгийский город Антверпен. В результате бомбардировки было разрушено более тысячи зданий.

Дирижабль

• С начала первой мировой войны дирижабли активно использовались немцами для разведки, пропаганды и бомбардировки городов. Дирижабли несли 2 пулемета,20 мм пушки, зажигательные бомбы весом 11,4 кг, фугасно – осколочные бомбы весом 50, 100, 300 кг. Передвигались дирижабли со скоростью 80-90 км в час, преодолевали тысячи километров, на недосягаемой для авиации и атрилерии высоте ( 5 км- 6 км) и обрушивали на неприятеля тонны бомб ,это мощный фактор устрашения. Всего на германских цепеллинах было совершенно 1210 боевых вылета. Из 75 боевых кораблей уничтожено 52.

Но дирижабли применялись и в мирных целях. Например, для перевозки грузов. Такой аппарат мог легко доставить по воздуху 8 — 12 тонн багажа . Вслед за грузовыми перевозками возникла и идея перевозок пассажирских. Первая пассажирская линия заработала в 1910-м году. Дирижабли начали выполнять рейсы из Фридрихсхафена в Дюссельдорф. Вскоре пассажирские перевозки заработали во Франции и Великобритании. Бурное развитие отрасли продолжилось и после войны. Так в конце 20-х годов ХХ-го века дирижабли стали выполнять трансатлантические пассажирские перелеты. В 1928-м году легендарный немецкий дирижабль «Граф Цепеллин» совершил первое в истории кругосветное путешествие на аэростате. Закат золотого века наступил в 1937-м голу, после печально известной катастрофы дирижабля «Гинденбург», который выполнял рейс из Германии в США.

Дирижабль «Гинденбург»

• Самым крупным созданием фирмы цепеллин был дирижабль «Гинденбург»- названный в честь Рейхспрезидента Германии Пауля фон Гинденбурга. Строили его в течении 5- лет. Строительство закончилось в 1936 г.Этот дирижабль был в длину 245 метров, максимальный диаметр 41,2 метра(это расстояние равно 13 этажному зданию) , до 100 тонн полезного груза и скорость 35 км /час. Скорость дирижабля при нулевом ветре 135 км/час.

«Гинденбург»

«Гиндельбург»

• Для пассажиров на борту был ресторан с кухней, смотровая площадка , 25 спален, душевые комнаты, комната отдыха, комната для чтения. Большинство металлических инструментов на дирижабле было из алюминия, даже рояль.

Каюта в «Гинденбурге»

Смотровая площадка в «Гинденбурге»

Ресторан в «Гинденбурге»

Гибель «Гинденбурга»

Гибель «Гинденбурга»

Гибель «Гинденбурга»

Гибель «Гинденбурга»

Гибель «Гинденбурга»

• Причины катастрофы до конца не определены. Версий существует несколько. Эта катастрофа была самой крупной в истории дирижаблей. А история его существования и гибели одна из самых известных историй в истории водоплавающих суден. Почти сразу Германии был принят закон, запрещавший пассажирские перелеты дирижаблей на водороде.

Дирижабль

• Проекты с использованием дирижаблей появляются в разных странах до сих пор. Например «Аэрокрафт», представляет собой дирижабль , способный держаться на поверхности воды. Предполагается , что летать он будет над морскими просторами, перевозя грузы и пассажиров быстрее чем морские суда и дешевле , чем самолеты. Британский изобретатель Роджер Манк изобрел дирижабли грузоподъемностью 15,200 и 1000 тонн. Во многих странах продолжают использовать дирижабли для коммерческих целей ( мягкие дирижабли для коммерческих перелетов).
• Не смотря ни на что дело графа Цепелина живет, хотя пока и не побеждает..

Модель дирижабля Циолковского

• Первый технически обоснованный проект большого Российского грузового дирижабля был предложен в 80-х годах ХIХ века великим русским учёным Константином Эдуардовичем Циолковским.

• Он предлагал построить огромный даже по сегодняшним меркам — объёмом до 500 000  м³ — дирижабль жёсткой конструкции с металлической обшивкой.

• Однако дирижабль построить так и не удалось: все работы по дирижаблям из-за многочисленных аварий были свёрнуты во всём мире.

Дирижабль «Норвегия» над Ленинградом, май 1926 г.

В 1926 году совместная норвежско-итало-американская экспедиция

под руководством Р. Амундсена на дирижабле «Норвегия» (N-1 «Norge») конструкции Умберто Нобиле

осуществила первый трансарктический перелёт

о. Шпицберген — Северный Полюс — Аляска.

Создатели дирижаблей пренебрегали элементарными мерами безопасности, наполняя их небезопасным, но дешёвым водородом вместо инертного, но дорогого гелия.

В марте 1936 г. в Германии был создан преемник стареющего «Графа Цеппелина», дирижабль LZ 129 «Гинденбург», рассчитанный на использование безопасного гелия. Однако требуемые количества гелия были в то время только у США, которые ввели эмбарго на экспорт военных материалов в гитлеровскую Германию. Пришлось наполнять баллоны «Гинденбурга» доступным водородом.

6 мая 1937 года на глазах у зрителей сгорел «Гинденбург», погибло 35 человек на борту и один на земле.

В мирное время в катастрофах, унёсших немало человеческих жизней погибли американские жёсткие дирижабли «Шенандоа» (14 погибших из 43 находившихся на борту), «Акрон» (73 из 76) и «Мейкон» (2 из 83), британские «R.38» (44 из 49) и «R.101» (48 из 54), французский «Диксмюде» (50 из 50). Пока разбирались с их причинами, дальнейший прогресс авиации оставил эпоху дирижаблей позади.

КРУШЕНИЕ ДИРИЖАБЛЯ «ГИНДЕНБУРГ»

«Гинденбург» выполнял 18-й перелет

через Атлантику в Нью-Йорк.

Спустя 4 минуты после полной швартовки

в заднем баллонете показалась яркая

вспышка и вслед за ней гигантский

огненный гриб взметнулся ввысь.

Чудом 61 человеку удалось спастись.

«Гинденбург» был способен взять на борт 72 пассажира и со скоростью 140 километров в час перенести их в Америку. Его длина была 245 метров, диаметр - 30 метров, общий объем составлял 200 000 кубометров.

В Советском Союзе первый дирижабль был построен в 1923 году.

Позднее была создана специальная организация «Дирижаблестрой»,

которая построила и сдала в эксплуатацию более десяти дирижаблей

мягкой и полужёсткой систем.

В 1937 году крупнейший советский дирижабль «СССР-В6»

объёмом 18 500 м³ установил мировой рекорд

продолжительности полёта — 130 часов 27 минут.

Последним советским дирижаблем был «СССР-В12 бис»,

построенный в 1947 году.

Современный военный высотный дирижабль на солнечных батареях может подниматься на высоту в 20 км и год подряд нести вахту, наблюдая за действиями противника

Воздухоплавание

в наши дни

После 50 лет забвения аэростаты и дирижабли постепенно возвращаются.

Их используют для геофизической разведки, наблюдения за состоянием окружающей среды, патрулирования крупных городов, прибрежных и приграничных районов, картографирования, фото- и телесъёмки, рекламы и т.д.

Воздухоплавание получило распространение в спортивных целях — в состязаниях на продолжительность, высоту и дальность полёта

Летающие "близнецы" фирмы Festo, уже успели стать мировой знаменитостью в кругах воздухоплаваталей

Этот "перевернутый" аэростат выглядит

как обычный воздушный шар вверх корзиной. Но это лишь такой дизайн

Современные дирижабли, такие как "Цеппелин НТ" длиной 73 м используется в европейских странах в туристических целях. Может принимает на борт 12 пассажиров

23 мая 2005 года российская экспедиция на воздушном шаре "Святая Русь" за всю историю освоения Арктики впервые достигла Северного полюса! Полёт продолжался 38 дней. Шар преодолел 980 км при температуре –50 0 С.

Воздушный шар "Breitling Orbiter 3" в течение трех недель в марте 1999 г. совершил

беспосадочный полета вокруг земного шара.

Метеозонд -

Беспилотный аэростат, предназначенный для изучения атмосферы. Состоит из резиновой или пластиковой оболочки, наполненной водородом или гелием, и подвешенного к ней контейнера с аппаратурой.

Приборы позволяют измерять давление воздуха, влажность, температуру и другие параметры.

Замеры перемещения шара позволяют определять скорость ветра на разных высотах.

Высотные метеозонды могут достигать высоты 30—40 км.

Аэростатные радиолокационные комплексы и сегодня успешно «служат» в  ПВО в качестве системы слежения и раннего предупреждения.

В России в  2001 г.  был произведен запуск аэростатного комплекса «БАРС». Он включал  причальное устройство,  

радиостанцию и привязной аэростат. Эта  система  обеспечивала  доступ в Интернет для  школ Москвы. Возможности таких ретрансляторов на порядок превосходят возможности наземных телевизионных башен.

Создание и эксплуатация аэростатного комплекса  обходится примерно в два раза дешевле, чем использование наземных кабельных средств.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИРИЖАБЛЕЙ И АЭРОСТАТОВ

ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ В

ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЯХ

Вода подаётся на

дирижабль по пожарному

рукаву с земли

Канадская фирма

SkyHook International

планирует строительство

транспортного Дирижабля

Борьба с контрабандой. Охрана границ. Борьба с

пиратством. Теле и радио ретрансляция. Коммуникация и связь.

Современный проект высотного дирижабля. Кто знает, может быть, уже через несколько лет такие корабли станут самым обыкновенным делом?

Иллюстрация: Lockheed Martin  

Памятные значки