Авиация. Дирижабли

  Внутри  стабилизатора проложены два  трубчатых рычага АВ и ВС, соединенных  с рулем. Свободный конец рычагов  А имеет ролик, который может  передвигаться по направляющим. Когда  ролик движется в вертикальной плоскости (для рулей направления) вверх  или вниз от своего среднего положения, руль получает перемещение в горизонтальной плоскости вправо или влево от нейтрального положения. Приведение в действие рулей осуществляется при помощи тросов. От точки А тросы проведены к рулевым механизмам.

  2.Рулевые механизмы.

  Управление  рулями на дирижаблях осуществляется обычно вручную. На больших дирижаблях жесткого типа иногда применяются электромоторы. Приемниками работы двигателя являются рулевые механизмы, к числу которых  относятся штурвалы. Ось вращения штурвала принимается, как правило, горизонтальной.

  Штурвал состоит из втулки, спиц и обода. В некоторых случаях применяются  и ручки, расположенные снаружи  обода и составляющие продолжение  спиц штурвала.

  Диаметры  применяемых на дирижабле штурвалов  варьируют в пределах от 350 до 600 мм.

  Существует три типа штурвалов:

• сварные,
• литые,
• клепаные.

  Обод сварного штурвала представляет собой трубу, изогнутую по окружности. Спицы штурвала свариваются из стальных профилированных пластин. В центре штурвала приваривается стальная втулка с отверстием квадратного сечения. Этим отверстием штурвал крепится к оси штурвального механизма.

  Обод  штурвала оплетается шпагатом или обшивается кожей, для того чтобы увеличить  трение между рукой и ободом и  для предохранения рук от холода в зимнее время. В последнее время  сварные штурвалы почти не применяются, так как присутствие стальных деталей в них влияет на показания  магнитного компаса. Их заменили штурвалами, литыми из легких сплавов.

  Обод  и спицы литых штурвалов представляют собой одно целое. В центральном месте в литую часть запрессовывается или устанавливается на винтах стальная втулка. Обод штурвала обкладывают деревянными накладками (ясень, липа). Для удобного удержания штурвала рукой внутренняя сторона накладок делается волнистой.

  На  германских дирижаблях применялись  штурвалы клепаные с ручками, представляющими продолжение спиц. Количество спиц клепаного штурвала достигает шести. Обод состоит из двух половин, между которыми зажаты трубчатые спицы при помощи накладок. Применение ручек несколько уменьшает усилие при проворачивании штурвала, что является положительным качеством; неудобством ручек является возможность задевания их рукой.

  При обычно применяемых для рулей  тросовых приводах штурвал комбинируют с барабанами или звездочками для цепей Галя. Такие агрегаты, монтированные в одно целое, называются штурвальными механизмами.

  Для того чтобы штурвальный мог выпускать  штурвал из рук с гарантией  того, что рули под действием аэродинамического  давления не возвратятся в нейтральное  положение, применяются автоматические тормоза – автологи.

  Автологи устанавливаются между штурвалом и звездочкой. Автолог состоит из картера, приспособленного для установки на конструктивных элементах гондолы. В середине картера на своей оси в подшипнике установлен рычаг, который вращается от штурвала, укрепляемого на нем при помощи квадрата. На секторе, связанном со звездочкой, лежат валики, постоянно прижатые пружиной к внутренней поверхности картера. Пружина крепится к сектору при помощи заклепок.

  Так как штурвал связан с рычагом, то при его повороте последний (пройдя некоторый угол) нажмет на валик, а  затем и на плечо сектора, вследствие чего произойдет соединение рычага с  сектором, и вслед за штурвалом  будет вращаться звездочка, выбирая  трос под натяжением. При устранении усилия на штурвале свободный валик  вследствие различных радиусов кривизны сектора и внутренней поверхности  картера заклинивается между  ними. Это заклинивание прекращает вращение звездочки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава IV. Перспективы развития и применения дирижаблей

  Почти 70 лет назад на американской авиабазе Лейкхерст погиб в огне гигантский немецкий цеппелин «Гинденбург», а три года спустя Герман Геринг приказал разобрать оставшиеся дирижабли на металлолом и подорвать ангары. Эпоха дирижаблей тогда закончилась. Но вот теперь интерес к управляемым аэростатам снова активно возрождается.

  В свое время дирижабли «убила» не столько  череда ужаснувших мир катастроф, сколько  авиация, развивавшаяся в первой половине ХХ века сверхбыстрыми темпами. Дирижабль тихоходен – даже самолет  с поршневыми двигателями летает быстрее. Что уж говорить о турбовинтовых  и реактивных машинах. Разгонять  дирижабль до самолетных скоростей  мешает большая парусность корпуса  – сопротивление воздуха слишком  велико. Правда, планируются проекты сверхвысотных дирижаблей, которые поднимутся туда, где воздух сильно разрежен, а значит, и сопротивление его значительно меньше. Это позволит развивать скорость в несколько сотен километров в час. Однако пока подобные проекты проработаны только на уровне концепции.

  Проигрывая  авиации в скорости, управляемые  аэростаты при этом имеют ряд  важных преимуществ, благодаря которым  возрождается дирижаблестроение. Во-первых, сила, которая поднимает аэростат в воздух (известная всем со школьной скамьи сила Архимеда), совершенно бесплатна  и не требует затрат энергии, в  отличие от подъемной силы крыла, которая напрямую зависит от скорости аппарата, а значит, от мощности двигателя. Дирижаблю же двигатели нужны  в основном для перемещения в  горизонтальной плоскости и маневрирования. Поэтому летательные аппараты такого типа могут обходиться моторами значительно  меньшей мощности, чем потребовались  бы самолету при равной величине полезной нагрузки. Отсюда, а это уже во-вторых, вытекает большая по сравнению с  крылатой авиацией экологическая чистота  дирижаблей, что в наше время чрезвычайно  важно.

  Третий  плюс дирижаблей – их практически  неограниченная грузоподъемность. Создание сверхгрузоподъемных самолетов  и вертолетов имеет ограничения  по прочностным характеристикам  конструкционных материалов. Для  дирижаблей же таких ограничений  нет, и воздушный корабль с  полезной нагрузкой, например, 1000 т  – вовсе не фантастика. Добавим  сюда возможность длительное время  находиться в воздухе, отсутствие необходимости  в аэродромах с длинными взлетно-посадочными  полосами и большую безопасность полетов – и у нас получится  внушительный список достоинств, которые  вполне уравновешивают тихоходность. Впрочем, и тихоходность, как выяснилось, можно скорее отнести к достоинствам воздушных кораблей.

  Наша  страна – один из мировых центров  возрождающегося дирижаблестроения. Лидер отрасли – группа компаний «Росаэросистемы». Сегодня в работе находятся два типа дирижаблей, созданных  конструкторами «Росаэросистем». Первый тип – это двухместный дирижабль AU-12 (длина оболочки 34 м). Аппараты такой  модели существуют в трех экземплярах, и два из них время от времени  используются московской милицией для  патрулирования МКАД. Третий дирижабль  продан в Таиланд и применяется  там в качестве рекламного носителя.

  Гораздо более интересная работа у дирижаблей системы AU-30. Аппараты этой модели отличаются более крупными габаритами (длина  оболочки 54 м) и, соответственно, большей  грузоподъемностью. Гондола AU-30 способна вместить десять человек (двух пилотов  и восемь пассажиров). 

  Полет на небольшой высоте и на малой  скорости (вот оно – преимущество тихоходности!) над красивыми природными

                                                                                                                                                     Рис 4.1:Дирижабль Au-30

  ландшафтами или памятниками архитектуры  и в самом деле сможет стать  незабываемым приключением. Подобные туры проходят в Германии: дирижабли  возрожденной марки Zeppelin NT катают туристов над живописным озером Бодензее, в  тех самых краях, где когда-то отправился в полет первый немецкий дирижабль. Однако российские дирижаблестроители уверены, что главное предназначение их аппаратов не реклама и развлечения, а выполнение серьезных задач  промышленного характера. 

  Вот пример. Энергетические компании, имеющие  в своем распоряжении линии электропередач, должны регулярно проводить мониторинг и диагностику состояния своих  сетей. Удобнее всего это делать с воздуха. В большинстве стран  мира для такого мониторинга применяются  вертолеты, однако у винтокрылой  машины есть серьезные недостатки. Помимо того что вертолет неэкономичен, у него еще и весьма скромный радиус действия – всего 150–200 км.

  Движущийся  медленно и плавно дирижабль, способный  преодолевать тысячи километров на одной  заправке, напротив, идеально подходит для задач мониторинга. В настоящий  момент одна из российских фирм, разработавших  основанное на лазерных технологиях  сканирующее оборудование, а также  программное обеспечение к нему, использует два дирижабля AU-30 для  оказания услуг энергетикам. Дирижабль  этого типа может применяться  и для разнообразных видов  мониторинга земной поверхности (в  том числе в военных целях), а также для картографирования. 

  Еще одно направление, в котором работают отечественные дирижаблестроители, – это создание тяжелых грузопассажирских  дирижаблей. Как уже говорилось, для дирижаблей ограничений по грузоподъемности практически не существует, а потому в перспективе могут быть созданы  настоящие «воздушные баржи», которые  будут способны перевозить по воздуху  почти все что угодно, включая  сверхтяжелые негабаритные грузы. Задача упрощается тем, что при изменении  линейных габаритов оболочки грузоподъемность дирижабля вырастает в кубической пропорции. К примеру, AU-30, имеющий  оболочку длиной 54 м, может брать  на борт до 1,5 т полезного груза. Дирижабль  нового поколения, разрабатываемый  сейчас инженерами «Росаэросистем», при  длине оболочки всего на 30 м больше возьмет полезную нагрузку 16 т.

  Другой  интересный проект, по которому в группе компаний «Росаэросистемы» уже проведены  НИОКР, – это геостационарный  стратосферный дирижабль «Беркут». В основе идеи – свойства атмосферы. Дело в том, что на высоте 20–22 км ветровой напор относительно невелик, причем ветер имеет постоянное направление – против вращения Земли. В таких условиях довольно легко с помощью тяги двигателей зафиксировать аппарат в одной точке относительно поверхности планеты. Стратосферный геостационар можно использовать практически во всех областях, в которых сейчас применяются геостационарные спутники (связь, передача теле- и радиопрограмм и т.д.). При этом дирижабль «Беркут» будет, разумеется, существенно дешевле любого космического аппарата. Кроме того, если спутник связи выходит из строя, ремонту он уже не подлежит. «Беркут» же в случае любых неполадок всегда можно будет спустить на землю, чтобы провести необходимую профилактику и ремонт. И наконец, «Беркут» – это абсолютно экологически чистый аппарат. Энергию для двигателей и ретранслирующей аппаратуры дирижабль возьмет от солнечных батарей, размещенных на верхней части оболочки. В ночное время питание будет производиться за счет аккумуляторов, накопивших электричество в течение дня.

  17 августа  2006 года пилот Станислав Федоров  достиг на тепловом дирижабле  российского производства «АвгурЪ» AU-35 («Полярный гусь») высоты 8180 м  . Так был побит мировой рекорд, продержавшийся 90 лет и принадлежавший  немецкому дирижаблю Zeppelin L-55. Рекорд  «Полярного гуся» стал первым  шагом в выполнении программы  «Высокий старт» – проекта  Русского воздухоплавательного  общества и группы компаний  «Метрополь» по запуску легких  космических аппаратов с высотных  дирижаблей. В случае успеха этого  проекта в России будет создан  передовой аэростатно-космический  комплекс, способный экономично  выводить 

Рис 4.2 Модель запуска  спутника с аэростатно-космического комплекса.

на орбиту частные спутники весом до 10–15 кг. Одно из предполагаемых направлений  использования комплекса «Высокий старт» – запуск геофизических ракет  для исследования приполярных областей Северного Ледовитого океана. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Список  используемой литературы 

  1) С. А. Лосик и И. А. Козлов «Оборудование дирижаблей», «ОБОРОНГИЗ», 1939 г.