Необычные летательные аппараты. Парусные дирижабли

Сразу после того, как взлетел первый аэростат-монгольфьер, остро встал вопрос об управлении полётом. Человечество тогда знало немного способов управлять движением кораблей - весла и паруса. Их и попытались сразу же использовать для воздушных кораблей.

На своём аэростате Бланшар при перелёте через Ла Манш использовал и парус и весла.

И то и другое оказалось полезным только в качестве балласта.

Но другого способа управлять полётом ещё долго не будет. Поэтому вновь и вновь к идее гребного дирижабля будут возвращаться изобретатели. Но это другая история.

А использование паруса было отвергнуто сразу. Аэростат летит со скоростью ветра, поэтому на парусе не возникает никакой силы. Казалось бы тупик. Но даже если вас съели, у вас есть два выхода. Вот и для паруса на аэростате нашли два решения.

Первое решение - шведский инженер Андре предложил тормозить шар с помощью волочащихся в воде или по льду канатов-гайдропов. В результате скорость шара относительно воздуха оказывалась достаточной, чтобы использовать паруса для отклонения траектории от направления ветра на несколько десятков градусов.

Метод был успешно опробован на малом воздушном шаре и реализован на большом шаре Орёл, предназначенном для трансарктического перелёта через Северный полюс.

Отправление шара Орёл в полёт. На фото видны гайдропы и треугольные паруса для управления. Волны от гайдропов на воде демонстрируют довольно крутой разворот.

Собственно парус:

При старте летом 1897 года аэростат практически сразу потерял два из трёх гайдропов, набрал большую высоту и превратился в неуправляемый воздушный шар. Ветер, который нёс его к Северному полюсу, несколько раз менял направление. Способность удерживать водород оказалась хуже расчётной, и шар ударился о лёд. 40 часов его волочило, пока движение окончательно прекратилось.

Шар Орёл после аварии. Снимок обнаружен на месте гибели экспедиции. 

Экспедиция попыталась добраться до базы на островах Франца Иосифа, но льды сносили их на запад. В конце концов аэронавты придрейфовали к необитаемому острову Белый на Шпицбергене, где и погибли.

Лагерь экспедиции были обнаружен только в 1930 году.

Второе решение - использовать обтекание воздухом при снижении или наборе высоты. Парусом при этом становится сам аппарат.

Американец Соломон Эндрюс в 1863 году построил Aereon I,  представлял собой три цилиндрических корпуса, между которыми была установлена перепонка.

Меняя положение гондолы и, соответственно, центр тяжести, пилот добивается наклона аппарата в ту или другую сторону.

Сбрасывая балласт или стравливая водород он обеспечивал движение дирижабля вверх или вниз. При обтекании наклонной плоскости вертикальным потоком возникала горизонтальная составляющая аэродинамической силы. Аппарат мог двигаться в желаемую сторону, в том числе против небольшого ветра, чередуя подъёмы и спуски.

Aereon совершил свой первый полёт 1 июня 1863 года. По свидетельству очевидцев дирижабль, периодически увеличивая и уменьшая высоту летел навстречу ветру, имеющему скорость около 10 миль в час, и (видимо, впервые в мире) смог вернуться к месту старта. Но балласт и газ - ресурс ограниченный. Максимум что мог Aereon I - описывать круги радиусом несколько сот литров метров (с, День радио). Эндрюс пытался продать изобретение военным, благо шла гражданская война, но те сказали, что аппарат, способный маневрировать в пределах дальности стрелкового оружия им не интересен.

Эндрюс построил Aereon II, который для вертикального перемещения использовал не балласт и выпуск газа, а систему тросов и шкивов, которые сжимали газ или позволяли ему расширяться. Потом эту идею пытался реализовать советский Дирижаблестрой в цельнометаллическом дирижабле Циолковского, но это совсем другая история.

25 мая 1865 года, на Aereon II Эндрюс пролетел над Манхэттеном с юга на север и обратно. Он зарегистрировал первую в мире авиакомпанию Aerial Navigation Co, которая планировала пассажирские рейсы между  Нью-Йорком и Филадельфией.

Однако послевоенный кризис тогда обанкротил сотни банков и фирм, и компания Aerial Navigation Co. тоже обанкротилась.

Идея не была забыта.

Проект гибридного дирижабля Aereon III был предложен американской компанией Aereon Corporation в 1956 году. Подъём осуществлялся нагревом гелия пропановыми горелками, спуск - охлаждением забортным воздухом, который между баллонетами прокачивали вентиляторы.

Постройка тянулась долго из-за недостатка финансов. Весной 1966 года опытный образец удалось вывести из ангара для проведения летных испытаний.
 

Во время руления экспериментальный ЛА столкнулся с проблемой в виде бокового ветра скоростью 7-8 м/с. Из-за большой парусности и очередного порыва ветра аппарат не смог затормозить у торца полосы, и летчик попытался выполнить разворот. При таком маневре прототип наклонился набок и завалился на две стойки шасси, подняв третью и подставив днище под ветер. Один из двух пилотов предпочел выпрыгнуть из кабины, не дожидаясь крушения. После этого ветер перевернул аппарат, и тогда его покинул второй летчик. Затем машина совершила второй переворот и остановилась.
 

____________________________________