Вторник, утро, 2 декабря — Я избавлен от своего беспокойства, услышав, что искатели приключений благополучно спустились недалеко от острова Адам до захода солнца. Это место находится почти в 7 лье от Парижа. Если бы ветер дул свежий, они могли бы улететь гораздо дальше.
P.S. Вторник, вечер... Я слышу далее, что путешественники имели полный контроль над каретой, спускаясь по своему желанию, выпуская часть воспламеняющегося воздуха, и поднимаясь снова, сбрасывая часть песка; что они спустились над полем так низко, что разговаривали с рабочими, пролетая мимо, и снова поднялись, чтобы перелететь холм. Маленький баллон, упавший в Венсене, показывает, что, поднимаясь выше, он встретил поток воздуха в противоположном направлении; наблюдение, которое может быть полезно будущим воздушным путешественникам.
Б. Франклин.
ПРИЛОЖЕНИЕ III
SUCCESSFUL MILITARY DIRIGIBLE BALLOONS
France
The Clément-Bayard II[80]
Clément-Bayard II можно отнести к дирижаблям, обычно называемым «гибкими». Форма его корпуса сохраняется не за счет жесткого каркаса, а за счет внутреннего давления газа, поддерживаемого баллонетами, питаемыми вентиляторами. Более того, подвеска, которая связывает оболочку и гондолу в единое целое, состоит полностью из гибких элементов, без какой-либо жесткой промежуточной структуры.
Таким образом, общий план аппарата включает три заметные особенности, хорошо выраженные и четкие по характеру:
(a) Оболочка в форме рыбы с основным сечением, расположенным далеко впереди, — форма, благоприятная как для скорости, так и для устойчивости.
(b) Ферменная балочная гондола, длина которой позволяет распределить нагрузку по корпусу, тем самым сохраняя точность его очертаний. Самые мелкие, технические и механические детали изучались в течение восемнадцати месяцев г-ном Клеманом и его преданным сотрудником, инженером Сабатье. Балочная гондола, как будет видно далее, особенно хорошо спроектирована, чтобы служить гондолой, опорой и элементом жесткости. К оболочке не прикреплено никакого стабилизирующего устройства; все они закреплены на гондоле, на которой также смонтирована полная силовая установка.
(c) Подвеска, которая связывает плавучую оболочку с гондолой, не служит никакой другой цели. Обратите внимание также на остроумное расположение двух двигателей и двух пропеллеров, образующих две независимые системы, но объединяемые при определенных условиях. Размещение пропеллеров, рулей и стабилизирующих поверхностей высоко над дном гондолы страхует их от опасного контакта при посадке или во время маневрирования вблизи земли.
Оболочка изготовлена из прорезиненной ткани Continental. Ее объем составляет 7000 кубических метров, длина — 76,5 метра, а основной диаметр — 13,22 метра, или удлинение в 5,76 диаметра. Внутри газовой оболочки находится воздушный мешок объемом 2200 кубических метров. Он разделен на два отсека, Q и Q', которые могут наполняться воздухом вместе или по отдельности через воздуховод Q, соединенный с воздуходувкой P, приводимой в действие двумя двигателями или вручную, когда это необходимо. Баллон в собственном смысле слова включает два газовых клапана R. Каждый отсек баллонета имеет один воздушный клапан S. Клапаны типа Clément-Bayard-Chauvière — автоматические. Их конструкция настолько совершенна, что впервые во Франции, по крайней мере на баллоне столь большого объема, воздуходувка работает непрерывно в постоянном сообщении с баллонетом, при этом давление в оболочке остается неизменным благодаря регулярной работе клапанов, которые срабатывают при давлении, на которое они настроены. В случае чрезвычайной ситуации ими также можно управлять вручную с мостика пилота. На верхней стороне оболочки имеются три разрывных шва: один посередине, другие ближе к концам. Эти разрывные панели могут работать вместе или по отдельности и позволяют быстро сдуть баллон.
Длинная гондола прикреплена к корпусу с помощью лапок из пеньковой парусины, закрепленных на леере, проходящем вдоль оболочки ниже экватора; эти лапки внизу заканчиваются стальными подвесными тросами, закрепленными на гондоле. Ниже основного леера находятся другие, к которым прикреплены лапки косых тросов, обеспечивающие идеальную целостность оболочки и гондолы. Стальные тросы-подвесы имеют остроумную запатентованную регулировочную лебедку. Балочная гондола состоит из решетчатой фермы, построенной из стальных труб, соединенных чугунными узлами и стальными растяжками. Вся ее длина составляет 45 метров, из которых 14,5 метра составляют собственно гондолу. Она разделена на сегменты, которые легко демонтируются, что делает ее легко транспортируемой грузовиком или по железной дороге. Передний сегмент A сужается к передней части до острого конца и имеет треугольное поперечное сечение. Средний сегмент B, составляющий гондолу, имеет четырехугольное сечение переменного размера. Задний сегмент D имеет треугольное сечение, постепенно уменьшающееся к хвосту, который поднимается к своего рода хвосту, поддерживающему оперение и рули направления. Вся балочная гондола, находясь на земле, опирается на два пневматических амортизатора U, U, выступающих из ее пола.
Собственно гондола состоит из трех частей: впереди — моторный и машинный отсек шириной 2,5 метра; посередине — приподнятый мостик N для пилота и его помощника; сзади — пассажирская кабина длиной 8 метров, шириной 1,3 метра и высотой 2 метра для наблюдателей и установки беспроводного телеграфа. Два резервуара для бензина M, m расположены над пассажирской кабиной около центра давления. Воздуходувка P для баллонетов и направляющие тросы T расположены над мостиком пилота.
В моторном отсеке симметрично расположены два двигателя Bayard-Clément G G, разделенные достаточно широко, чтобы обеспечить свободный проход между ними. Каждый двигатель эластично закреплен для предотвращения вибраций и соединяется с трансмиссионным валом через коробку передач с переменной скоростью. Двигатели могут работать раздельно или вместе через соединительную цепную передачу и развивают по 100–130 лошадиных сил каждый. Охлаждение каждого двигателя осуществляется алюминиевым радиатором L L с большой поверхностью.
Пропеллеры Chauvière K K диаметром шесть футов приводятся в действие валами и зубчатыми колесами с нормальной скоростью 250 оборотов в минуту. Специальное записывающее устройство служит для отображения их тяги в каждый момент времени, а также крутящего момента двигателей.
Пилот, стоящий на мостике, откуда он имеет ясный обзор, несет непосредственную ответственность за движения судна. Перед ним находятся различные органы управления, которыми он должен пользоваться, и различные индикаторы, которые он должен проверять. Это штурвал направления, манометры, анероидные и регистрирующие барометры, инклинометр, управление воздуходувкой для регулирования количества и распределения давления, штурвал руля высоты, управление зажиганием, разрывной шнур, шнур освобождения направляющего троса и система передачи приказов механикам, с помощью которой он может управлять двигателями и воздуходувками, подающими воздух в радиатор и баллонет.
Направление и дифферент судна в полете контролируются рулями и оперением в задней части, а его высота от минуты к минуте регулируется бипланом руля высоты E', площадью 30 квадратных метров, расположенным над гондолой в средней части судна.
Patrie [81]
Patrie, третий в своем типе, впервые начал эксплуатироваться в 1906 году. Газовый мешок первого баллона был построен Суркуфом в Бийанкуре, Париж. Механическая часть была построена на сахарном заводе Лебоди. С тех пор газовые мешки строились в эллинге Лебоди в Муассоне, недалеко от Парижа, под руководством их аэронавта Жюшма. Газовый мешок Patrie имел длину 197 футов с максимальным диаметром 33 фута 9 дюймов, расположенным примерно на 2/5 длины от передней части; объем 111 250 кубических футов; длина примерно шесть диаметров. Это соотношение, вместе с сигарообразной формой, соответствует планам дирижабля полковника Ренара, построенного и эксплуатировавшегося во Франции в 1884 году; та же общая форма и пропорции встречаются в Ville de Paris.
Первый Lebaudy был заострен сзади, что общепризнанно является правильной формой для наименьшего сопротивления, но для поддержания устойчивости было признано необходимым установить там горизонтальную и вертикальную плоскости, поэтому его пришлось сделать эллипсоидом вращения, чтобы обеспечить крепление для этих плоскостей.
Баллонет для воздуха имел вместимость 22 958 кубических футов, или около 1/5 общего объема. Это рассчитано на то, чтобы позволить достичь высоты около одной мили и иметь возможность вернуться на землю, сохраняя газовый мешок всегда жестким. Чтобы спуститься с высоты одной мили, газ выпускался бы через клапан, затем воздух накачивался бы в баллонет, чтобы сохранить газовый мешок жестким, причем эти две операции выполнялись бы попеременно. При достижении земли с высоты одной мили воздух находился бы в середине нижней части газового мешка и не заполнил бы баллонет полностью. Чтобы предотвратить перекатывание воздуха из одного конца в другой при килевой качке дирижабля, что вызывает неустойчивость, баллонет был разделен на три отсека перегородками из непроницаемой ткани. В этих перегородках было проделано множество мелких отверстий, через которые воздух в конечном итоге достигал двух концевых отсеков.
В сентябре 1907 года Patrie был увеличен на 17 660 кубических футов за счет добавления цилиндрической секции при максимальном диаметре, что увеличило длину, но не максимальный диаметр.
Газовый мешок. — Газовый мешок раскроен на панели; материал — прорезиненная ткань, изготовленная компанией Continental в Ганновере, Германия. Он состоит из четырех слоев, расположенных следующим образом:
Weight oz. per
square yard.
a. Outer layer of cotton cloth covered with lead chromate 2.5
b. Layer of vulcanized rubber 2.5
c. Layer of cotton cloth 2.5
d. Inner layer of vulcanized rubber 2.21
———
Total weight 9.71
Полоса этой ткани шириной в один фут рвется при натяжении около 934 фунтов. Давление около одного дюйма водяного столба может поддерживаться в газовом мешке без опасности. Хромат свинца снаружи предназначен для предотвращения проникновения актиничных солнечных лучей, которые вызвали бы разрушение резины. Тяжелый слой резины предназначен для предотвращения утечки газа. Внутренний слой резины предназначен лишь для предотвращения разрушения ткани примесями в газе. У этого материала основа двух слоев хлопчатобумажной ткани идет в одном направлении, и он называется прямониточным. Материал в баллонете весит всего около 7¾ унции на квадратный ярд и имеет прочность около 336 фунтов на погонный фут. Когда Patrie был увеличен в сентябре 1907 года, спецификации материала допускали максимальный вес 10 унций на квадратный ярд, минимальную прочность 907 фунтов на погонный фут и потерю 5,1 кубического дюйма водорода на квадратный ярд за двадцать четыре часа при давлении 1,18 дюйма водяного столба. Полосы ткани наклеиваются поверх швов внутри и снаружи раствором резины, чтобы предотвратить утечку через стежки.
Подвеска. — Одной из характеристик Patrie является «короткая» подвеска. Вес гондолы распределен примерно на 70 футов длины газового мешка. Для этого к нижней части газового мешка прикреплена эллиптическая рама из никель-стальных труб; стальные тросы идут от нее вниз к гондоле. Небольшая пеньковая сеть прикреплена к газовому мешку с помощью коротких деревянных поперечин, или клевантов, которые вставляются в отверстия в прочной брезентовой ленте, пришитой непосредственно к газовому мешку. Металлическая рама, или платформа, прикреплена к этой сети с помощью клевантов, так что ее можно быстро снять при демонтаже дирижабля для транспортировки. Раму также можно разобрать, 28 стальных тросов диаметром около 0,2 дюйма идут от рамы вниз к гондоле и расположены треугольниками. Благодаря невозможности деформации треугольника между гондолой и газовым мешком поддерживается жесткость.
Возражением против «короткой» подвески Patrie является деформация газового мешка. Отчетливая кривая видна посередине.
Гондола. — Гондола изготовлена из никель-стальных труб (12 процентов никеля). Этот металл обеспечивает наибольшую прочность при минимальном весе. Гондола имеет форму лодки, около 16 футов в длину, около 5 футов в ширину и 2½ фута в высоту. Около 11 футов отделяют гондолу от газового мешка. Чтобы предотвратить любую возможность передачи огня от двигателя к водороду, стальной каркас под газовым мешком покрыт негорючим материалом.
Пилот стоит в передней части гондолы, двигатель — посередине, инженер — сзади. Предусмотрено место для установки телефотографического аппарата и для ацетиленового прожектора мощностью 100 свечей. Под гондолой построена прочная пирамидальная стальная конструкция, направленная вниз. При посадке острие первым касается земли, и это защищает гондолу, и особенно пропеллеры, от повреждений. Гондола покрыта для уменьшения сопротивления воздуха. Однако она настолько низкая, что часть оборудования и большая часть тел тех, кто находится внутри, открыты, поэтому общее сопротивление гондолы велико.
Двигатель. — Первый Lebaudy имел бензиновый двигатель Daimler-Mercedes мощностью 40 лошадиных сил. Patrie приводился в движение 4-цилиндровым бензиновым двигателем Panhard et Levassor мощностью от 60 до 70 лошадиных сил, совершающим 1000 об/мин.
Пропеллеры. — Имеются два стальных пропеллера диаметром 8½ футов (по две лопасти каждый), расположенных по обе стороны от двигателя, что обеспечивает кратчайшую и наиболее экономичную передачу. Чтобы избежать любой тенденции к скручиванию гондолы, пропеллеры вращаются в противоположных направлениях. Они «высокоскоростные», совершающие 1000–1200 об/мин.
Бензиновый бак расположен под гондолой внутри пирамидальной рамы. Бензин подается к двигателю под давлением воздуха. Выхлоп находится под задней частью гондолы, направлен вниз и закрыт металлической сеткой для предотвращения выхода пламени. Вентилятор, который нагнетает воздух в баллонет, приводится в действие двигателем, но также предусмотрено динамо, чтобы вентилятор всегда мог продолжать работать, даже если двигатель остановится. Это очень важно, так как давление внутри газового мешка должно поддерживаться, чтобы последний оставался жестким и сохранял свою форму. Всего имеется пять клапанов, частично автоматических, а частично как автоматических, так и управляемых из гондолы с помощью шнуров. Клапаны в баллонете открываются автоматически при меньшем давлении, чем газовые клапаны, так что при расширении газа весь воздух вытесняется из баллонета до того, как произойдет какая-либо потеря газа. Клапаны баллонета открываются при давлении около 0,78 дюйма водяного столба, газовые клапаны — при давлении около 2 дюймов.
Устойчивость. — Вертикальная устойчивость поддерживается с помощью фиксированных горизонтальных плоскостей. Одна из них, имеющая поверхность 150 квадратных футов, прикреплена к задней части газового мешка и благодаря своему расстоянию от центра тяжести очень эффективна. Эллиптическая рама, прикрепленная под газовым мешком, имеет площадь 1055 квадратных футов, но из-за близости к центру тяжести мало влияет на устойчивость. Сразу за эллиптической рамой находится устройство, похожее на оперение стрелы. Оно состоит из горизонтальной плоскости площадью 150 квадратных футов и вертикальной плоскости площадью 113 квадратных футов. Для поддержания горизонтальной устойчивости, то есть для того, чтобы дирижабль мог двигаться вперед по прямой линии, не отклоняясь в стороны, используются фиксированные вертикальные плоскости. Одна из них проходит от центра до задней части эллиптической рамы и имеет площадь 108 квадратных футов.
В дополнение к вертикальной поверхности площадью 113 квадратных футов в задней части эллиптической рамы имеется фиксированная плоскость площадью 150 квадратных футов в задней части газового мешка. Чтобы закрепить две перпендикулярные плоскости в задней части этого газового мешка, к нему непосредственно пришиты тканевые клапаны. В клапаны помещены никель-стальные трубки, которые затем шнуруются поверх трубок. С этими трубками в качестве основы прикрепляется легкий трубчатый и проволочный каркас, на который натягивается водонепроницаемая ткань. Дополнительные распорки идут от одной поверхности к другой и от каждой поверхности к газовому мешку. Руль направления находится сзади под газовым мешком. Он имеет площадь около 150 квадратных футов и сбалансирован.
Подвижная горизонтальная плоскость вблизи центра тяжести, над гондолой, используется для создания восходящего или нисходящего движения, или для предотвращения непроизвольного подъема или падения дирижабля из-за расширения или сжатия газа или по другим причинам. После принятия этой подвижной горизонтальной плоскости потеря газа и балласта была сведена к минимуму. Балласт перевозится в 10- и 20-фунтовых мешках с песком. Через дно гондолы проходит труба, из которой выбрасывается балласт.
Имеются два длинных направляющих троса, один прикреплен к передней части эллиптической рамы, а другой — к гондоле. При посадке сначала захватывается передний, чтобы удерживать дирижабль носом к ветру. Затем двигатель можно остановить, а спуск осуществить, потянув за оба направляющих троса. Тяжелый трос длиной 22 фута весом 110 фунтов прикреплен к концу 164-футового направляющего троса. Его можно сбросить при посадке, чтобы предотвратить слишком быстрое приближение к земле. Оборудование гондолы включает «сирену», рупор, почтовых голубей, железные штыри и веревку для постановки дирижабля на якорь, запас топлива и воды, а также огнетушитель.
После увеличения в сентябре 1907 года Patrie совершил ряд длительных полетов на высоте от 2500 до 3000 футов. В ноябре 1907 года он пролетел из Парижа в Верден, недалеко от германской границы, расстояние около 175 миль, примерно за 7 часов, перевозя четырех человек. Этот полет был совершен при легком ветре, дувшем с северо-востока. Его курс был восточным, так что ветер был неблагоприятным. В пятницу, 20 ноября 1907 года, во время полета недалеко от Вердена двигатель остановился из-за проблем с карбюратором. Дирижабль дрейфовал по ветру к деревне примерно в 10 милях оттуда, где он благополучно приземлился. Карбюратор был отремонтирован 20-го числа. Вскоре после этого поднялся сильный ветер и сорвал некоторые железные колья, которыми он был закреплен. Это позволило дирижаблю развернуться бортом к ветру; затем он накренился на бок настолько, что часть мешков с балластом выпала. 150 или 200 солдат, которые держали тросы, были протащены по земле, пока ответственный офицер не приказал отпустить их. После освобождения он поднялся и был унесен ветром через север Франции, пролив Ла-Манш и в северную часть Ирландии. Там он ударился о землю, сломав один из пропеллеров, а затем дрейфовал в море.