Реферат: История дирижаблестроения и становление аэростатики как науки
Эти причины, не зависящие от дирижаблестроителей, и привели к тому, что эра дирижаблей в то время в нашей стране так и не наступила.
Небольшое количество построенных дирижаблей, вместо предполагавшейся базы на Плещеевом озере, вынуждене было довольствоваться сначала оврагом в Кунцево, а с 1932 г. - эллингом в Долгопрудном. Инженеры-дирижаблисты стали ненужными, и в 1940 г. ДУК был преобразован в МАТИ. Единственным напоминанием о былой связи МАТИ с дирижаблестроением осталось имя автора первого цельнометаллического дирижабля - К. Э. Циолковского, присвоенное институту.
Работы Циолковского
К.Э. Циолковский проблеме воздухоплавания посвятил более 50 трудов.
"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", - писал ученый в своей работе "Простое учение о воздушном корабле и его построении". К систематическим исследованиям в области воздухоплавания Циолковский приступил в 1885 году. Уже через год он закончил первый большой научно-теоретический труд "Теория аэростата, имеющего в горизонтальном направлении удлиненную форму" и в 1887 году в Москве на заседании физического отделения Общества любителей естествознания сделал доклад о результатах своих исследований.
Циолковский сразу же поставил перед собой труднейшую задачу - создать такой дирижабль, который был бы наиболее совершенным, безопасным для пассажиров, прочным, простым в эксплуатации, наиболее выгодным экономически. Он пришел к выводу о необходимости строить корабль целиком из металла. Этой идее цельнометаллического дирижабля ученый оставался верен всю жизнь.
Свои технические идеи Константин Эдуардович Циолковский всегда подтверждал математическим анализом и опытным моделированием.
Ученый вводил простейшую систему изменения объема несущего газа как для выдерживания заданной высоты полета при различных температурах, так и для совершения маневров. При этом дирижабль Циолковского не нуждался в балласте. Система блоков и тросов внутри оболочки обеспечивала изменения ее объема в зависимости от высоты полета дирижабля, его горизонтальную устойчивость.
В 1890 году Константин Эдуардович послал свою статью "О возможности построения металлического аэростата" вместе с бумажной моделью в Русское физико-химическое общество Д.И. Менделееву, который переслал ее со своим отзывом в VII (воздухоплавательный) отдел Русского технического общества. Работа ученого была рассмотрена и одобрена, но никакой практической поддержки ему оказано не было. Несмотря на это, Циолковский продолжал упорно работать. Он публиковал свои работы, строил модели, проводил эксперименты. В 1914 году Циолковский выезжал в Петербург на III съезд воздухоплавания, где был заслушан его доклад о цельнометаллическом дирижабле.
Проект воздушного корабля Циолковский дал еще в 1892 году в работе "Аэростат металлический, управляемый". В работах "Возможен ли металлический аэростат?", "Простое учение о воздушном корабле и его построении", "Аэростат и аэроплан" и многих других Циолковский приводил теоретические обоснования деталей конструкций дирижабля, разъяснял свои технические замыслы.
К.Э. Циолковский с макетами цельнометаллического дирижабля
Циолковский фактически выдвинул программу поэтапного дирижаблестроения - от эксперимента, моделирования, научно-теоретических обобщений до поисков совершенно новых решений и их осуществления в рабочих чертежах, при обязательном соблюдении ранее выдвинутых им положений, гарантирующих полную безопасность пассажиров и экипажа. Все это составляет научную и практическую ценность теоретических работ Циолковского по дирижаблям.
Циолковский пытался заинтересовать идеями управляемого аэростата зарубежных ученых. В 1893 году он послал свои труды по воздухоплаванию вместе с моделью дирижабля во Французскую Академию наук. Желая защитить приоритет России в воздухоплавании, Циолковский запатентовал свои изобретения в девяти зарубежных странах.
Однако К.Э. Циолковскому не удалось осуществить мечты о создании дирижабля. Попытка построить дирижабль Циолковского в 1931 году на комбинате "Дирижаблестрой" не увенчалась успехом, главным образом из-за низкого по тому времени технологического уровня. Но постройка и испытание модели дирижабля объемом 1000 кубических метров убедили инженеров в справедливости основных теоретических положений ученого о преимуществах его цельнометаллического дирижабля.
В наше время жизнь выдвигает новые задачи перед воздушным транспортом. Этим и объясняется все возрастающий интерес, который проявляют к воздухоплавательному транспорту специалисты разных стран.
История Zeppelin
Немецкий аристократ граф Фердинанд фон Цеппелин (Ferdinand Graf von Zeppelin) родился 8 июля 1838 года в Констанце.
Его семья входила в высший свет Вюртембергского королевства. Молодой человек был волен сам выбирать, чем заниматься. Один год он посвятил изучению наук, однако после этого поступил в военную академию. В 25 лет его отправили военным наблюдателем в Соединенные Штаты, где тогда шла гражданская война. Там ему выпала возможность подняться на воздушном шаре – этот опыт поразил его.
Цеппелин Фердинанд, немецкий конструктор дирижаблей, граф, генерал
Во время франко-прусской войны 1870-1871 годов уже полковник Цеппелин участвовал в осаде Парижа и видел, как над городом поднимаются шестьдесят воздушных шаров, на которых вывозят почту, военные соединения и политиков. Все чаще в его дневниках появлялись рисунки невиданных аппаратов, порожденных его фантазией.
Все чаще в Берлине хмурили брови, получая новые и новые, как казалось, нелепые прожекты создания армады управляемых воздушных кораблей. Дело дошло до конфликта с самим императором Вильгельмом II. Раздражающему командование графу-фантазеру присвоили звание генерал-лейтенанта и в 1890 году уволили из армии.
Цеппелин вернулся в места своего детства. На собственные деньги на берегу Боденского озера он открыл небольшую мастерскую и нанял молодых талантливых инженеров. Целых восемь лет потребовалось, чтобы подготовиться к строительству первого дирижабля. За эти годы в округе к нему прилепилось прозвище граф-дурак - мало кто понимал, чем занимается этот сумасброд, тратя семейные деньги рода Цеппелинов.
Дирижабли могут быть трех видов: мягкие - с корпусом из прорезиненной ткани, полужесткие - с металлической фермой вдоль днища, и жесткие - с металлическим каркасом, на который натянута ткань. Граф строил жесткий тип. В качестве подъемного газа использовались мешки с водородом, которыми наполняли каркас дирижабля. Снизу к днищу корпуса крепилась гондола управления и гондола с моторами. Каркас делали из новомодного и невероятно дорогого алюминия.
Цеппелин был не первым строителем дирижаблей. В 1899 году француз Сантос-Дюмон на своем аппарате облетел Эйфелеву башню. Однако Цеппелин был первым, кто отнесся к своему увлечению как к бизнесу. Его мысли Цеппелина выходила за рамки представлений того времени о дирижаблях. Он сразу решил, что его дирижабли должны держаться в воздухе много часов, иметь большую грузоподъемность и быть надежными. Кроме того он обладал значительным капиталом, а его другом детства был сам король Вюртембергский, позволивший построить на Боденском озере ангар для первых аппаратов. В 1898 году было создано акционерное общество, одну треть капитала внес граф.
В первых работах Цеппелину помогал молодой инженер Кобер. Генерал изучил опыт мирового дирижаблестроения, включая и российский. В начале 1890-х годов он приезжал в Петербург на верфь, где строился дирижабль О. Костовича, купил конструкторскую документацию у вдовы Д.Шварца, который в 1890-е годы строил цельнометаллический дирижабль в Петербурге, изучал труды К. Циолковского.В 1894 г. проект первого жесткого дирижабля Цеппелина был готов. Когда его изучили эксперты, они назвали дирижабль "чудовищем", а изобретателя - сумасшедшим. Но первая неудача не смутила генерала. В 1895 г. он запатентовал свою идею, в 1898 г. учредил "Общество для развития воздухоплавания" и построил первый цеппелин.
В 1900 году первый цеппелин LZ-1 поднялся в воздух. Им управлял сам граф. Аппарат оказался медленным и неуклюжим. В движение его приводили два слабых двигателя Даймлера мощностью по 16 л.с. При объеме дирижабля в 11000 м3 Z-1 перевозил 5 человек команды и запас топлива на 10 часов полета. Особенностью дирижабля Z-1 являлась конструкция корпуса, который был сделан жестким по типу морских кораблей. Остов дирижабля состоял из набора поперечных 24-гранных колец-шпангоутов, расчаленных металлическими стяжками, и из продольных балок (стрингеров), связывающих кольца. Остов был сделан из алюминия и обтянут тканью. Такое устройство дирижабля предполагалось еще раньше английским ученым Дж.Кэйли и русским адмиралом Н.М.Соковниным. Но честь разработки идеи и ее реализации принадлежит Фердинанду фон Цеппелину.
После 20 минут полета его пришлось посадить на воду Боденского озера. Разочарованные акционеры потребовали свои деньги обратно, и Цеппелин выкупил их доли. В том же году, после 3,5 месяцев, доработок дирижабль еще дважды поднимался в небо: 17 октября (1 час 20 мин.) и 21 октября (23 мин.). Второй дирижабль LZ-2 был построен только в 1906 году - однако при взлете у него отвалились двигатели, и неуправляемый корпус с трудом опустили на воду озера.
