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HISTÓRIA DA TECNOLOGIA, TECNOLOGIA, OBJETOS AO REDOR DE NÓS
Dirigível. História da invenção e produção
Diretório / A história da tecnologia, tecnologia, objetos ao nosso redor Um dirigível (do francês dirigeable - controlado) é uma aeronave mais leve que o ar, que é uma combinação de um balão com um motor elétrico de parafuso, ou com um motor de combustão interna e um sistema de controle de atitude (lemes), graças ao qual o dirigível pode mover em qualquer direção, independentemente da direção das correntes de ar.
Pouco mais de 150 anos se passaram desde o início da história das aeronaves mais leves que o ar - balões e dirigíveis - até sua conclusão aparentemente completa. Em 1783, os irmãos Montgolfier levantaram um balão livre no ar e, em 1937, no mastro de amarração em Lakehurst (EUA), o dirigível LZ-129 Gindenburg, construído na Alemanha, pegou fogo, a bordo do qual havia 97 pessoas . Trinta e cinco deles morreram, e a catástrofe chocou tanto a comunidade mundial que persuadiu as grandes potências a parar de construir grandes dirigíveis. Assim passou toda uma era na aeronáutica, cujos últimos 40 anos recaíram sobre o desenvolvimento de dirigíveis rígidos chamados zepelins (em homenagem a um dos principais desenvolvedores, o general alemão Conde Ferdinand von Zeppelin). Se o mundo animal se desenvolveu do esqueleto externo (como nas aranhas e crustáceos) para o interno, então a evolução das máquinas voadoras mais leves que o ar foi na direção oposta. O balão dos irmãos Montgolfier estava fora de controle. Mas ao criar aeronaves, os inventores queriam apenas seguir na direção escolhida. E um ano depois, um engenheiro militar e cientista, famoso matemático e inventor Jacques Meunier apresentou seu projeto à Academia de Paris, que chamou de palavra "controlado" - "dirigível". Ele sugeriu fazer o aparelho não esférico, mas alongado, como um fuso. E para manter a forma e a elasticidade durante o vôo, insira algo como uma bolsa emborrachada (balonete) na casca externa. Como o hidrogênio vazou pelo envelope do dirigível, o ar bombeado para dentro do balão teve que compensar o vazamento e, além disso, regular a altitude de voo.
Somente em 1852, o designer francês Henri Giffard criou o primeiro balão controlado com motor a vapor. Ao mesmo tempo, ele prendeu o balão do aparelho a uma forte haste longitudinal, que conferia rigidez adicional à estrutura. Afinal, caso contrário, sua concha alongada poderia dobrar e até dobrar ao meio, o que tornava o vôo impossível.
Um tópico especial é o material para conchas. Como por muito tempo o hidrogênio foi usado para encher aeronaves, o invólucro tinha que ser não apenas forte, leve e resistente à luz solar, mas também à prova de gás. Ao mesmo tempo, a melhoria de algumas qualidades pode levar à deterioração de outras. Por exemplo, quanto melhor for a impermeabilidade ao gás, mais pesado será o tecido. No entanto, esses tecidos passavam até dez litros de gás por metro quadrado por dia e envelheciam rapidamente. No final da década de 20, a conhecida empresa americana Goodyear criou um tecido de balão leve revestido com gelatina, e os alemães começaram a desenvolver filmes de polímero. Enquanto isso, os engenheiros tentavam resolver o problema da rigidez do dirigível. O próximo passo foi o desenvolvimento do designer italiano e explorador polar Umberto Nobile (de 1938 a 1946 - chefe do bureau de design soviético "Airshipablestroy", chefe da criação do maior dirigível soviético "USSR-B6 Osoaviakhim"). Ele colocou uma treliça rígida dentro do aparelho. A "espinha", embora tenha melhorado as características dos dirigíveis, não resolveu os problemas de rigidez estrutural real. Precisava de uma "concha". A ideia de fazer o casco de metal surgiu com o designer austríaco David Schwartz depois que seu predecessor Hermann Welfert's tradicionalmente preenchido com hidrogênio e equipado com um motor a gasolina explodiu no ar. No mesmo ano de 1897, um balão Schwartz controlado decolou em Berlim, cujo corpo já era feito de alumínio rebitado, mas problemas no motor forçaram um pouso de emergência, durante o qual o aparelho caiu em desuso e não foi mais restaurado. Tendo se familiarizado com as obras de Schwartz, o general aposentado Conde von Zeppelin viu sua promessa, mas também percebeu que a casca rígida de parede fina usada anteriormente não era uma panacéia: cargas de flexão atuando em vôo inevitavelmente criariam forças que causariam enrugamento e destruiriam o material mais forte. Ele criou uma estrutura de treliças leves rebitadas de tiras de alumínio com furos estampados nelas. A estrutura era feita de armações de treliça em forma de anel, interligadas pelas mesmas longarinas. Entre cada par de quadros havia uma câmara com hidrogênio (um total de 1217 peças), de modo que se dois ou três cilindros internos fossem danificados, o restante manteria a volatilidade e o dispositivo não seria danificado. Tendo realizado cálculos de resistência e testes de elementos estruturais junto com seu engenheiro assistente Theodor Kober, Zeppelin estava convencido de que a tarefa era viável. Porém, por sugestão de cientistas locais que não acreditavam nas ideias do conde, os jornais a princípio o chamaram de "aristocrata louco". No entanto, dois anos após o acidente do balão de Schwartz, Zeppelin, tendo investido todas as suas economias, começou a construir um aparelho, chamado sem falsa modéstia de Luftschiffbau Zeppelin ("Dirigível Zeppelin" - LZ-1). E no verão de 1900, um gigante de oito toneladas em forma de charuto com 128 m de comprimento, 12 m de diâmetro e 11,3 mil m3 de volume, tendo feito um vôo bem-sucedido de 18 minutos, virou o general von Zeppelin, que tinha a reputação de ser quase um louco urbano, em um herói nacional.
O país, que recentemente perdeu a guerra com a França, pegou com força a ideia do general de uma arma milagrosa. Os fãs do Zeppelin arrecadaram mais de seis milhões de marcos do Reich, que se tornaram o capital autorizado da sociedade anônima Luftschiffbau Zeppelin GmbH. E para a Primeira Guerra Mundial, o Zeppelin construiu várias máquinas com 148 m de comprimento, atingindo velocidades de até 80 km / h, que, com o início das hostilidades, foi imediatamente bombardear a Inglaterra, que se considerava inexpugnável sob a proteção de o canal inglês. Esses leviatãs aéreos, voando a uma grande altura para a época, não tinham medo da então aeronave e artilharia, e sua adequação ideal para reconhecimento aéreo compensava as deficiências na precisão do bombardeio. E mesmo quando os recursos mobilizados com urgência dos britânicos lhes deram a oportunidade de criar artilharia antiaérea eficaz e aeronaves capazes de invadir as alturas, os zepelins tornaram-se transportadores para entregar reforços, armas e equipamentos militares às guarnições das colônias alemãs na África. Em 1917, o LZ-104 foi construído no estaleiro Zeppelin, desenvolvendo uma velocidade de cruzeiro de 80 km / h, capaz de transportar cinco toneladas de carga de bombas a uma distância de até 16 mil km. Em outras palavras, ele poderia alcançar as costas da América. Este zepelim não teve tempo de participar das batalhas e, após a derrota da Alemanha, foi explodido por sua tripulação. No total, de 1900 a 1916, 176 aeronaves foram construídas na Alemanha. A Primeira Guerra Mundial colocou a produção em operação e 123 carros foram liberados dos estoques para o céu.
Ferdinand von Zeppelin não viveu para ver o fim da guerra, após o que a Alemanha derrotada começou a pagar indenizações com seus filhos. Sob o Tratado de Versalhes, ela foi proibida de produzir muitas coisas, incluindo dirigíveis que poderiam ser usados tanto para fins pacíficos quanto militares. E, no entanto, as criações do contador-inventor chegaram aos Estados Unidos. O sucessor de sua obra, Hugo Eckener, quis manter a empresa e ofereceu aos americanos receber um novo dirigível gigante capaz de conquistar o Atlântico gratuitamente como reparação. Eckener conseguiu persuadir o governo alemão a financiar o trabalho e, em 1924, o LZ-126 voando com hélio inerte (e, portanto, não combustível) foi construído. Ao contrário da Europa, os Estados produziram este gás seguro para voar em abundância. O Zeppelin foi contratado pela Marinha dos Estados Unidos e nomeado Los Angeles.
A América, que depois de sua guerra civil sempre lutou apenas em territórios estrangeiros, precisava de veículos potentes para transportar tropas e equipamentos, bem como para reconhecimento marítimo de longo alcance. Então, na década de 20, surgiu um plano nos Estados Unidos para construir uma poderosa frota aeronáutica de 1012 aeronaves do tipo rígido. Eles foram destinados a patrulhar os oceanos Pacífico e Atlântico. Ao mesmo tempo, presumia-se que cada um deles levaria a bordo de cinco a doze aeronaves de reconhecimento ou bombardeiros de mergulho e poderia cruzar o oceano duas vezes sem reabastecer. Devido à eclosão da crise econômica, a empresa especialmente criada Goodyear-Zeppelin não conseguiu iniciar imediatamente a produção em massa, mas em 1931 o primeiro dirigível da série ZRS-4 chamado Akron (comprimento - 239 m, diâmetro - 40,5 m, volume - 184 mil metros cúbicos). m3, velocidade máxima - 130 km / h, alcance máximo de vôo - 17,5 mil km) decolou.
Deve-se notar que os primeiros zepelins europeus movidos a hidrogênio eram muito antieconômicos: como consumiam combustível (até 20% do peso) e atingiam grande altura, era necessário, para evitar a ruptura das câmaras de gás, primeiro para liberar o ar das redes de balão e, em seguida, através de válvulas especiais para sangrar dezenas de milhares de metros cúbicos de hidrogênio, cuja produção é bastante cara. O hélio é 30 a 40 vezes mais caro que o hidrogênio, e liberá-lo na atmosfera equivaleria a queimar carros com notas. Já em 1928, os engenheiros alemães usaram uma solução inteligente no projeto do enorme dirigível Graf Zeppelin, que permitia não perder hidrogênio durante o vôo. Os alemães instalaram nele motores capazes de funcionar com o chamado "gás azul" (blaugaz, ou gás de água carburada enriquecido com gás de alto teor calórico, obtido em geradores de gás ou durante o craqueamento de petróleo; usado como combustível municipal). Sua densidade é muito próxima da densidade do ar e, em termos de calorias, um metro cúbico substituiu 1,5 kg de gasolina. O "gás de pombo" também poderia resolver os problemas dos americanos, mas não foi produzido nos EUA, e os projetistas locais colocaram uma planta a bordo do Akron para extrair água dos gases de escape dos motores a gasolina. Em um radiador especial, os gases eram resfriados, a água era condensada e enviada para os tanques de lastro, e o peso do dirigível não mudava durante o vôo. Akron carregava cinco aeronaves de reconhecimento, cada uma pesando mais de uma tonelada, em hangares com escotilhas. Para decolar, a aeronave com o motor ligado era abaixada com o auxílio de um tensor através da escotilha e iniciava um voo independente. Para o pouso, a haste, na ponta da qual havia um laço em forma de trapézio, foi estendida para fora, e o avião, igualando a velocidade com a velocidade do dirigível, voou até o trapézio, agarrou-se a ele com um gancho especial e foi puxado para o hangar. Caças e bombardeiros de mergulho também foram criados, capazes de operar a partir de um porta-aviões. Depois de voar por dois anos, Akron morreu em uma forte tempestade. No mesmo 1933, os americanos ergueram no ar um zepelim da mesma série - Maсon, que também morreu dois anos depois, caindo em uma corrente descendente. E a construção de dirigíveis rígidos nos Estados Unidos cessou. Como já mencionado, por ocasião do 80º aniversário do Zeppelin, o gigante LZ-127 (236,6 m de comprimento e 30,5 m de diâmetro), batizado de Graf Zeppelin, desceu das ações de sua empresa. Ele fez 2700 voos, incluindo a primeira volta ao mundo. Ele, como outros dirigíveis alemães, usava hidrogênio. Mas não foi o ar que foi bombeado para as câmaras especiais com volume de 30 mil m3, mas o blaugaz, que foi usado como combustível. Conforme foi sendo consumido, o peso do dirigível permaneceu praticamente inalterado e não foi necessário sangrar o hidrogênio.
O último vôo do Graf Zeppelin foi feito em 1936, e em 1940 foi destruído por ordem do chefe da Luftwaffe, Hermann Goering: na nova guerra, ele contou com aeronaves. Assim terminou a história dos zepelins alemães. Em geral, os dirigíveis do sistema rígido anteciparam outros tipos de dirigíveis e aeronaves emergentes em termos de capacidade de carga, velocidade e alcance. Porém, na época da morte do porta-aviões Macon, a aeronave já havia sobrevoado o Oceano Atlântico, e o "templo voador do socialismo", a aeronave Maxim Gorky, era capaz de transportar 17 toneladas de carga útil - três vezes mais do que qualquer aeronave. Os zepelins na forma em que foram concebidos tornaram-se obsoletos. Hoje, a aeronáutica controlada está sendo revivida para outros fins e baseada em outras tecnologias. Autor: S.Apresov
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