Лосик С. А., Козлов И. А. 
Оборудование дирижаблей 


--------------------------------------------------------------------------------
 
 

Издание: Лосик С. А., Козлов И. А. Оборудование дирижаблей. — М-Л.: Оборонгиз, 1939.. — 212 с. Тираж 1300. Цена 12 руб. в переплете. 
Scan: Андрей Мятишкин (amyatishkin@mail.ru) 

Аннотация издательства: Книга состоит из восьми глав, в которых изложен материал, относящийся к оборудованию современных дирижаблей.
Кроме описания конструкций различных агрегатов и приспособлений авторы приводят расчетные данные и практические указания для проектирования того или иного устройства.
Отдельная глава посвящена планировке и описанию внутреннего устройства помещений дирижаблей с критической оценкой уже осуществленного оборудования новейших дирижаблей.
Книга предназначается в качестве учебного пособия для студентов старших курсов дирижабельной специальности. Вместе с тем книга может быть использована конструкторами, работающими в области проектирования дирижаблей. 

Книга в формате DjVu: — 4680 кб 

Невыправленный текст в формате TXT — 454 кб 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
Предисловие (стр. 3) 
Введение (стр. 4) 
Глава I. Газовая система (стр. 8) 
1. Аэростатные газы (стр. 8) 
2. Устройство газовой системы (стр. 11) 
3. Газовые клапаны (стр. 20) 
4. Газовые шахты (стр. 33) 
5. Управление газовыми клапанами (стр. 36) 
6. Контроль газового состояния дирижабля (стр. 40) 
Глава II. Воздушная система (стр. 44) 
1. Устройство воздушной системы дирижабля (стр. 44) 
2. Воздухоулавливатели, их конструкция и способы крепления (стр. 47) 
3. Вентиляторы (стр. 53) 
4. Воздушные клапаны (стр. 55) 
5. Управление воздухом (стр. 59) 
6. Выбор и расчет системы воздухопитания (стр. 62) 
Глава III. Балластная система (стр. 65) 
1. Балласт, его назначение и разновидности (стр. 65) 
2. Устройство балластной системы (стр. 67) 
3. Балластные баки (стр. 71) 
4. Конструкции креплений балластных баков (стр. 80) 
5. Балластные мешки (стр. 90) 
6. Управление балластом (стр. 95) 
Глава IV. Система управления рулями (стр. 101) 
1. Назначение, общее устройство и различные системы управления рулями (стр. 101) 
2. Рулевые механизмы (стр. 108) 
3. Штурвальная проводка (стр. 114) 
Глава V. Причально-посадочные устройства (стр. 118) 
1. Причально-посадочные устройства различных дирижаблей (стр. 118) 
2. Устройства для стоянки дирижабля и причаливания его на руки стартовой команды (стр. 122) 
3. Устройства для причаливания и стоянки на мачте (стр. 129) 
4. Механизированный ввод и вывод дирижабля из эллинга (стр. 138) 
5. Посадка дирижабля на водную поверхность (стр. 139) 
Глава VI. Оборудование гондол управления (стр. 140) 
1. Назначение и внутреннее устройство гондол (стр. 140) 
2. Планировка и оборудование рабочих мест экипажа в рубке управления (стр. 141) 
3. Планировка и оборудование рубок управления различных дирижаблей (стр. 145) 
4. Аэронавигационное оборудование, его размещение и устройство (стр. 155) 
Глава VII. Планировка и внутреннее устройство помещений дирижабля (стр. 167) 
1. Планировка пассажирских помещений (стр. 168) 
2. Внутреннее устройство пассажирских помещений (стр. 177) 
3. Помещения для экипажа (стр. 186) 
4. Служебные помещения (стр. 190) 
5. Ходы сообщения (стр. 192) 
6. Отопление и вентиляция помещений дирижабля (стр. 197) 
7. Электрооборудование дирижабля (стр. 199) 
Глава VIII. Специальное оборудование (стр. 201) 
1. Аварийно-спасательное оборудование и снаряжение (стр. 201) 
2. Противопожарные меры на дирижаблях (стр. 203) 
3. Гондолы наблюдения (стр. 204) 
4. Прием самолетов на борт дирижабля (стр. 206) 
Указатель литературы (стр. 209) 



---------------------------------------------------------------------------------------------------------------





С. А. ЛОСИК и И. А. КОЗЛОВ
ОБОРУДОВАНИЕ ДИРИЖАБЛЕЙ
Цена 12 руб. в переплете
НКАП СССР ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ОБОРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
МОСКВА 1939 ЛЕНИНГРАД
Книга состоит из восьми глав, в которых изложен материал, относящийся к оборудованию современных дирижаблей.
Кроме описания конструкций различных агрегатов и приспособлений авторы приводят расчетные данные и практические указания для проектирования того или иного устройства.
Отдельная глава посвящена планировке и описанию внутреннего устройства помещений дирижаблей с критической оценкой уже осуществленного оборудования новейших дирижаблей.
Книга предназначается в качестве учебного пособия для студентов старших курсов дирижабельной специальности. Вместе с тем книга может быть использована конструкторами, работающими в области проектирования дирижаблей.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В технической литературе на русском языке имеется немало книг, освещающих общие вопросы конструкций дирижаблей. Однако до сих пор вопросам оборудования дирижаблей, имеющим одно из первенствующих значений в проектировании, постройке и эксплоатации дирижаблей, не уделялось достаточного внимания.
Отрывочные не систематизированные сведения по различным вопросам оборудования дирижаблей разбросаны по различным техническим журналам, изданным на разных языках и в разное время. Все это затрудняет изучение круга вопросов, связанных с конструированием оборудования современных дирижаблей. Авторы настоящей книги поставили себе целью собрать и систематизировать эти материалы, использовав опыт, накопленный ими в процессе проектирования и постройки наших советских дирижаблей.
Книга рассчитана на студентов старших курсов дирижабельной специальности и предполагает, что читатель знаком в общих чертах с устройством дирижаблей. Кроме того, книга может быть полезна для всех, кто так или иначе занят вопросами проектирования, постройки и эксплоатации дирижаблей.
Новизна дисциплины, обилие круга рассматриваемых вопросов, наличие еще многих неразрешенных вопросов, - все это не дает возможности изложить материал В9ех глав книги одинаково полно.
Авторы с благодарностью примут все замечания и пожелания читателей, с тем чтобы использовать их для последующего издания.
Авторы.
ВВЕДЕНИЕ
Современное передвижение воздухоплавательных аппаратов в воздухе основано на двух основных принципах: аэродинамическом и аэростатическом.
В соответствии с этим различают две смежные области техники: авиацию и воздухоплавание.
К летательным аппаратам, осуществляющим полет по первому принципу, аэродинамическому, относятся аппараты тяжелее воздуха, или самолеты, подъемная сила которых создается динамическим давлением воздуха на несущие поверхности крыльев.
К летательным аппаратам, основанным на аэростатическом принципе полета, относятся аппараты легче воздуха, которые поддерживаются в воздухе подъемной силой заключенного в их корпусе газа, более легкого, чем атмосферный воздух..
В современном воздухоплавании применяются: аэростаты, свободные и привязные, а также дирижабли.
Свободные аэростаты допускают управление движением только в вертикальной плоскости полета (выпуск части газа для снижения и выбрасывание балласта для подъема) и способны к перемещению только по направлению движения воздуха.
Привязные аэростаты совершают подъем и спуск, оставаясь прикрепленными к стальному тросу, ведущему к барабану специальной лебедки, расположенной на земле.
Дирижабль, или управляемый аэростат (воздушный корабль, воздушное судно), в отличие от аэростатов свободных и привязных, допускает управление и перемещение не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости полета.
По характеру конструкции и способу сохранения неизменяемости формы дирижабли разделяются на мягкие, полужесткие и жесткие.
В дирижаблях мягкого типа (фиг. 1) основной частью, несущей грузы, является газонепроницаемая оболочка. Неизменяемость формы оболочки достигается избыточным давлением (сверхдавлением) воздуха, нагнетаемого в воздушные баллонеты при помощи специальных устройств. Гондола дирижабля крепится к оболочке при помощи подвесной системы. Внутри гондолы размещаются: экипаж, пассажиры, грузы, горючее, балласт; снаружи гондолы крепятся моторы. Для регулирования величины подъемной силы на оболочке устанавливаются газовые клапаны. Управление рулями осуществляется при помощи тросовых тяг, которые идут к рулям, установленным в кормовой части дирижабля. На оболочке крепятся тросы, служащие для удержания дирижабля у земли.
В отличие от мягкого дирижабля, оболочка дирижабля полужесткого типа (фиг. 2) имеет металлическую ферму, называемую килевой. Последняя придает жесткость оболочке, воспринимает изгибающие нагрузки и служит для распределения по ней эксплоатационных и других грузов. Непосредственно к килю крепится главная гондола. Моторные гондолы предназначены для установки в них винтомоторной группы; там же располагается во время работы бортмеханик. Горючее, балласт и другие грузы размещаются внутри килевой фермы.
/
-//
' /\ 11 " •
Л 7^iL^ ~-"-i№
Л7
Фиг. I. Схема устройства дирижабля мягкого типа:
1 - наружная оболочка, 2 - газовое пространство, 3 - баллонет, 4 - диафрагма, 5 - гондола, 6 - стропы подвески гондолы, 7 - воздухопровод, S - заслонка, S - моторы, ю - стабилизаторы, И - руль направления, 12 - трубы носового усиления, 13 - поясные, 14 - газовые клапаны, 15 - тяги управления клапанами, 16 - воздушные клапаны, 17 - тяги управления воздушными клапанами, IS - пилоны, 19 - штуртросы управления рулями, 20 - штурвал направления, 21 - тяги управления клапанами, 22 - штурвал высоты, 23 - манометры давления.
Г** . 20 22. 23
in __
	'1&8|
	С ? F К
	&!§•? О со О ri§s
	1 "и .
	*v H га В К к
	_т2 га о
	Э§ЙЕ .
	l&iti
	iiig
	,м§ЭН, "32 -5
	S г " я
	H ft rf
	0} J О О Qw H 0
	Ь ^ л rt
	>, 2 д
	giS 1
	w Ч а с.
г	gll--о о о ь
к	аь о Е- О О
ч ю СЗ	1 °оЗ 4э§п
? ё.	г PI
	" f. "
н	cts-*
о	Е^к
t. Q	§^?s
1 О	Tlflf -0 ft И EH
i >. о с.	gfeli к " - >, p, о В ftp о Tsl|§
СЗ	^l§g 1
02 5	tffSS1"
-5	ной
О Q-	fti л ^- JT S"-Hc"H?
Н о >>	S " и rt E- S :K i-a О c_ Д g Й
	К ft К И
S	"2S§
? U	ta 53 в в и н д и SS 1 &
(М	а "о t*j EH GJ--I
ц_	I|4
	Sgg
1	^gge "CO
	" 1 55 s*sg &: -"o
	&5 н g
	tS"S
	I&SK
	i &4 Я 2
	Я ffi
	-1кЙё
	c. ft^:
	- a ^ o
	та о к о К ?
	К cr 1 cs
	о S^ К
	RP,^ a
	ОЕ- В Ю -- ,ГО
	о 5 i ^
	"egg
	gSn^ 5 f n S
	к ^ -
	^=o ftp
c= - tD К
И?й Т
В дирижаблях жесткого типа (фиг. 3, см. вклейку в конце книги) внешняя неизменяемость формы создается жестким каркасом, изготовленным из дуралюминовых профилей. Каркас обтягивается снаружи материей, способной .противостоять атмосферным влияниям. Каркас составлен из поперечных и продольных элементов; поперечные называются шпангоутами, а продольные - стрингерами. Подъемный газ содержится в нескольких отдельных, изолированных друг от друга газовых баллонах, изготовленных из газонепроницаемой материи. Все эксплоата-ционные грузы (горючее, масло, балласт), а также и другая полезная нагрузка, размещаются в килевом коридоре, идущем вдоль всего дирижабля. Между соседними газовыми баллонами вертикально располагаются газовые шахты, служащие для установки газовых клапанов, предназначенных для выхода газа и вентиляции воздушной прослойки дирижабля. Оперение и органы управления составляют одно целое с каркасом дирижабля. Дирижабли жесткого типа являются наиболее совершенным типом.
Приведенная классификация по трем основным типам не исчерпывает всех разновидностей дирижаблей, описания которых приводятся в специальных курсах.
При проектировании воздушных дирижаблей вопросы оборудования их занимают одно из самых видных мест. Оборудование дирижаблей весьма разнообразно по своему характеру, поэтому при проектировании дирижаблей необходимо особо тщательно подходить к рациональному выбору и размещению его.
Оборудование дирижабля слагается из различного рода устройств, приспособлений и механизмов, которые по роду
выполняемых им задач можно объединить в несколько групп, перечисленных ниже.
I. Моторное оборудование обеспечивает нормальную работу винтомоторной группы и включает в себя моторную установку, систему питания горючим и систему маслопитания.
II. Электрооборудование обеспечивает снабжение дирижабля электроэнергией для осветительных целей и служит источником питания отдельных устройств, например радио, подъемных механизмов и пр.
III. Радиооборудование дирижабля служит для осуществления связи с земными радиостанциями и рациями других дирижаблей, что облегчает выполнение полета до установленному маршруту.
IV. Специальное оборудование зависит от назначения дирижабля и характера выполняемых им заданий. Сюда включаются: стрелково-артиллерийское оборудование и вооружение дирижабля, фотооборудование, оборудование для сигнализации и связи, гондолы наблюдения, устройства для приема самолетов на борт и др.
V. Общее оборудование создает условия, обеспечивающие нормальную эксплоатацию и полет дирижабля в желаемом направлении, а также содержание его в эллинге и у причальной мачты.
Общее оборудование дирижабля слагается из следующих отдельных систем.
1. Газовая система включает в себя всевозможные устройства, необходимые для наполнения и опорожнения газовых баллонов газом, а также для удаления газа в атмосферу и вентиляции воздушной прослойки дирижабля. В эту же систему включаются механизмы для управления газом в целях регулирования подъемной силы и приборы, определяющие газовое состояние дирижабля.
2. Воздушная система на мягких и полужестких дирижаблях служит для обеспечения необходимой жесткости оболочка, что достигается подачей воздуха в баллонеты дирижабля. В воздушную систему включаются устройства для нагнетания воздуха (вентиляторы, воздухоулавливатели, воздухопроводы) и для выпуска воздуха из баллонетов (воздушные клапаны).
3. Балластная система на дирижабле служит средством регулирования подъемной силы газа. В эту систему входят резервуары для хранения балласта, устройства для перемещения его вдоль дирижабля (помпы и балластная магистраль), устройства для сбрасывания балласта и приборы, определяющие количество балласта на дирижабле.
4. Система управления рулями служит для изменения положения дирижабля в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Сюда относятся рулевые устройства и механизмы, проводка управления ими и компенсирующие устройства.
5. Причально-посадочные устройства служат для обеспечения стоянки дирижабля в различных условиях (стоянка на мачте и в эллинге), для приема дирижабля из полета (на руки старткоманды, на причальную мачту) и для осуществления маневров дирижабля у земли. К числу устройств этой системы относятся носовые причалы, гайдропное устройство, поясные и посадочные амортизаторы, различный такелаж для механизированного вывода и ввода корабля в эллинг и пр.
6. Оборудование гондол управления имеет своим назначением облегчить осуществление полетов дирижабля по заданному направлению. К оборудованию гондол относятся различные аэронавигационные и контрольно-моторные приборы, а также механизмы статического и динамического управления.
Для размещения и обслуживания пассажиров в полете служат пассажирские помещения. К числу специальных устройств, связанных с общим оборудованием, можно отнести устройства для приема самолетов в полете на борт дирижабля и для использования гондол наблюдения.
ГЛАВА 1 ГАЗОВАЯ СИСТЕМА
1. АЭРОСТАТНЫЕ ГАЗЫ
Воздушный корабль, наполненный газом, вытесняет своим объемом воздух, причем получаете^ направленная вверх "архимедова сила", равная весу замещенного воздуха и называемая в воздухоплавании подъемной силой. Следовательно, подъемная сила равна разности между весом вытесненного воздуха GB и весом газа Gr:
F = GB - Gr. (1)
Очевидно, что наилучшим решением вопроса о величине подъемной силы было бы создание в корпусе корабля полного вакуума. Однако идея "вакуумного аэростата" на практике неосуществима, так как вес корпуса, выдерживающего давление наружного воздуха, оказался бы настолько большим, что поглотил бы всю подъемную силу. Вот почему практическое осуществление воздухоплавания стало возможным только при применении легких газов, создающих в оболочке противодавление атмосферному воздуху.
Из формулы (1) видно, что чем легче применяемый газ, тем больше его подъемная сила. Становится ясным, что сам газ никакой подъемной силы не создает, а она является результатом разности удельных весов подъемного газа и наружного воздуха.
С начала возникновения воздухоплавания и до настоящего времени для наполнения воздушных кораблей применялось только четыре газа: нагретый воздух, светильный газ, водород и гелий.
Нагретый воздух в качестве подъемного газа применялся в ранней стадии развития воздухоплавания. Основоположники воздухоплавания братья Монгольфье (Montgolfier) во Франции в ноябре 1782 г. построили первый тепловой аэростат объемом- 20 м3, который поднялся на высоту 300 м. Подъем продолжался 10 мин., после чего содержавшийся в аэростате дым охладился и аэростат, хотя в нем не было груза, опустился на землю. При повторном опыте 5 июня 1783 г. был взят аэростат объемом в 600 м3 и положен груз в 230 кг; аэростат поднялся на высоту 2000 м и пролетел около двух км. В октябре того же года Этьен Монгольфье и Пилатр де Розье (Pilatre de Rozier) впервые в истории воздухоплавания поднялись в воздух на тепловом аэростате. Примерно через 150 лет после полетов первых аэронавтов воздухоплаватели Марек и Эмер совершили полет на "монгольфьере" объемом в 1800 м3; наполняющий оболочку воздух нагревался двумя горелками, работавшими на керосине.
Нагретый воздух как подъемный газ обладает несомненными достоинствами: малая стоимость, легкость добычи и безопасность, но вместе с тем быстрое его охлаждение влечет падение подъемной силы, что является крупным недостатком. Чтобы получить подъемную силу нагретого воздуха, равную хотя бы подъемной силе светильного газа, необходимо повысить его температуру до 370° С. Однако такая высокая температура не может быть допущена для газа, наполняющего аэростат, ввиду отрицательного влияния ее на оболочку. Если даже не учитывать последнего обстоятельства, то большой перепад между температурой в оболочке и наружным воздухом создает
8
быстрое охлаждение газа, что уменьшает подъемную силу аэростата. Так, например, снижение температуры внутри оболочки с 370 до 260° С понижает подъемную силу на 31%. Этот недостаток (быстрое охлаждение) ограничивает применение нагретого воздуха в качестве подъемного газа, и к нему прибегают редко - только для свободных аэростатов в случаях совершения непродолжительных полетов.
Светильный газ в качестве аэростатного газа был применен впервые в первой половине XIX в. в Англии Грином (Green). Светильный газ не имеет постоянного состава и представляет собой смесь водорода Н2 (40-56%) и метана СН4 (29-35%) с небольшим процентом содержания (13-31%) еще
Я4 Kg % чистоты
Фиг. 4. Влияние чистоты водорода и температуры на удельную подъемную силу.
SO 2Ь 8g 91 °/0 чистоты
Фиг. 5. Влияние чистоты гелия и температуры на удельную подъемную силу.
некоторых других газов (окись углерода, азот, тяжелые углеводороды, углекислый газ и др.). Средняя удельная подъемная сила светильного газа /0 =0,7 кг, что составляет около 60% подъемной силы водорода; удельный вес по воздуху колеблется в пределах 0,37-0,52; он горюч и с воздухом образует взрывчатые смеси.
Дешевизна и легкость добычи светильного газа являются его преимуществами. Однако вследствие малой подъемной силы и легковоспламеняем ости он все же не находит широкого применения и используется только в спортивном воздухоплавании. Так, например, международные состязания свободных аэростатов на дальность и продолжительность полета совершают до сих пор на светильном газе.
Водород - наиболее легкий из всех известных газов, а следовательно, имеет наибольшую подъемную силу. В качестве аэростатного газа он был применен впервые проф. физики Шарлем (Charles) во Франции. В августе 1783 г. Шарль поднял шелковый аэростат на высоту 900 м. На этом аэростате никто не поднимался. В том же году Шарль и Робер (Robert) поднялись на водородном аэростате диаметром приблизительно в 8 м. Эти первые опыты дали толчок в развитии воздухоплавательной техники, и водород как подъемный газ применяется и до настоящего времени.
Нормальная плотность fo водорода в химически чистом виде (вес 1 м3 при температуре 0° С и давлении 760 мм рт. ст.) равна 0,090 кг/м3. Молекулярный вес водорода 2,016; удельный вес по воздуху 0,0696, т. е. он в 14,4 раза легче воздуха. При нормальных условиях его удельная подъемная сила равна /о = 1,2028 кг. Водород, применяемый для аэростатов, обыкновенно далек от химической чистоты. Различные примеси увеличивают его вес до 0,13 кг/м3. Удельная же подъемная сила зависит еще и от температуры окружающего
воздуха, что видно из диаграммы (фиг. 4). Влияние чистоты газа на подъемную силу водорода относительно невелико. Присутствие воздуха в качестве примеси в определенном количестве делает водород взрывоопасным, а поэтому при уменьшении его чистоты необходимо заменять или освежать его. Нижний предел взрывчатости водорода составляет 9,5% водорода и 90,5% воздуха, а верхний предел 66,3% водорода и 33,7% воздуха.
Гелий относится к редким газам. Мысль о применении его в качестве аэростатного газа возникла давно, однако до 1917 г. гелий добывался в малых количествах лабораторным путем. Только в 1921 г. впервые был применен гелий в качестве подъемного газа на американском корабле С-7 и с этих пор гелий стал применяться в воздухоплавании.
Гелий несколько тяжелее водорода; вес 1 м3 в химически чистом виде равен 0,1785 кг, а удельный вес по воздуху 0,137. Подъемная сила его приблизительно на 7% ниже подъемной силы водорода (в химически чистом виде). Так же, как и для других аэростатных газов, подъемная сила гелия зависит от чистоты его и температуры окружающего воздуха, что видно из диаграммы, приведенной на фиг. 5. Абсолютная невоспламеняемость гелия является большим его преимуществом по сравнению с водородом.
В последнее время насчитывается весьма большое количество источников природных газов, содержащих гелий, но малый процент его содержания позволяет производить добычу только из небольшого числа открытых источников. Наибольшее количество гелия добывается в США.
В СССР уделяется большое внимание вопросу добывания гелия. В центральных районах уже проведены успешные опыты по получению гелия из природного газа и по добыванию его на специальной установке. Наряду с этим ведутся большие геологоразведочные работы в других районах страны. В 1937 г. началось строительство гелиевого завода.
Основные характеристики аэростатных газов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Основные характеристики химически чистых аэростатных газов *
Наименование газа	Молекулярный вес	Удельный вес по воздуху	Нормальная плотность То кг/м*	Удельная подъемная сила /о То воз fo газ кг	Подъемная сила в % от подъемной силы водорода
( при 0° С Воздух { при 60° С 1 при 100° С Водород • .	2 016	1 0,82 0,731 00696	1,2928 1,060 0,945 0 0900	0,233 0,348 1 2028	19,4 29 100
Гелий ........ Светильный газ (средне-тяжелый) . . . .	3,97	0,1368 0435	0,1785 0 562	1,1143 0,731	92,6 60,7
					
Выбор подъемного газа для воздушного корабля отражается не только на конструкции газовых устройств, но также и на силовых конструкциях и общем оборудовании корабля. Применение водорода вызывает необходимость усилить, противопожарные меры на корабле и улучшить вентиляцию его воздушной прослойки. Кроме того, при водороде ограничена установка электромоторов, а если таковые и применяют, то в утяжеленном виде (с герметически закрытым корпусом) или для них отводятся отдельные помещения с усиленной вентиляцией. При применении водорода актуальное значение имеет переход с бензиновых моторов на дизели, работающие на тяжелом горючем.
* Таблица позаимствована из книги: И. Когутов, Газовое дело в дирижаблестроении. Ред.-издат. отдел Аэрофлота, М., 1938.
10 • .
Применение гелия позволяет устанавливать на корабле различное электро-и радиооборудование в более широких пределах, причем не требует принятия особых мер безопасности. Например такие приборы, как показатели давления и температуры в газовых баллонах, а также показатели степени выполнения последних, могут быть смонтированы по электрическим схемам без особых предохранительных мер. Меньшая подъемная сила гелия сравнительно с водородом несколько уменьшает статические нагрузки на силовые элементы корабля- Размеры газовых клапанов корабля, наполненного гелием, несколько увеличиваются ввиду большей вязкости этого газа, а следовательно, меньшей скорости истечения.
2. УСТРОЙСТВО ГАЗОВОЙ СИСТЕМЫ
Подъемный газ во всех воздушных кораблях содержится в газовых баллонах. В дирижаблях мягкого типа газовым баллоном служит сама оболочка. На фиг. 6 приведена схема устройства газовой системы такого дирижабля.
Газовый баллон дирижабля мягкого типа делится иногда на несколько отсеков при помощи диафрагм 7. Это предупреждает быстрое переливание газа в баллоне при полете с диферентом. Наполнение баллона газом при сборке
tW /ff /ш и?
з
Фиг. 6. Газовая система дирижабля мягкого типа.
1 - диафрагма, 2 - аппендикс,'' 3 - носовое усиление, 4 - газовый клапан, 5 - воздушный клапан, 6 - обтекатель клапана, 7 - шахта, 8 - лестница, 9 - обтекатель шахты, 10 - проводка управления газовыми клапанами, 11 - хребтовая веревка, 12 - приемник газового давления,
13 - разрывное приспособление.
дирижабля и последующие пополнения его в период эксплоатации производятся через матерчатые шланги. Для этих целей в баллоне устроены специальные матерчатые отростки 2, так называемые аппендиксы, диаметром 500-600 мм.
В носовой части баллона в меридианальном направлении устанавливаются рейки 3 носового усиления, которые предупреждают возникновение "ложек" от встречного воздушного потока. Длина рейки равна 10-12% общей длины корабля. Количество их обычно принимается равным 16-18 шт. На хребте оболочки, а иногда сбоку, устанавливаются газовые клапаны 4, внизу оболочки - воздушные клапаны 5.
Для уменьшения сопротивления выступающих деталей клапанов и уменьшения влияния атмосферных факторов на них устанавливаются обтекатели 6, которые крепятся к оболочке. Мягкие дирижабли иногда снабжаются шахтой 7, которая обычно располагается в центральной части корабля. В шахте укрепляется лестница 8, по которой можно подняться из гондолы на хребет оболочки. Верхнее отверстие шахты защищено обтекателем 9. Для управления газовыми клапанами служит тросовая проводка 10, протянутая от клапанов в гондолу. По хребту оболочки крепится веревка 77 (хребтовая), которая служит для обеспечения безопасного передвижения во время полета дирижабля.
11
Фиг. 7. Газовая система дирижабля Зодиак Е-9.
1 - диафрагмы, 2 - автоматические "газовые клапаны, ~-з - разрывные ' полотнища оболочки,' 4 - шланг, я - впускные клапаны шланга, 6 - аппендикс, ? - разрывное баллонета, * - рукав для присоединения.! -к газопроводу причальной мачты, 9 - рейки носового усиления,
ю - лаз диафрагмы.
Для определения давления газа в баллоне устанавливаются приемники 12 газового давления.
На фиг. 7 показано устройство газовой системы французского полужесткого дирижабля Зодиак Е-9. Газовый баллон разделен на четыре отсека при помощи -грех поперечных диафрагм. Диафрагмы / ограничивают перемещение водорода.
Ня -
УслоВнЬ'е обозначения
- \}пра8ляег*ьш Клапан JL ВЬтусКной pykaB
J3 ДбтоматичесКий Клапан -jj- РуЬаб для наполнения
Газобая шахта Лод'емнаЯ шахта
-?> Шланг для Нырабнибания
2-
Фиг. 8. Газовая система дирижабля LZ-126.
Для равномерности давления в разных отсеках в диафрагмах устроены отверстия. В каждом газовом отсеке установлено по одному автоматическому газовому клапану 2, расположенному сбоку оболочки. Каждый газовый отсек и воздушный баллонет снабжены разрывными приспособлениями 3 и 7. Для пополнения отсеков газом при стоянке на мачте служит матерчатый шланг 4, идущий от носа дирижабля до кормового отсека. К носовой части этого шланга присоединен отросток S дл^ соединения с газопроводом мачты. В отдельные отсеки баллона газ входит через специальные кла-ланы 5, имеющиеся в газоподающем шланге.
Устройство газовой системы д и-рижабля жест кого типа не может быть описано на одном собирательном типе, как это сделано для дирижабля мягкого типа. Для ознакомления с разновидностями устройства различных схем газовой системы ниже приведено описание их на построенных уже дирижаблях.
Фиг. 9. Схема газового баллона дирижабля LZ-126.
1 - шланг автоматического газового клапана, г - шланг управляемого газового клапана, з - шланги для наполнения, i - шланг выпускной, 5 - лапа для подъема баллона во время сборки, 6 - усилительные накладки для подъема и установки баллона.
На фиг. 8 представлена схема газового устройства дирижабля "Лос-Ан-желос" (LZ-126). Общее число газовых баллонов 14. Два кормовых баллона №0и№1 сообщаются между собой. Газовые баллоны изготовляются несколько больших размеров, чем отсеки, для которых они предназначены. Это делается для того, чтобы они облегали бал очки стрингеров и шпангоутов. Размеры баллона примерно на 2% по длине и диаметру превышают соответствующие им размеры
13
отсека. Каждая пара баллонов снабжена газовой шахтой. Между баллонами № 10 и № 11 расположена подъемная шахта, служащая выходом на хребет
корпуса. Центральные баллоны имеют § по одному управляемому и по два
§ автоматических клапана. Управляе-
в мые клапаны расположены вверху,
§ а автоматические внизу газовых
§ баллонов. Носовой баллон № 13 и
§ кормовые № 0-1 и № 2 имеюттоль-
g ко по одному автоматическому кла-
| пану.
я Газовая шахта
ЕЗ i~^
и . О ч
ёл
0S
ев
ьЯ и я я о
3 со а
XS
у А
?я
J Ш
gg
fS >i&
i.
2 с
3 g n s о к
s"
ft 3
"2P
!§':
2§'
П* и S
3 H
м -3
aS
Фиг. Юа. Поперечное сечение дирижабля LZ-127.
Для газонаполнения баллонов при стоянке дирижабля в эллинге или на причальной мачте имеется матерчатый шланг, проложенный в коридоре корабля. Шланг снабжен соединительными патрубками, идущими к баллонам, и надлежащими отводами для соединения их с газопроводами эллинга или причальной мачты. Этим шлангом удобно также выравнивать степень выполнения разных баллонов. На наружной обтяжке над каждым управляемым клапаном устанавливается обтекатель.
Схема устройства отдельного газового баллона такого дирижабля показана на фиг. 9. Автоматические ^ клапаны с каркасом дирижабля не
соединяются, а крепятся к баллону
при помощи шлангов / из прорезиненной материи, что позволяет им свободней перемещаться. Давление, при котором происходит открытие этих клапанов, для разных баллонов различно; оно изменяется от 7 до 15 мм вод. ст. в зависимости от того, на какой высоте находится данный
Ч
о -.
А
_ О
3 tt as
О ft
4 О РЗ К
cfl
т
з
и

U
!Г>
баллон. Различие давлений соображено таким образом, что все автоматические клапаны могут открываться одновременно. При стоянке дирижабля в эллинге автоматические клапаны для уменьше- ^
ния утечки газа закрываются чехлом
из прорезиненной материи. При выводе // \ \\ ^
дирижабля из эллинга эти чехлы снимаются. Управляемый газовый клапан крепится к каркасу дирижабля в верхней части баллона через шланг 2 с гармошкой.
Фиг. 10 дает представление о газовой системе дирижабля feZ-127 ("Граф Цеппелин"). Основное отличие газовой системы этого дирижабля • от газовых g систем дирижаблей, построенных фирмой Цеппелин ранее, заключается в \ \ _ ^ применении газового топлива "блауга-за", размещаемого в корпусе дирижабля.
^
^
/•N1
•^
S
е
Фиг. 12. Устройство газовой системы при наличии двух подъемных газов:
1 - гелиевые баллоны, 2 - водородные баллоны, з - газовая шахта, 4 - автоматические газовые клапаны, 5 - управляемые газовые клапаны, 6 - килевой коридор, 7 - осевой коридор.
В качестве подъемного газа применяется водород, размещенный в газовых баллонах /. Эти баллоны занимают верхнюю часть корпуса дирижабля, над осевым коридором. Число их равно количеству отсеков и составляет семнадцать штук. В нижней части корпуса в двенадцати баллонах размещен топливный газ. Таким образом носовые и кормовые отсеки корабля №№ О, 1, 14, 15 и 16 не имеют баллонов с топливным газом. Для каждой пары баллонов, содержащих подъемный газ, устраивается газовая шахта 3. На корабле их девять штук. Кроме того, имеются: одна подъемная шахта 4, служащая для выхода из осевого коридора на хребет корпуса, и три шахты для сообщения
киля с осевым коридором. В отсеках, *~t:
имеющих баллоны обоих типов, при ^ ^
нормальных условиях эксплоатации баллоны с подъемным газом никогда не бывают выполненными. Распределение пространства корпуса между баллонами подъемного и топливного газов показано на фиг. Юа.
Все баллоны с подъемным газом снабжены автоматическими клапанами б
^&
°0
1
т
"•
§
§
N
J
" Ч "О
I
"к
р
*5 К К <п
сз ь
Р.О С о
т
I"
15
для выпуска газа в случае превышения сверхдавления в баллоне выше расчетного. Эти клапаны располагаются в газовой шахте над осевым коридором с одной стороны газового баллона. Помимо автоматических имеется несколько управляемых клапанов 7, установленных в верхней части некоторых баллонов. Управление ими производится при помощи тросовой проводки, протянутой к рубке управления.
Баллоны топливного газа автоматических клапанов не имеют, так как их размеры приняты значительно превосходящими нормальное их наполнение. Чрезмерное переполнение их и вызванное этим повышение внутреннего давления может компенсироваться выпуском подъемного газа через автоматические клапаны. Некоторые баллоны топливного газа имеют управляемые клапаны.
В каждом газовом баллоне и баллоне с топливным газом установлены термометры, показания которых передаются в рубку управления на приборную доску штурвального высоты. Баллоны с подъемным газом снабжены контрольными приборами, подающими сигналы в случае, если сверхдавление газа превосходит допустимые пределы.
На фиг. 11 показано устройство газовой системы дирижабля LZ-129. Подъемным газом служит водород. В каждом из шестнадцати отсеков корпуса расположено по одному газовому баллону /.
Два крайних носовых (№ 15 и 16) и два кормовых (№ 1 и 2) баллона сообщаются между собой. В баллонах установлено четырнадцать автоматических 2 и четырнадцать управляемых 3 клапанов, расположенных в семи газовых шахтах 4, приблизительно по середине высоты последних. Каждая пара отсеков имеет одну общую шахту. Для осмотра клапанов и состояния газовых баллонов используется осевой коридор 5. В трех газовых шахтах укреплены трапы, по которым можно подняться на хребет корпуса. Верхние отверстия шахт закрываются обтекателями 6. Газовые баллоны снабжены электроприборами, которые позволяют определять в каждый данный момент: степень выполнения баллонов, температуру и сверхдавление газа. Показания таких приборов передаются в рубку управления на приборную доску.
Для осмотра внутреннего состояния газовых баллонов в них устанавливаются смотровые окна. При проектировании корабля был разработан вариант, предусматривающий одновременное применение двух подъемных газов - водорода и гелия. Внутри больших баллонов 7, наполненных гелием, размещались баллоны 2, наполненные водородом (фиг. 12). Таким образом водород был закрыт со всех сторон инертным газом - гелием, что снижало пожарную опасность.
Схема газового устройства английского дирижабля R-101 показана на фиг. 13. Газовые баллоны 7 в количестве шестнадцати штук размещены каждый между двумя соседними шпангоутами. Два носовых и два кормовых баллона сообщаются между собой, как и на других кораблях. Между внешним покрытием корпуса и газовыми баллонами оставлено большое воздушное пространство для лучшей вентиляции корпуса. Каждый баллон имеет два клапана 2, расположенных по бокам, примерно на половинной высоте его, и укрепленных через аппендикс и подвеску. Диаметр клапанов для больших баллонов принят равным 1015 мм с пропускной способностью газа в 17 мя/сек. Для баллонов меньшего размера диаметр клапана равен 760 мм. Открытие клапана происходит автоматически; кроме того, он может открываться из гондолы управления при помощи тяги. Автоматическое открытие клапана происходит при сверхдавлении внизу баллонов в 2 мм вод. ст. Газовых шахт дирижабль не имеет; их заменяют пространственные шпангоуты каркаса.
Первый жесткий дирижабль большой кубатуры, на котором в качестве подъемного газа был применен гелий, это американский дирижабль ZRS-4 (фиг. 14). Газовое устройство дирижабля состоит из двенадцати отдельных газовых баллонов 7, размещенных между главными шпангоутами. Каждый из баллонов снабжен автоматическими клапанами 2. Число клапанов зависит от объема баллона*1. Пропускная способность автоматических клапанов обеспе-
1 Объем наибольшего из баллонов 25500 м3 (900000 куб. фут.), наименьшего - 2830 м* <100000 куб. фут,)-
-76
№N? i газоВЬи. \ баллоноВ, 1
л	г^	~ffc~r^~	^/v/хЛ	fv\jr\s		~^~s^	"^^Л!
	У7						
	fr	я	я	я	р	Я	я
	1		1 1	| !	1 1	1 1	
	lj	и	! |	||	||	1 1	J1
	i|	I |	' 1	и	и	1 1	;'
~J ц.	^?^^J	^A/VV/^	U1 1		"^чА-^чу	1 i ^J\	-Ц
				,	 - -------		
	п,			/	V ___	г	[
помеи±ешя__/ \ \ \
^J^^.A^Al^7i^J^^J^jo_j^jLj^JL^^JiJ^
Фиг. 13. Газовая система дирижабля~Н-101.
1 - газовые баллоны, 2 - газовые клапаны.
N?N?\
йазод/>/*\^_____/
вЬллонов
Верхний kopudop /2
оГ5"~
Фиг. 14. Газовая система дирижабля ZRS-4.
1 - газовые баллоны, 2 - газовые клапаны.
Характеристика газовых
Наименование дирижабля	Тип	Страна	Год выпуска	! - !si =s -; • g ё Подъем-, , з - ? ный газ ov ° ° СО f i 0 X L о '5 2 -- ° ГГ m			Объем наибольшего отсека (баллона), м3	Число шахт		. : ; 1 |
								8* 2S	подъемных	
"Пилигрим"	s м .__ к 5	США	1925	Гелий	1 490	1 1	1490	 - i - 		
АД-1		Англия	! 1929 | Водород		1700		1700	-	-	
СССР В-4 ("Комсомольская Правда")		СССР	1930	"	2500	1	2500	-	Т	
СССР В-1		СССР	1936 " i		2940	1	2940	-		
СССР В-2 ("Смольный")		СССР	1932	'>	5000	2	2500	" -	_	
СССР В-3		СССР	1932 1 " i		6500	2	3250		~	
Mz	i-J н о О) к >• с	Италия	1924 | " i		1 050	5			-	
RK-27 (Рааб Каценштейн)		Германия	1930	"	1435	1	1 435		-	
RN-28 (Парсеваль-Наац)		"	1930	"	1 700		1700	I	1	
СССР В-5		СССР	1933 1925	)>	2340	3	-	-		
N-2		Италия		>>	7250	7	__	-	1 •	
N-3		"	1927	?>	7650	7 4		-	1	
Зодиак Е-9		Франция	1933	>>	10170		3206	-	__	
N-1		Италия	1923	>>	18500	10	-	_	-	
СССР В-6(<<Осоавиахим")		СССР	1937 | "		19100	6	4060	-	-	
RS-1		США 1 1925 ]			21 300	4	-		-	
Т-34		1 | Италия | 1919 ! >> 1 ;			35 100	11		 - i - 		
LZ-126 ("Лос-Анжелос")	* X о Ч) * 1	Германия	1924 "		70000	14 1 8060 1		6| 2		
LZ-127 ("Граф Цеппелин")		i " i 1928		"	105 ООО1	17 15	10000	э! 4 1 ___		
R-100		Англия "	1929	>>	140000		14500	_	------	
R-101			1929	>>	141 600	16	17000			
ZRS-4 ("Акрон")		США	1931	Гелий	Il84 000	12 i 25500 I		-	-	
ZRS-5 ("Мэкон")		"	1933	"	184000	12	25500		-	
LZ-129 ("Гинденбург")		Германия	1936	Водород	190 000	16	20000	7	3	
LZ-130 ("Граф Цеппелин II")		"	1938	"	190000	|16	20000	7 j -		
ZMC-2	Цель-| яоме-талли-[ческий	США	1929	Гелий 1	1 5 720 i	-	-	ц_ 1		
1 Газовый объем для дирижабля LZ-127 указан для случая заполнения водородом
балло
18
Таблица 2
систем дирижаблей
	Газовые клапаны				Место установки газовых клапанов
	Т и н	Количество	Диаметр пропускного сечения, мм	Максимальное открытие, ММ	
	Комбинированный, типа Гэметер 12"	1	298	1 75	Борт оболочки
	Автоматический; управляемый	1 1			Низ кормы за стабилизатором, хребет оболочки
	Управляемый, типа Како	2	470	-^	Борт оболочки
	г г к ., ,,.	О	,юп	All	
Комбинированный, тина К-4	2	420	40	лреоет ооолочки
Комбинированный, типа К-3	4	420	55	2 шт. по акватору ооолочки справа п слева в миделевом сечении; 2 шт. внизу кормы
>> >> "	4	420	55	То же
Комбинированный, типа Крокко	1	300	40	Хребет оболочки
Комбинированный	1 .		-	Экватор оболочки, миде-левое сечение
1 Автоматический	1.	-	-	Низ газовой шахты
1 Комбинированный, типа К-3 i	2	420	55	Правый борт оболочки
1 Комбинированный, типа Крокко	-	300	40	Хребет оболочки
• " >> "	-	300	40	" "
i Автоматический	4	'	-	Борт оболочки
Комбинированный, типа Крокко	20	300	40	Хребет оболочки
Комбинированный, типа К-4	10	422	40	" "
! Комбинированный, типа Гудрич20"	------	508	102	" "
! Комбинированный, типа Крокко	-	300	40	
Управляемый, типа Цеппелин; 1 автоматический, типа Цеппелин	8 23	500 500	70 75	Низ газовой шахты
Управляемый, типа Цеппелин; 1 автоматический, типа Цеппелин	17	500 500	70 75	1 Газовая шахта, над осевым ) коридором
Управляемый, автоматический	-	____	-	Верх баллона, борт баллона
i Комбинирование (реле)	-	760 1015	__	Борт баллона
	-	815	-	Верхний коридор
	-	815	-	" "
Управляемые, типа Цеппелин; автоматические, типа Цеппелин	14 14	500 500	70 75	I Газовая шахта, над | осевым коридором
1 Управляемые, типа Цеппелин; автоматические, типа Цеппелин	14 14	500 500	70 75	1 То же
Комбинированный, типа Гэметер 20"	2	508	102	1 шт. по левому борту оболочки, 1 шт. внизу кормы
нов
, предназначенных для топливного газа.
19
Фиг. 15. Газовая система дирижабля ZMC-2.
1 - газовые клапаны, 2 - проводка управления газовыми клан нами, 3 - газовые аппендиксы, i - разрывное приспособление.
чивает расход, достаточный для подъема дирижабля с вертикальной скоростью около 20 м/сек, при сверхдавлении в нижней части баллона, не превышающем 20 мм вод. ст. На каждом баллоне один из автоматических клапанов является также и управляемым. Эти управляемые клапаны обеспечивают минутный расход, равный 1% общего газового объема, т. е. около 1900 м3, при сверхдавлении внизу баллона, равном 25 мм зод. ст.
Клапаны размещаются вдоль верхнего коридора, что обеспечивает контроль за ними. Тарировка автоматических клапанов для различных баллонов различная и зависит от размеров последних. В центрально расположенных баллонах давление на тарелку клапана достигает приблизительно 43 мм вод. ст. Газовые шахты, как и на дирижабле R-101, отсутствуют. Для выхода на хребет корпуса дирижабля используется пространственная конструкция главных шпангоутов.
Отличную от ранее описанных схему газового устройства имеет американский дирижабль ZMC-2 (фиг. 15). Металлическая оболочка дирижабля, представляющая собой сило-
-чЛ
вой элемент конструкции, служит также газовым баллоном. Для обеспечения герметичности клепаных швов оболочки они промазаны специальным составом, который по закону капиллярности проникает внутрь швов и создает газонепроницаемость. Подъемным газом служит гелий. На оболочке установлено два стандартных клапана / типа Гэметер (Gammeter) диаметром 508 мм, которые действуют автоматически, а также могут управляться и вручную. Один из них расположен на левой стороне оболочки, а другой на корме снизу. Тросы 2 управления газовыми клапанами проведены в боуде-новской оболочке, прикрепленной надежно к корпусу. Тарировка клапанов произведена на полное открытие при максимальном давлении в 116 мм вод. ст.
На носу, корме и сбоку дирижабля имеется три пары смотровых отверстий, служащих для наблюдения за внутренним состоянием газового баллона. Для пополнения баллона газом внизу его устроены два отверстия 3 (одно на носу, другое на корме) диаметром 380 мм. На нижней стороне носовой части находится разрывное приспособление 4.
Приведенное выше краткое описание газовой системы некоторых дирижаблей не исчерпывает всех возможных вариантов устройства этой системы. Она целиком зависит от силовой схемы данного дирижабля, а так как эти схемы весьма разнообразны, то в каждом отдельном случае меняется и схема газовой системы дирижабля. В табл. 2 приводится характеристика газовых систем дирижаблей.
3. ГАЗОВЫЕ КЛАПАНЫ
Газовые клапаны представляют собой механизмы, позволяющие путем выпуска газа из газовых баллонов ограничивать сверхдавление в последних и регулировать подъемную силу дирижабля.
Клапаны должны отвечать следующим основным требованиям: 1) быть удобоуправляемыми; 2) при увеличении сверхдавления в баллоне выше допустимого действовать автоматически; 3) иметь достаточную пропускную способность при заданной вертикальной скорости подъема.
20
По своей конструкции клапаны, применяемые на воздушных дирижаблях, бывают весьма различны. Правильная и полная оценка их качеств может быть произведена только путем испытаний.
Американской практикой установлены требования, предъявляемые к клапанам, и произведена их оценка, дающая возможность сравнивать клапаны различной конструкции без специальных испытаний. Идеально работающий автоматический клапан, отвечающий всем этим требованиям, оценивается в 100 очков, как указано в табл. 3 *.
В зависимости от способа, которым клапаны приводятся в действие, различают три основных их типа:
1) автоматические,
2) управляемые и 3) комбинированные.
Натяжение пружин автоматического клапана регулируется на определенное сверхдавление, допускаемое нормами прочности оболочки. При увеличении этого допускаемого сверхдавления клапан открывается автоматически.
Для большей маневренности дирижабля, которая иногда требует выпуска известного количества газа из баллонов, помимо автоматических клапанов на дирижабле предусматриваются управляемые клапаны.
Автоматические клапаны иногда устраи-
Таблица 3 Оценка требований, предъявляемых к клапанам
%
Перечень требований
10 11
12 13 14
15 16 17
Надежность действия, прочность......
Доступность осмотра и ремонта........
Простота установки и снятия; использование отверстия клапана в качестве лаза для руки .
Малый вес..................
Простота и дешевизна изготовления; минимальное количество деталей...........
Управляемость клапана вручную.......
Автоматичность действия...........
Газонепроницаемость до начала открытия клапана...................
Наличие приспособления, указывающего неисправности клапана ...........
Минимальное аэродинамическое сопротивление .
Открытие клапана с уменьшением усилия и наоборот ...............
Легкость управления вручную........
Простота в обращении...........
Минимальная опасность от электростатического разряда ..................
Водонепроницаемость, предупреждающая попадание воды в газовое пространство .....
Минимальное количество деталей крепления к оболочке......*...........
Защищенность от попадания в рабочую часть механизма материи оболочки ...
га f
? о и Я ч о
|s|
\J V О
Всего
10
8
7
7
10
7 7
3 3
6 3 3
3
3
10
__3
100
ваются одновременно и
управляемыми. Это вносит зачастую усложнения в конструкцию клапана.
Расположение клапанов на дирижабле зависит главным образом от тина дирижабля. На мягких и полужестких дирижаблях, рассчитанных на небольшую скорость полета, сверхдавление в баллоне можно поддерживать сравнительно небольшое. В этом случае клапаны располагаются tB верхней части оболочки, где внутреннее давление наибольшее. Такой установкой обеспечивается большая скорость истечения газа через клапан, а следовательно, клапан может быть принят меньшего диаметра. Кроме того, такое расположение позволяет производить контрольный осмотр во время полета и устранять неисправности механизма.
В мягких и полужестких дирижаблях, где необходимо поддерживать внутреннее сверхдавление сравнительно высоким, газовые клапаны располагаются в нижней части по экватору оболочки.
На жестких дирижаблях клапаны располагаются обычно в газовых шахтах, по середине высоты или вверху газового баллона. Расположение клапанов вверху имеет то преимущество, что они работают и тогда, когда уровень газа
* Оценка отдельных требований по очкам позаимствована нами из книги Б л е к м о р и П э г о н, Нежесткие воздушные корабли, Нью-Йорк, 1927.
2/
в баллоне, в связи с выпуском части газа, повысился. К числу недостатков относится затрудненный доступ, так как при больших поперечных размерах современных жестких дирижаблей для доступа к высоко расположенному клапану необходимо затратить много времени и энергии, взбираясь по узкой лестнице на высоту до 30-40 м.
Наиболее удачным расположением клапанов на дирижаблях жесткого типа следует признать установку их по середине баллона над осевым коридором (см. фиг. 10 и 11).
При конструировании клапана необходимо произвести следующие работы:
1) определить пропускную способность и размеры живого сечения клапана,
2) выбрать кинематическую схему клапана, 3) конструктивно оформить схему, 4) отрегулировать и испытать клапан.
При подъеме дирижабля газ в газовых баллонах расширяется вследствие уменьшения плотности воздуха с высотой. Клапаны должны урегулировать давление, т. е. выпустить определенное количество газа в атмосферу. Пропускная способность клапанов, размещенных на дирижабле, должна находиться в соответствии с получаемым приращением газового объема. Это приращение объема в единицу времени выразится формулой:
U • w
Q= 8000"' (2)
где Q - расход газа в м'3/сек;
UT - газовый объем корабля в лг3; w - вертикальная скорость в м'сек; 8000 - высота однородной атмосферы в м.
В приведенной формуле величина вертикальной скорости обычно дается в проектном задании на дирижабль. В зависимости от назначения дирижабля, его типа и формы она бывает в пределах от 5 до 12 м/сек.
Для полужестких дирижаблей расчетная вертикальная скорость может быть принята в 5 - б м/сек, а для дирижаблей жесткого типа 10-12 м/сек.
Скорость истечения газа уист через клапан определяется по формуле Берну лли:
,, _]/2gP /3^
"'ист - у -г~ > \°)
где g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек'2;
р - сверхдавление газа в кг/лг2; К - вес 1 м3 газа в кг.
Для воздушных дирижаблей сверхдавление газа р берется равным ря, т. е. нормальному полетному сверхдавлению у клапана. Для привязных аэростатов р берется равным ри , т. е. давлению автоматического открытия клапана, так как механизм должен работать только при р ~> рк.
Площадь S, необходимая для определенного выше расхода Q, может быть вычислена по формуле:
S=,Q-, (4)
"ист
здесь k - это безразмерный коэфициент расхода, зависящий от характера отверстия; числовое значение его колеблется в пределах 0,4-0,7.
Найдя общую площадь живого сечения, необходимую для данного расхода, нетрудно определить основные геометрические размеры каждого клапана.
Ход тарелки h по величине должен соответствовать наиболее рациональному использованию площади пропускного сечения клапана s. Для этого площадь, образованная над клапаном для прохода газа, должна быть равна площади пропускного сечения самого клапана. Математически это условие выражается равенством площади боковой поверхности цилиндра, образованной поднимающейся тарелкой, и площади пропускного сечения клапана, т. е.
s=^~-=--*-D-/i, (5)
где D - диаметр клапана в м. 22
Упрощая формулу (5), будем иметь:
* = •?-.
Таким образом для использования полностью всего отверстия клапана необходимо тарелку клапана поднимать на четверть диаметра. Конструктивное оформление такого клапана крайне затруднительно, а поэтому идут на увели-
D
чение его диаметра и "уменьшение высоты поднятия до величины h = - ; тогда
тс • D"
,-!--. \'
(6)
или
s--g^
D = ]/JU==
Г я
= 1,595 /s~.
ВозЗух
t__
U-
У
\D
Газ
Фиг. 16. Расчетная схема автоматического клапана.
Рассмотрим схему автоматического клапана, изображенную на фиг. 16.
Для того чтобы не было протекания газа между ножом тарелки и резиновой подушкой, необходимо, чтобы значение q было не меньше некоторой определенной величины. Можно написать:
кОд = К-±р--ря,
где /? - натяжение пружины в кг;
q - погонное давление ножа на резиновую подушку в кг/м. Но из условий автоматичности клапана необходимо, чтобы
D 71 Д2
К = -т- • Рк
или
откуда
^Dq = ^-(pK~pa),
D = -^H
Рк-Рп
(7)
Из формулы (7) видно, что D зависит от q, рк и рн, причем q зависит от
материала ножа и подушки, а рк и РН от типа дирижабля.
Нлапах заЬрь/гл Воздух
После целого ряда экспериментов было найдено, что достаточно брать ц=1кг на погонный метр.
Такое низкое значение q объясняется повышенными качествами резиновой подушки, достигнутыми в последнее время. Подставляя в формулу (7) значения q, рк и /?н, определяем диаметр клапана, который удовлетворяет условию герметичности. Наиболее удобными в конструктивном отношении являются клапаны/) =300 -ь 500мм, дальнейшее же их увеличение вызывает значительные конструктивные затруднения.
Для получения сравнительно небольшого диаметра клапана при небольшой разнице давлений рк и рн и при высоком значении q для полужестких и мягких дирижаблей применяют клапаны с расширительным кольцом.
23
Фиг. 17. Схема клапана с расширительным кольцом.
На фиг. 17 приведена схема клапана с расширительным кольцом.
Давление газа, необходимое для автоматического открытия клапана, действует на поверхность расширительного кольца диаметром D, изготовленного из прорезиненной материи и усиленного металлической решеткой, связанной с тарелкой клапана. Механизм клапана защищен колпаком. Клапанная подушка вместе с корпусом клапана крепится шпагатом к оболочке дирижабля.
Для расчета такого клапана рассмотрим связь между отдельными геометрическими размерами клапана, погонным давлением q и давлениями рк и ps.
Так же, как и для клапана без расширительного кольца, можно написать:
tt(D2-d2)
*dq = - v 4 > -ра, (8)
но из условия автоматичности имеем:
R = ^(tf-d*)pK; подставляя значение R в равенство (8), будем иметь:
Kdq=^(rf-d*)(pK-pH). (9)
Решая уравнение (9) относительно d и беря положительный корень, находим:
й =------??_+ А_4,"_ - (
Рк-Рн I/ Рк-Рн '
Из формулы (10) видно, что d зависит от q, pv , рн и D, из которых первые три величины заданные, а последняя D неизвестна. Практически d получают из гидравлического расчета, и тогда может быть определен диаметр расширительного кольца D по формуле:
D-]f*+^- " (11>
Для наглядности приводим ниже пример выбора и расчета клапана.
Пример 1. Определить диаметр клапана для полужесткого дирижабля, наполненного гелием. Объем дирижабля Ur = 9000 м3; сверхдавление автоматического открытия рк =45 мм вод, ст.; полетное сверхдавлеиие ри =30 мм вод. ст. и вертикальная скорость подъема w - 5 м/сек.
Решение. Выбираем клапан без расширительного кольца. Необходимый секундный расход газа через все клапаны определим по формуле (2):
Ur • w 9000 • 5
" = ~ШГ = -800(Г==^л3^-
Скорость истечения газа Иист через клапаны определяем по формуле Бер-нулли (3):
/2gPH /~2'• 9,81 • 30
'Т = 1/ -о-мо- * 50 м'сек>
где т - удельный вес в кг 1 м3 технического гелия, принятый нами равным 0,240 кг/л3.
Площадь поперечного сечения всех автоматических клапанов на корабле может быть определена по формуле (4):
'- Q - 5'6 =0,167*3;
,ист -k 50- 0,6
коэфициент расхода клапана k принят равным 0,6.
Диаметр клапана определяется, исходя из условий герметичности клапана, а погонное давление ножа на резиновую подушку q принимается равным 2 кг/л"; по формуле (7):
_ 4q _ 4x2 _ "
L) - --------------------- - ~~т^ ?^7\ - VJ,Ov54 M •
РК-РН 45-30 24
Площадь пропускного сечения клапана определяем по формуле (6):
--J^-Jll^ 0,112*.
Необходимое число клапанов п будет равно:
= jS_ = 0,167 • "~ s ~ 0,112'
Практически количество клапанов для такого объема дирижабля принимается в 4-5 шт~ Автоматические газовые клапаны
Клапаны этого типа служат для автоматического выпуска газа в случае повышения сверхдавления в баллоне выше расчетного.
На фиг. 18 представлена конструктивная схема автоматического клапана-При наличии сверхдавления газ давит на тарелку клапана 1, которая прижимается силой пружины 2 к резиновому кольцу 3, установленному на корпусе -/.. В зависимости от расчетного сверхдавления производится f
регулирование степени нажа- ^\ " '----------'"--> ^ возйу*
тия пружины на тарелку '^ ' ~~
(тарировка). При увеличении сверхдавления выше расчетного тарелка клапана поднимается и газ выходит в атмосферу, чем понижается давление В баллоне. Фиг. 18. Конструктивная схема автоматического
Клапаны описываемого клапана.
ТИПа Применялись ГЛаВНЫМ j - тарелка, 2 - пружина, 3 - резиновая подушка, t - корпус..
образом на германских жестких дирижаблях.
На фиг. 19 изображен малый автоматический клапан дирижабля L-49. Диаметр его 435 мм. *, ход тарелки при максимальном открытии 60 мм. Клапанная тарелка 1 выдавлена из листового дуралюмина; пружиной 2 она плотно прижимается к резиновому кольцу 3, приклеенному к конусообразной части корпуса клапана 4.
Корпус клапана заканчивается гофрированным ободом 5, к которому крепится специальными зажимными кольцами 6 аппендикс газового баллона. Чтобы предотвратить смещение тарелки клапана при открытии, устроены три предохранительных проволоки 7, расположенные по окружности под углом 120°. Регулирование натяжения пружины 2 производится барашковой гайкой 8. Пружина крепится одним своим концом к кронштейну, а другим к болту регулятора.
На корабле L-49 применялись также большие автоматические клапаны, которые по конструкции аналогичны описанному, но имеют диаметр 664 мм и ход тарелки 80 мм.
На фиг. 20 изображен автоматический клапан дирижабля LZ-126. Диаметр клапана 500 мм, ход тарелки приблизительно 75 мм, вес около 5,2 кг. Этот клапан несколько отличается от клапанов, описанных ранее. Спиральная пружина взята значительно большего диаметра, чем достигается более равномерное нажатие тарелки.
На фиг. 21 представлена конструктивная схема автоматического клапана дирижабля LZ-129, Клапан состоит из алюминиевого обода 1 диаметром 500 мм,. на котором свободно натянута резиновая конусообразная мембрана 2. Нажатие клапанной тарелки 3 против давления газа происходит от нажимной пружины 4. Тарелка подвешена в виде маятника, и в центре ее прикреплен дополнительный груз 5. Назначение груза - • уменьшать или увеличивать давление на тарелку при диферентах дирижабля.
* Под диаметром здесь подразумевается диаметр пропускного сечения.
2S
Фиг. 19. Автоматический клапан дирижабля L-40.
1 - клапанная тарелка, 2 - пружина, 3 - резиновое кольцо, 4 - конус клапана, S - обод, в - зажимное кольцо,
проволока, о - барашковая гайка.
т - предохранительная
Надо отметить, что на протяжении примерно 15 лет принципиальная конструкция автоматического клапана для дирижаблей типа Цеппелин не изменялась, а только совершенствовалась в некоторых деталях.
Автоматические клапаны отличаются легкостью конструкции и легко подвергаются внешним повреждениям, а поэтому они требуют особо осторожного обращения
=-ф=^
Фиг. 20. Автоматический газовый клапан дирижабля LZ-126.
'оздцх
Фиг. 21- Схема автоматического газового клапана дирижабля LZ-129-
1 - алюминиевый обод, 2 - резиновая мембра на, 3 - тарелка, 4 - пружина, ?5 - груз.
и тщательного осмотра. Перед установкой на дирижабль клапаны должны быть подвергнуты испытаниям, а в полете эти данные должны быть проверены.
Управляемые газовые клапаны
Управляемые клапаны приводятся в действие вручнукГпри помощи; тросовых тяг из рубки управления.
Схема управляемого клапана дана на фиг. 22. В отличие от автоматического тарелка 7 этого клапана обычно открывается внутрь газового баллона. Тарелка прижимается к резиновой подушке 2, установленной на корпусе 3 клапана силой пружины 4 и сверхдавления газа. Для открытия клапана необходимо приложить усилие на двухплечий рычаг 5. Управляемые клапаны крепятся обычно в верхней части газовых баллонов к корпусу корабля и присоединяются к аппендиксам газового баллона. Аппендиксы могут быть выполнены в виде гармошки, которая позволяет газовому баллону свободно перемещаться относительно клапана. Гармошка дает возможность сменять клапаны без потери газа.
Управляемые клапаны предназначены в основном для выпуска газа в исключительных случаях, и необходимо тщательно следить (насколько это возможно при эксплоатации), чтобы после каждого открытия они были плотно закрыты. Если обнаруживается утечка через клапан, то его нужно снять с дирижабля для ремонта.
На фиг. 23а приведен общий вид управляемого газового клапана цеппели-новского типа.
Описанные конструкции управляемых клапанов, так же как и автоматических, почти не изменились на протяжении последних лет.
Фиг. 22. Схема управляемого газового клапана.
1 - тарелка, 2 - резиновая подушка, Я - корпус клапана, 4 - пружина, 5 - рычаг, 6 - центральный шток.
27
Комбинированные газовые клапаны являются конструктивным объединением двух описанных выше типов в один связанный механизм. Наряду с автоматическим действием клапаны этого типа могут управляться при помощи тросов. Такое объединение функций дает некоторые преимущества, уменьшая общее количество клапанов. Вот почему комбинированные клапаны получили широкое распространение для всех типов дирижаблей и главным образом для мягких и полужестких.
Американская практика выработала несколько конструкций клапанов для дирижаблей различного объема, ставших стандартными. Для привязных аэростатов и дирижаблей мягкого типа объемом до 1400 м3 применяется клапан
типа Гэметер (Gammeter) диаметром 300 мм (12"), конструкция и кинематическая схема которого показаны на фиг. 236.
Корпус 7 клапана выточен из отливки. Тарелка 2 клапана выколочена из листового дуралюмина и для большей жесткости имеет внутреннее усиление 3. Она закрепляется на осевом штоке 4, скользящем в трубке 5, прикрепленной к корпусу / клапана. Таким образом шток гарантирует правильное движение и закрытие тарелки без перекосов.
Герметичность закрытия
Фиг. 23а. Управляемый газовый клапан дирижабля LZ-126.
клапана ооеспечивается действием пружины, прижимающей к нижней гладкой поверхности корпуса резиновое кольцо 6, укрепленное по периметру кромки тарелки. Для этих целей служит пружина 7, закрепленная на выступе корпуса в точке Лик рычагу 8. Рычаг, закрепленный на корпусе, может вращаться вокруг оси В. Другой конец рычага связан тягой 9 с тарелкой клапана.
Регулирование пружины осуществляется при помощи приспособления, состоящего из стержня 70, проходящего через сальник 11, двух конических шестеренок 12 и двух навинтованных трубок 13 и 14. При вращении стержня 10 и шестеренок 72 вращается трубка 13, опирающаяся на корпус; другая трубка 14 перемещается вверх или вниз, изменяя нажатие пружины.
Изнутри клапан защищен колпаком 75 с отверстиями. Крепление клапана к оболочке осуществляется при помощи прижимного кольца 16, болтов и барашковых гаек.
Диаметр тарелки клапана по резиновому кольцу составляет 298 мм, ход тарелки при максимальном открытии 75 мм, живое сечение 0,07 м2. При сверхдавлении 50,8 мм (2") вод. ст. расход клапана по водороду составляет 3,92 м3/сек.
В последнее время на американских мягких дирижаблях применялись стандартные клапаны фирмы Гудиир (Goodyear Tire & Rubber Co) диаметром 457 мм (18"), конструкция которых предложена Мэранвиллем (Maranville).
Корпус клапана / (см. фиг. 23 в) выточен из алюминиевой отливки и имеет три спицы 2, расположенные одна от другой через 120°. Тарелка 3, изготовленная из листового дуралюмина и усиленная с внутренней стороны выколоткой 4, закреплена на осевом штоке 5. Последний может перемещаться в центрально расположенном приливе корпуса 6 по двум направляющим. Все подвижные соединения клапана сконструированы таким образом, что в действии оказывают наименьшее сопротивление трению. Для этих целей оси враще-
28
Газ
Воздуз
Фиг. 236. Газовый клапан Гэ.метер 12".
х^
Уоз&у!
Фиг. 23в. Конструктивная схема клапана Гудиир 18".
29
ния А и В смонтированы на шарикоподшипниках, а направляющие 7 имеют по три ролика, между которыми скользит шток 5.
Регулировка клапана производится при помощи механизма, состоящего из стержня 8 и проходящего через сальник, укрепленный на тарелке.
При закрытом клапане стержень 8 сцепляется со стержнем 10. Последний посредством зубчатой передачи 77 вращает трубу 72 с червячной нарезкой. За червячную нарезку зацепляются секторы 13, к плечам которых прикреплены концы пружины.
Для герметичности закрытия на нож тарелки клапана надето резиновое кольцо 14, а в паз корпуса заделана сплошная резиновая прокладка 75.
Для предотвращения попадания оболочки в механизм клапана последний закрывается колпаком 76 с отверстиями для прохода газа.
Воздух
Газ
Фиг. 23г. Схема клапана R-10!.
Фг.г. 23д. Схема действия клапана дирижабля R-101.
Предусмотрено .принудительное закрывание клапана при помощи рычага, помещенного на наружной дужке клапана.
Максимальное открытие клапана 50,8 мм (2"). Вес клапана 7,264 кг. Нормальный расход клапана по водороду при открытии 20 мм и сверхдавлении 38 мм вод. ст. (\1/2") составляет 1,23 м3]сек.
Кроме указанных конструкций клапанов на дирижаблях применялись еще многие другие типы, описание которых можно найти в отечественной литературе *.
Кроме описанных выше различных конструкций газовых клапанов тарельчатого типа должны быть отмечены клапаны дирижабля R-101, схема действия и конструкция которых совершенно иные.
Конструктивная схема этого клапана изображена на фиг. 23г.
Металлическое седло клапана 7 прикреплено к металлической же отливке 2, имеющей вид колеса с четырьмя спицами. От втулки колеса идет трубчатая ось 3. Подвижная часть клапана представляет собой большой кожух 4, к которому прикреплено кольцо из гибкого материала, образующее седло. Внутри этого кожуха 4 неподвижно к оси 3 крепится коническая диафрагма Г>. С кожухом диафрагма соединена при помощи матерчатой гармошки 6.
Схема установки и действия клапанов описанной конструкции показана на фиг. 23д.
Клапаны устанавливаются примерно на половинной высоте с обеих сторон газового баллона. Такое размещение имеет, по сравнению с размещением клапанов внизу баллонов, то преимущество, что клапаны могут работать и тогда, когда уровень газа находится выше нижней части баллона; кроме того, благодаря высокому расположению клапанов обеспечивается большая скорость выходящего газа, так как внутреннее давление возрастает по высоте баллона.
* См. Л е и е д е в. Дирижабли, Авиаавтонздат, 1933.
30
Газ поступает в действующую камеру клапана через изогнутую сифонную U-образную трубку 7, один конец которой присоединен к верхней части клапана, а другой к газовому баллону непосредственно под клапаном. Трубка доходит почти до дна баллона, так что, когда последний выполнен газом, газ протекает по трубке, поступает в действующую камеру клапана и открывает последний.
Ввиду непрерывного поступления газа в действующую камеру для открытия клапана необходим самый минимальный избыток поступления. Опытным путем установлено, что при надлежащей конструкции сифонной трубки можно получить необходимую скорость выпуска газа через клапан при разнице между внутренним давлением газа на дне баллона и атмосферным давлением всего лишь в 2 мм вод. ст.
Вверху обе ветви сифонной трубки соединены между собой небольшим реле-клапаном 2, который приводится в действие из гондолы управления. Когда реле-клапан открыт, газ входит в действующую камеру и открывает газовый клапан независимо от степени наполнения баллона.
Внизу обе ветви сифонной трубки соединены матерчатым рукавом 3, который при нормальном полете перевязан. Когда в полете предвидится возможность сильных бросков дирижабля с внезапным изменением высоты, этот рукав развязывается, и клапан будет действовать автоматически даже тогда, когда ниже уровня рукава газа не будет.
Такое устройство позволяет избежать возникновения чрезмерного давления в газовом баллоне.
Для сравнения и оценки отдельных клапанов в табл. 4 приведена характеристика самых употребительных из них.
Испытание газовых клапанов
Клапаны после их изготовления и перед установкой на корабль проходят испытания. Основное назначение испытаний заключается в определении пропускной способности и утечки газа через клапан при разных сверхдавлениях. На основании результатов испытаний производится соответствующая регулировка клапанов, после чего они могут устанавливаться на дирижабль.
На фиг. 24 схематически изображена установка для испытания клапанов, осуществленная обществом Noval Aircraft Factory (Филадельфия, США).
По своему оборудованию она напоминает газометр. В открытый бак 7, наполненный водой, погружена газовая камера 2 цилиндрической формы, подвешенная к одному плечу рычага
7--
Ю -
Фиг. 24. Установка для испытаний клапанов "Noval Aircraft Factory".
1 - бак, 2 - газовая камера, 3 - весы, 4 - шкала," 5 - противовес, б' - клапан, 7 - колено, S - резиновая трубка, 9 - манометр, 10 - термометр, 11 - шелковая нить.
весов л; к другому плечу подвешены шкала 4 и противовес 5. К верхему концу газовой камеры крепится клапан, испытываемый в горизонтальном положении. Для возможности испытания клапана в вертикальном положении к газовой камере при помощи резиновых прокладок и зажимных колец крепится колено 7, заканчивающееся вертикальным срезом, к которому уже крепится клапан 6'.
Для наполнения газовой камеры резиновая трубка 8 манометра 9 отсоединяется от бака, и через отверстие в последнем впускают газ. Для измерения
31
Характеристика газовых клапанов
Таблица 4
				*.*		Пропускная способность				1	
			г О> О З1	§1 -г;	О s X	по водороду Q					
Обозначение клапана	Тип	Область применения	&8 --еЗ	3 -с S о> 1%[%		п р и			:в,с		Конструктивный
											
(фирма, конструктор)			a 2Q < V " 8 к з >,s Ч С I	sfc <" 5 -о о ш* < 0 А и		сверхдавлении Pi ММ	открытии h мм	Q мя/сек	R	иг	материал
Како	Управляемый	Сферические и привязные	470	42					Н,2	6,0	Деревянный корпус
	тарельчатый	аэростаты (Италия, СССР)									
Гзметер 12"	Комбинированный	Привязные аэростаты и ди-	298	75	0,07	51	75	3,92	-	5,5	Корпус алюминиевый
(Gammeter)	тарельчатый	рижабли мягкого типа									литой, точеный. Та-
		объемом до 1400 м* (США)									релка дуралюминовая
											листовая
Гудиир 18"	То же	Дирижабли мягкого типа	457	51	-	38	20	1,24	9	7,3	Корпус алюминиевый
(Goodyear)		объемом свыше 1400 м3									литой, точеный
		(США)									
Крокко	"	Дирижабли полужесткого	300	40						9,0	Корпус алюминиевый
		типа (Италия)									литой, точеный
КЗ	>>	Дирижабли мягкого и полу-	420	55		45	55	3,85	7,65	5,5	Дуралюмин листовой
		жесткого типа ("СССР В-2",									
		В-3, В -5)									Дуралюмин кле-
К4	Комбинированный	Дирижабли мягкого и полу-	420	55		40	55	ЗЛ	7,65	6,6	паный
	с расширительным	жесткого типа ("СССР						|			
	кольцом	В-7")									
Гудрич 20"	Комбинированный	Дирижабли полужесткого	508	102		38	14	2,36	5	9,6	Корпус алюминиевый
(Goodrich)	тарельчатый	типа (США; RS-1) большого									литой, точеный
		объема									
Цеппелин	Управляемый	Дирижабли жесткого типа	500	70							Дуралюминовый кле-
(Zeppelin)		(Германия; от LZ-72 до									паный
		LZ-129)									
Цеппелин	Автоматический	Дирижабли жесткого типа	500	75				"			То же
(Zeppelin)		(Германия; от LZ-126 до									
		LZ-129)									
	Комбинированный	Дирижабль R-101	760	-		-	-	-	-	-	Корпус деревянный,
Гудиир-Цеппелин	(реле) Комбинированный	Дирижабли ZRS-4 и ZRS-5	1015 815	II		= ; =		17,0 -14,1. ; - 		~Ц	гармошка матерчатая
температуры газа во время испытаний служит термометр 10, установленныа в резиновой пробке сверху газовой камеры. Степень погружения газовой камеры измеряется по градуированной шкале 4, причем за условный уровень принятй шелковая нить 77, натянутая на двух стержнях.
Определение пропускной способности клапана производится следующим образом. Клапан устанавливается в горизонтальном или вертикальном положении, в зависимости от действительного расположения его на дирижабле. После его установки в камеру впускается газ в количестве, достаточном для вытеснения воздуха из камеры через клапан в атмосферу.
Изменяя давление подаваемого газа, можно определить, при каком давлении клапан плотно закрыт и при каком наступает его открытие, и отрегулировать его на требуемое давление. Время, потребное для пропуска через клапан определенного объема газа, фиксируется секундомером. Таким образом можно определить пропускную способность клапана.
Испытание на утечку производится на той же установке. При горизонтальном положении плечом рычага регулируется давление до требуемой по условиям испытаний величины. В течение 24 час. через каждый час производятся записи измерений уровня камеры и температуры газа. Для того чтобы газ не насыщался водяными парами и вода не поглощала газ, на поверхность ее наливается смазочное масло "цетус" с толщиной слоя б - 7 мм.
Другого рода установка применялась в Me. Cook Field (США) для испытания пропускной способности клапанов типа Гудиир (Goodyear) и Гэметер (Gammeter). Эта установка позволяет определить пропускную способность клапанов при различных условиях их установки, при различных сверхдав-лениях и скорости воздуха.
Испытуемый клапан устанавливается на газгольдере объемом около 140 м3, закрепленном при помощи поясных лент и грузов к земле. В кормовой части газгольдера имеется воздушный баллонет, к которому присоединен шланг от вентилятора. Приводя в действие вентилятор, осуществляют подачу воздуха в баллонет и создают необходимое сверхдавление газа. Со стороны носовой части газгольдера устанавливается воздушный винт, создающий встречный •поток воздуха. Газгольдер может быть установлен под любым углом к направлению этого искусственного потока. Прочность материала газгольдера достаточна для того, чтобы выдержать любое внутреннее давление в пределах, доступных для данного типа оборудования^ безусловно достаточна для давлений, действительно встречающихся на мягких дирижаблях.
4. ГАЗОВЫЕ ШАХТЫ
Газовые шахты используются для различных целей. В мягких и полужестких дирижаблях шахта служит главным образом для выхода на хребет оболочки и пропуска различных тросовых проводок (к клапанам, к рулям и т. п.).
На полужестких итальянских дирижаблях шахты не применялись. В носовой части устраивался специальный люк, заменяющий шахту. На фиг. 25 показано устройство для выхода на оболочку дирижабля. В одной из панелей носового усиления прорезается отверстие, закрывающееся сверху крышкой. Для подхода к люку служит трап, который продолжается по оболочке и крепится к кольцам носового усиления. Ширина трапа, установленного на оболочке, берется обычно 350-400 мм. Выход через люк неудобен. В настоящее время такие люки не применяются, и отдается предпочтение шахтам.
Шахты устраиваются внутри оболочки / и представляют собой матерчатый цилиндрический рукав, проходящий внутри газового пространства (фиг. 26). Матерчатый рукав каркасируется в поперечном направлении целым рядом колец 2 диаметром 700-900 мм, расположенных на расстоянии 500-600 мм друг от друга.
Кольца между собой соединяются продольными тросами 4 диаметром 2-3 мм. На одной из сторон шахты крепится на тросах подвесная лестница 3. Верхним концом лестница и шахта укрепляются на специальном развитии. Площадь развития выбирается, исходя из допустимых прогибов оболочки. Внизу лест-
Лосик - 940-3 33
/
^7/7/7/7Л'?/7?
Фиг. 25. Выход на оболочку дирижабля.
ница расчаливается к элементам киля, что облегчает пользование ею. В расчалки иногда включают амортизационные шнуры. Ступеньки 5 лестницы чаще
всего изготовляются из дуралюминовых труб длиной около 400 мм.
На оболочке над шахтой устанавливается предохранительная покрышка-обтекатель. Обтекатель представляет собой каркасированный колпак удобо-обтекаемой формы. Каркас сваривается из стальных трубок диаметром 8-10 мм, а сверху обтягивается перкалем, и для лучшего натяжения перкаль покрывается два-три раза эмалитом. Для выхода из шахты на оболочку обтекатель имеет отверстие, закрываемое крышкой. Размеры отверстия берутся равными 700-800 мм. Места выхода через обтекатель усилены, чтобы предохранять обтекатель от поломок при вылезании. Возможны и другие конструкции обтекателей.
В дирижаблях с внутренней подвеской шахту лучше выводить у места крепления катенарных поясов, чем уменьшается ' деформация шахты при различных сверхдавлениях в оболочке. По длине дирижабля шахты располагают различным образом, учитывая при этом возможность получения хорошей вентиляции корпуса и рациональность пропуска различных проводок через шахту.
Для целей вентиляции киля шахту удобнее располагать ближе к корме, что улучшает циркуляцию воздуха. Кормовое расположение шахты удобно также и для проводки управления вертикальным рулем, если таковой имеется на верхнем стабилизаторе. Для проводок управления газовыми клапанами и выхода на оболочку лучше шахту Фиг. 26. Газовая шахта располагать в центральной части дирижабля, полужесткого дирижабля. В жестких дирижаблях газовые шахты служат
главным образом для естественной вентиляции корпуса. Дифундирующий через оболочку баллонов газ, скопляясь в воздушной
34
2
Фиг. 27. Газовая шахта дирижабля L-49;
35
JionpaSfleHirf гетто
.2
прослойке, образует взрывчатую смесь, которая и удаляется посредством тяги через шахтные отверстия. Отвод газа через шахты впервые был применен на
дирижабле SL-2 (Schutte Lanz) в начале 1914г. В дирижаблях цепеллиновского типа в шахтах обычно располагают газовые клапаны.
На фиг. 27 представлена газовая шахта дирижабля L-49. Как видно из фигуры, внизу шахты установлены два автоматических клапана - большой 1 и малый 2. В качестве каркаса шахты здесь были применены деревянные полукольца, соединенные между собой пятью продольными веревками, укрепленными на коньке корпуса и в коридоре.
Газовая шахта дирижабля LZ-126 установлена с небольшим наклоном в поперечном направлении сечения дирижабля. Каркас шахты изготовлен из легких колец с продольными тросами, связывающими эти кольца. Внутри шахты идет лестница для выхода на конек дирижабля. Внизу шахты устанавливают два автоматических клапана. В отличие от ранее описанных конструкций газовая шахта дирижабля LZ-127 (фиг. 28) начинается не от нижнего коридора, а от осевого. Эта шахта - вытяжная вентиляционная и служит только для выхода газа. Остов шахты образован из ряда проволочных рам (колец), соединенных между собой сетью из шнуров. С наружной стороны остов обтягивается материей; таким образом по внешнему виду шахта представляет собой матерчатую трубу. В месте выхода на хребет корпуса шахта закрывается обтекателем 5 колпакообразной формы. Обтекатель создает достаточно хорошую тягу для удаления скопившегося в шахте газа, что уменьшает возможность образования взрывоопасной смеси. Газовая шахта, примененная на дирижабле LZ-129, разделяется на две части осевым коридором. Верхняя часть служит для выпуска через нее газа и вентиляции, а нижняя часть - для увеличения тяги. Верхняя часть шахты у конькового стрингера разделяется на два раструба:
5. УПРАВЛЕНИЕ ГАЗОВЫМИ КЛАПАНАМИ
Управление газовыми клапанами осуществляется при помощи проводки управления и механизмов, расположенных в рубке управления у места штурвального высоты или места командира. Проводка управления представляет собой стальной мягкий трос диаметром 2-3 мм, проложенный различными способами от клапана к механизмам управления в гондоле. На мягких и полужестких дирижаблях с газовыми клапанами (расположенными на хребте оболочки) проводка управления пропускается в газовую шахту.
. До входа в шахту на протяжении длины троса с определенным интервалом, в среднем 3-4 'м, устанавливают узлы проводки, через которые и проходит трос.
V
-Главный шпангоут
/1
1/
Фиг. 28. Расположение газовой шахты на дирижабле LZ-127
1 - газовая": шахта, 2 - автоматические газовые
клапаны, з - газовый баллон, 4 - шланг дли газо-
паполнения, ,5 - обтекатель шахты, 6 - осевой
коридор,,7 - килевой коридор.
3IJ
Трас
Оболочка
а
В качестве узлов на оболочке применяются пилоны с направляющими втулками (фиг. 29); в местах больших перегибов троса направляющие втулки заменяются роликами (фиг. 29,6). Недостатком такой проводки является то, что находящийся снаружи трос легко подвержен в зимних условиях обледенению, а это может вызвать заклинивание тросов на узлах. Удобством такой схемы проводки является доступность осмотра тросов по всей длине. При центральном расположении шахты иногда удается сократить длину тросов, находящихся снаружи, и даже избавиться от узлов на оболочке. В шахте для устранения болтаний троса на расстоянии 2,5 м друг от друга расположены направляющие втулки. Если газовая шахта отсутствует или газовые клапаны установлены сбоку оболочки, узлы на оболочке могут быть заменены при применении боуденовского троса. Такая замена осуществлена на многих дирижаблях. Трос в боуденовской оболочке проходит не по меридиану оболочки дирижабля, а по кривой, образующей поперечное сечение его.
Изменение формы поперечного сечения дирижабля при различных сверхдавлениях при такой схеме не может внести значительного удлинения или укорачивания расстояний, так как длина кривой, по которой проложен трос, от изменения поперечного сечения дирижабля не изменяется. Возможные изменения длины могут произойти только за счет растяжения оболочки с течением времени.
На фиг. 30 представлено крепление боудена к оболочке дирижабля. Использование боудена значительно упрощает схему проводки, так как не приходится применять узлов на оболочке. Расположение боудена перпендикулярно потоку
б
Фиг. 29. Пилон.
а - с направляющими втулками, б - с роликом.
водвен
Ленгла_
OSMomka лентоя Трос
06ano4ka
Пoдkлaa^<a
Фиг. 30. Крепление боудена к,оболочке.

Пояс балочни^ чУ?
\
Ролик Ё о Пойме Тр_ос_упраВлвния
\Хомут с кронштейнов г Фиг. 31. Узел проводки при трубчатом поясе балочки.
несколько увеличивает сопротивление дирижабля. Осмотр тросов при такой схеме невозможен, и приходится поэтому производить замену их чаще. Но, несмотря на это, эксплоатация такого устройства в течение нескольких лет показала удовлетворительные результаты.
37
S-? ' "f*7
Li U IJ-U
Фиг. 32. Крепление узла проводки при Р. -образных профилях балочки.
Фиг. 33. Узел проводки при четырехгранной балочке.
Фиг. 34. Узел проводки управления газовыми клапанами в гондоле.
На полужестких дирижаблях трос с оболочки проходит в киль, где идет по роликам в рубку управления. Необходимо заметить, что при проектировании схемы проводки надо стараться делать возможно меньше перегибов тросов и уменьшать количество узлов.
Конструкция узлов, да и сама схема проводки в значительной степени зависят от схемы киля и конструкции балочек - как шпангоутных, так и стрингерных. На фиг. 31 показано крепление узла проводки к трубчатым стальным поясам шпангоутной балочки. При незначительных нагрузках на трос достаточно крепить узел к одному поясу, а в сомнительных случаях необходимо укреплять узел за два или даже за три пояса балочки. Крепление узла за три пояса при 9-образных профилях приведено на фиг. 32. Крепление узла к четырехгранной балке шпангоута изображено на фиг. 33. Надо заметить, что при расчете балок необходимо проверять балки на местные нагрузки.
В дирижаблях жесткого типа схема проводки и узлы ничем существенным не отличаются от описанных. Геометрические размеры типа жесткого дирижабля вынуждают тянуть проводку на десятки метров, поэтому особое внимание должно быть обращено на удлинение троса от нагрузок клапана при его открытии, которые достигают до 20-25 кг в гондоле от одного клапана. Величина нагрузки на трос зависит от ка-
.i	\				1 1 \ ''				1		'		у i 1 \		
1	1								1	!					
							1 !			I					
1															
1 1			1				\		\	I	\				\
3		4	1	7	1	8	\	У	\	10	\	13	г	/4	N
												} 1			------------- (
											1				
/
б"
Фиг. 35.
а^
Схема
пульта управления газовыми
дирижабля LZ-127 а - костыль, б - штурвал, в - конические шестерни.
клапанами
чества выбранной схемы и ее производственного
выполнения. Чрезвычайно важно при установке узлов проводки устранить нежелательные трения об ограничители и другие элементы конструкции дирижабля. Наиболее рациональной схемой будет та, в которой учтены все условия работы троса и имеются наименьшие потери на трение. В осуществленных схемах эти потери доходят до 80-100%.
Для открытия клапана необходимо выбрать определенную длину троса проводки, соответствующую полному его открытию. Выбирание троса производится от руки при помощи механизмов управления - устройств, расположенных у места штурвального высоты. Конструктивное выполнение этих устройств может быть самое различное. Приведение в действие тросов управления наиболее простым способом осуществляется при помощи костыльков или колец (фиг. 34). Число их соответствует количеству отсеков на дирижабле. На каждый костылек может приходиться не один клапан, а несколько. Более совершенным устройством является рычажное управление.
Управление клапанами на дирижаблях жесткого типа усложняется большим их количеством. Так, например, на дирижабле LZ-127 управляемых клапанов 8 шт. Схема пульта управления газовыми клапанами этого дирижабля показана на фиг. 35. Для открытия каждого клапана служит костылек.
Открытие клапанов, расположенных в центральных газовых баллонах №4, 7, 8, 9, 10 и 13, можно произвести одновременно при помощи штурвала о и пары конических шестерен в. Управление клапанами кормового (№ 3) и носового (№ 14) баллонов от группового открытия изолировано. Такое комбинированное устройство открытия клапанов несколько облегчает пилотирование дирижабля, позволяя выпускать газ без нарушения его центровки.
,6. КОНТРОЛЬ ГАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ДИРИЖАБЛЯ
На мягких и полужестких дирижаблях основную нагрузку несет оболочка. Она должна иметь некоторое сверхдавление', поддерживающее ее форму. Все баллоны, как указывалось выше, снабжены автоматическими клапанами. Исправ-
40
ное состояние клапанов является гарантией того, что внутреннее давление в газовых баллонах не будет превышать теоретически допустимого максимума. Пилоту необходимо знать сверхдавления в каждой данный момент, чтобы проводить специальные маневры. Давление газа в оболочке измеряется посредством манометров. В каждом газовом отсеке полужестких и мягких дирижаблей устанавливается приемник газового давления, который представляет собой фланец с отверстием в 4-5 мм и отростком для насадки на него резиновой трубки (фиг. 36). Трубка обычно укрепляется на внешней стороне оболочки при помощи ленты и подводится к манометру.
На дирижаблях мягкого типа с одним баллоном приемник газового давления можно устанавливать не снаружи оболочки, а внутри газовой шахты, если таковая предусмотрена на дирижабле. Резиновая трубка, соединяющая приемник с манометром, прикрепляется к стволу шахты хомутиками из матерчатой ленты. Преимущества такого способа установки - это уменьшение лобового сопротивления ввиду отсутствия выступающих частей и удобство осмотра и замены резиновой трубки.
В связи с тем, что приходится измерять статическое давление, внутренний диаметр проводящих трубок может быть небольшим, однако для быстрой передачи показаний диаметр их должен быть никак не меньше 5 мм. Трубка, подводящая газ к манометру, должна с
г- Резина
него сниматься свободно, так как через __/_"" - ?
нее берется проба газа для определе- Шайба
ния его чистоты. v
Манометры обычно объединяются в блок и устанавливаются у места штурвального высоты. Манометры должны L,____."5,9 __-' ''О&олсчнс
быть видны снаружи гондолы, чтобы . "" "
_ ^} Фиг. 36. Схема приемника газового
наблюдать, не входя в гондолу за газо- давления.
вым состоянием отсеков дирижабля при
стоянке его в эллинге. Установка манометров в гондоле должна быть произведена с учетом могущего возникать некоторого разрежения вследствие обтекания гондолы воздухом в полете, так как это отражается на правильности их показаний. Поэтому необходимо манометры устанавливать в зоне неподвижного воздуха, где влияние разрежения не так сказывается на отсчетах. Окончательный выбор этого места лучше производить после отбора нескольких проб. Количество манометров соответствует числу газовых отсеков. Манометры должны измерять незначительные давления, не превышающие обычно 45-50 мм вод. ст. Такое незначительное давление требует, чтобы манометры обладали весьма высокой чувствительностью, одновременно с этим они должны быть достаточно солидной конструкции, способной противостоять вибрации элементов гондолы, к которой они крепятся. Для поглощения вибрации манометры желательно подвешивать на упругих опорах, способных устранить колебания показаний манометра.
Наиболее простым и часто применяемым типом является жидкостный манометр (фиг. 37). Он представляет собой цилиндрическую колбочку, заполненную жидкостью небольшой плотности (вода, спирт); колбочка соединяется при помощи трубки с газовым отсеком. Внутри колбочки по ее оси проходит трубка с отверстием внизу. Один из концов этой трубки сообщается с наружным воздухом. На наружной трубке нанесены деления. По разности уровней определяется сверхдавление в газовых отсеках. Такой манометр устанавливается вертикально. Манометры с наклонной трубкой, позволяющие увеличить цену делений, благодаря чему показания становятся наиболее точными, применяться на дирижаблях не могут, так как при различных диферентах дирижабля показания их будут неверны. В летнее время в качестве жидкости применяется вода, в зимнее - спирт. Как вода, так и спирт подкрашиваются анилиновой краской красного цвета.
Металлические манометры применяются обычного типа (фиг. 38). Изогнутая латунная трубка является той частью манометра, которая воспринимает дав-
41
50
30
Qfsio
Ш>
МЩр.
жШго
'90
Фиг. 38. Схема простого металлического манометра.
ление газа. Один конец этой трубки соединен с трубкой газового отсека, другой конец глухой и подвижной. При входе газа в трубку изогнутая ось ее расправляется, а подвижной конец отводит стрелку по градуированной шкале, которая и указывает давление. Шкала манометра имеет деления в мм вод. ст. Другой тип металлического манометра изображен на фиг. 39. Газ давит на металлическую гофрированную мембрану, значительная площадь которой делает показания его более чувствительными. Перемещения мембраны сообщают движение штоку и через него - вращение стрелке. Металлические манометры имеют ограниченное применение на кораблях, вследствие того что механизмы их являются хрупкими и податливыми вибрации, что приводит к быстрому выводу их из строя.
В газовых баллонах дирижаблей жесткого типа, имеющих в своей нижней части обычно нулевое давление и снабженных надежными клапанами, манометры нужны лишь для наблюде-ео ния за давлением газа при ма-
неврировании. Контроль за состоянием газа в газовых отсеках не ограничивается измерением одного давления; для пилотирования также необходимо знать температуру газа и степень выполнения газовых баллонов.
На дирижабле LZ-129 были применены указатели давления газа и указатели степени выполнения газовых баллонов, сконст- ' руированные на принципе тарельчатых весов. Указатели давлений начинают действовать, когда избыточное давление в самой нижней точке газового баллона равно 1 мм вод. ст. Их действием включаются сигнальные приспособления, расположенные на доске управления газом.
Передний и задний баллоны этого дирижабля снабжены термометрами сопротивления, показывающими температуру газа. Такие же два термометра установлены перед носовой частью рубки управления.
При помощи специального приспособления можно измерять по желанию или температуру внешнего воздуха, или разницу между температурой газа и воздуха,которая является определяющей для величины подъемной силы газа.
Все описанные приборы имеют прикрытое освещение, которое регулируется по определенной шкале.
Указатели приборов смонтированы на одной доске с механизмом управления газовыми клапанами. Здесь же расположена схема дирижабля, разбитого на отсеки, причем каждый указатель прибора находится под соответствующим ему отсеком. Такая компановка приборов значительно упрощает контроль за газовыми баллонами и статическое управление дирижаблем.
Об устройстве контрольно-измерительных приборов для жестких дирижаблей в иностранной периодической литературе приводятся неполные сведения, а по
42
Фиг. 37. Жидкостный Фиг. 39. Металлический манометр. манометр с мембраной.
этому мы даем примерные технические требования, которым должны удовлетворять означенные приборы. Это до некоторой степени облегчит работу конструктора при разработке данного вопроса.
Прибор для определения давления в газовых баллонах
Прибор не должен зависеть от температуры, барометрического давления, скорости полета, углов атаки и т. п. и во всех случаях должен указывать действительный перепад давления. Требуемая от прибора точность показаний должна соответствовать 1 мм вод. ст.
После прироста давления в газовом баллоне до некоторого предела, заранее устанавливаемого, должно действовать специальное устройство, включающее сигнальную лампу на доске, и акустический сигнал.
При полете изменение пределов для сигнализационных устройств должно быть легко осуществимо в гондоле по усмотрению командира.
Для всей системы допускается применение электрической схемы с параметрами электротока, гарантирующими от взрывов или воспламенения даже при обрывах проводки, коротких замыканиях и т. п. в условиях работы при наличии оптимальной гремучей смеси.
Прибор для определения температуры газа
Прибор предназначен для измерения и передачи в гондолу температурного перепада между газом и окружающей дирижабль средой и имеет целью дать командиру дирижабля возможность оценивать действительную подъемную силу и своевременно реагировать на ее изменение.
Так как разогрев газа в баллонах в зависимости от курса дирижабля, времени суток и пр. может колебаться в разных баллонах в больших пределах, возникает необходимость измерять и передавать в гондолу одновременно температурный перепад между каждым баллоном и внешней средой.
Изменение температурного перепада между газом и внешней средой на каждые 2,73° С на уровне моря дает прирост объема на 1%, поэтому возникает необходимость замерять и получать отсчет с точностью до 0,5° С в условиях полета с учетом действия на прибор инерционных нагрузок.
Ожидаемый температурный диапазон лежит в пределах от - 45° до +80° С, ожидаемый температурный перепад от 45 до 50 °С.
При разработке конструкции прибора должна учитываться необходимость замерять среднюю температуру по каждому газовому баллону.
Прибор может разрабатываться для баллонов, заполняемых водородом, и для баллонов, заполняемых гелием.
При конструировании прибора необходимо отдавать предпочтение наименее громоздкой системе, гарантирующей безотказность и надежность действия хотя бы с некоторым ущербом для точности показаний.
Применение электротока допускается при условии выбора таких же параметров, что и для определителя давления.
Показатель высоты газового уровня в баллонах
Для измерения высоты газового уровня в баллонах корабля и передачи показаний в рубку управления существуют специальные устройства. Показания всех приборов передаются на распределительную доску газа и характеризуют состояние газового уровня во всех отсеках. Точность показаний приборов 5-7% от высшего значения шкалы. Полное выполнение газовых баллонов должно отмечаться на доске оптическим сигналом, например лампочками.
Г Л А В А II ВОЗДУШНАЯ СИСТЕМА
Сохранение неизменяемости формы оболочки и придание ей жесткости как в мягких, так и полужестких дирижаблях достигается поддержанием сверхдавления внутри газового пространства. Воздух, нагнетаемый в баллонет, увеличивает давление в нем несколько выше атмосферного. Давление воздуха действует на оболочку баллонета и при этом увеличивает сверхдавление газа в оболочке, что производит ее натяжение.
Особо важное значение имеет сверхдавление для мягких дирижаблей, которым обеспечивается необходимая жесткость оболочки, позволяющая подве -шивать грузы. В полужестких дирижаблях наличие киля позволяет значительно понизить необходимое сверхдавление газа в оболочке сравнительно с мягкими, Диапазон между нормальным полетным сверхдавлением и максимально допустимым внутри оболочки мягких дирижаблей заключается обычно в пределах 35-60 мм вод. ст., а для полужестких - в пределах 15-30 мм вод. ст. ^Исходя из этого, при проектировании дирижаблей, особенно мягкого типа, необходимо чрезвычайно серьезно относиться к вопросу снабжения баллонетов воздухом в необходимом количестве для различных случаев полета.
1. УСТРОЙСТВО ВОЗДУШНОЙ СИСТЕМЫ ДИРИЖАБЛЯ
Совокупность устройств, расположенных на дирижабле и предназначенных: а) для приема или нагнетания воздуха, б) для подачи его в баллонеты в количестве, достаточном для создания необходимого сверхдавления, в) для удаления его из баллонетов с целью понижения сверхдавления, составляет так называемую воздушную систему дирижабля.
юоаоо
Направление полета
Фиг. 40. Схема воздухопитания мягкого дирижабля:
А - носовой Оаллонет, Б - кормовой баллонет. 1 - горизонтальный шланг, 2 - тросы управления заслонками, з - мотор, 4 - винт, 5 - улавливатель, в - заслонка улавливател я.
По функциональному назначению основные устройства воздушной системы могут быть распределены на следующие группы:
1) приемники и нагнетатели воздуха (питающие устройства), 2) воздухо-проводящие устройства (воздухопроводы), 3) воздушные клапаны и 4) устройства для управления воздушной системой.
В зависимости от рода питающих устройств различают две основные схемы воздухопитания. Первая основана на" использовании скоростного напора воздуха, отбрасываемого воздушным винтом, или встречного потока воздуха при полете корабля. Вторая основана на питании от вентиляторов.
44
Скоростной напор воздуха, отбрасываемого воздушными винтами, или встречный поток воздуха, возникающий при полете, может быть использован путем установки воздухоулавливающих устройств - так называемых улавливателей.
Улавливатели при питании воздухом, отбрасываемым воздушными винтами, обычно устанавливаются по числу моторов (один, два) непосредственно за винтами. Схема воздухопитания мягкого дирижабля от улавливателя приводится на фиг. 40. При такой установке скоростной напор воздуха, поступающего в улавливатель, больше скоростного напора от встречного потока за счет увеличенной скорости за винтом. На приведенной схеме струя воздуха, отбрасываемого воздушным винтом, попадает в воздухоулавливатель, а затем в распределительную коробку. Управляя при помощи тросов заслонками этой коробки, пилот может по желанию направлять воздух в носовую или кормовую часть воздухопровода. По воздухопроводу воздух входит через впускные клапаны в баллонет.
НапраИлЕнив полета.
Фиг. 41. Схема воздухопитания мягкого дирижабля объемом 5000 м3:
1 - шланг баллонета, 2 - распределительная коробка, 3 - тросы управления заслонками, 4. - вертикальный шланг, е - улавливатель, " - заслонка улавливателя, ? - тройник.
Фиг. 42. Схема воздухопитания дирижабля У-1 (США):
А - носовой баллонет, Б - кормовой баллонет.
1 - шланг, 2 - распределительная коробка,
3 - улавливатель (опущен), j 4 - улавливатель
(поднят).
На фиг. 41 дана схема воздухопитания мягкого дирижабля объемом 5000 м3. В эту схему воздухопитания входят два улавливателя (по числу моторов), установленных за винтами. Правый и левый улавливатели сходятся на общем тройнике, от которого идет вертикальный шланг к распределительной коробке. Для подачи воздуха при работе одного мотора каждый улавливатель снабжен дроссельной заслонкой, управляемой из рубки управления. Распределение воздуха между носовым и кормовым баллонетами происходит через распределительную коробку при помощи управляемых заслонок коробки.
Основным недостатком описанных выше систем улавливателей является их большое лобовое сопротивление. На мягком дирижабле У-1 (США) улавливатель для уменьшения сопротивления в нерабочем положении подтягивается к оболочке. В рабочем положении улавливатель опускается вперед под углом 45°, примыкая своим верхним срезом к распределительной коробке (фиг. 42).
Совершенно иным видом воздухоулавливающих устройств являются улавливатели динамические, устанавливаемые обычно в носовой части дирижабля. При таких улавливателях используется скоростной напор встречного потока воздуха, возникающего при полете. По сравнению с первым типом динамические улавливатели имеют некоторые преимущества, так как конструкция их компактна, а лобовое сопротивление их значительно меньше. Динамические улавливатели применялись на итальянском дирижабле N-1, на первом советском полужестком дирижабле СССР В-5 и на французском корабле Зодиак Е-9.
45
Место расположения динамических улавливателей выбирается либо в крайней носовой точке (как например, на дирижаблях N-1, СССР В-5) и тогда они называются носовыми, либо с боков килевого коридора в носовой его части (Зодиак Е-9). Как в первом, так и во втором случае улавливатели имеют указанные выше преимущества по сравнению с улавливателями, поставленными за винтом.
Существенным недостатком динамических улавливателей, главным образом носовых, является то, что при диференте, превышающем ±3° н- 5°, они перестают подавать воздух, и более того, уже при этих углах может получиться подсос, в результате чего воздух выходит из баллонетов. Для иллюстрации нами приведены диаграммы распределения аэродинамического давления на корпус дирижабля при полете с углом атаки а =0° и а ф 0° (фиг. 43). Как видно из диаграммы, максимальное давление при а = 0° на носовую часть дирижабля, где расположен носовой улавли-
а-О"
Фиг. 43. Диаграмма распределения аэродинамического давления на корпус дирижабля.
приходится ватель.
Таким образом становится понятным, что при полете с углом атаки а = 0° носовой улавливатель с правильно выбранной площадью входа может обеспечить подачу воздуха в баллонеты в надлежащем количестве.
Если полет производится при угле атаки а ф. 0°, как видно из той же диаграммы, точка максимального давления отодвигается вправо по корпусу; в носовой же части давление равно нулю, а практически получается даже подсос.
Это обстоятельство не позволяет осуществить подачу воздуха в баллонеты при посадке, когда дирижабль идет с отрицательным углом атаки, а в это время подача особенно необходима.
Фиг. 44. Схема воздухопитания дирижабля Зодиак Е-9.
1 - улавливатели, 2 - воздухопровод, 3 - впускные клапаны, 4 - управление клапанами, 5 - управление улавливателем, в - вентилятор, 7 - привод, 8 - выпускные клапаны.
Помимо системы воздухопитания с подачей воздуха от улавливателей применяются системы подачи от вентиляторов. Применение последних бывает необходимо тогда, когда давление воздуха в устье улавливателя ниже давления, требуемого для безопасного полета дирижабля. Это имеет место в целом ряде случаев: когда полетная скорость небольшая, когда его моторы неисправны, при посадке, совершаемой при заходе солнца, или же когда дирижабль берется на буксир и т. д.
На дирижаблях, имеющих в системе воздухопитания вентилятор, последний располагается в гондоле или в киле дирижабля. Воздух, нагнетаемый венти-
46
лятором, поступает в распределительную коробку, а оттуда может быть направлен при помощи управляемых заслонок в носовой и кормовой баллонеты.
Существует также комбинированная система воздух о-питания, при которой во время полета дирижабля используется встречный поток воздуха (улавливатели), а при посадке и старте воздух в баллонеты нагнетается при помощи вентилятора.
Такая система показана на фиг. 44.
Воздух входит через два улавливателя 1 динамического типа, выходящих из киля - один с правого, другой с левого борта и установленных по направлению встречного потока.
Впуск воздуха в улавливатели может регулироваться при помощи заслонок, установленных в устьях улавливателей; управление заслонками производится из гондолы. Улавливатели присоединены к воздухопроводу 2, протянутому в киле вдоль дирижабля и имеющему четыре ответвления, заканчивающихся у баллонетов впускными клапанами 3. Впускные клапаны также управляются из рубки управления.
2. ВОЗДУХОУЛАВЛИВАТЕЛИ, ИХ КОНСТРУКЦИЯ И СПОСОБЫ КРЕПЛЕНИЯ
Носовые улавливатели, как указывалось выше, располагаются в носовой части дирижабля. Крепление их производится к конструкции носового купола килевой фермы.
На фиг. 45 изображена схема установки носового улавливателя, примененная на итальянском дирижабле N-1. Конструктивно воз-духоулавливатель выполнен следующим образом (фиг. 46).
В самой крайней точке носо-
вого усиления килевой фермы установлено кольцо "/, к которому при помощи барашковой гайки прикреплен неподвижно диск с прорезями 2. К валу прикреплен другой подвижной диск 4.
При вращении вала поворачивается подвижной диск; при совмещении отверстия подвижного и неподвижного дисков воздухоулав-ливатель открывается. Для получения большей герметичности на подвижном диске укреплен фетр.
Конструкции воздухоулавли-вателей, располагаемых за винтом, бывают весьма разнообразны. Для небольших дирижаблей выполнение их не представляет особых затруднений. С увеличением объема дирижаблей возрастают размеры входных отверстий, так как требуется большее количество Воздуха ДЛЯ дирижабля. Увели- фиг. 45. Схема установки носового улавливателя чение размеров • отверстий возду- дирижабля N-1.
хоулавливателя вызывает применение более тяжелых и сложных конструкций и осложняет их крепление.
Воздухоулавливатель, примененный для полужесткого дирижабля, состоит из двух труб, выколоченных из листового дуралюмина толщиной 0,8-1 мм. Трубы соединены между собой клепаным швом. Швы до клепки промазываются термопреном для создания герметичности. Горизонтальная труба круглого
47
сечения расположена вдоль потока, а вертикальная эллиптического сечения - нормально к потоку. Передняя и тыльная части усилены удобообтекаемыми профилями для уменьшения вибрации. В каждой трубе есть по дроссельной заслонке, которые при помощи жесткой тяги связаны между собой. В рабочем
Л
fesessiai--."-,^4 J5-r~Jk*- - • -"*"* - n
•^|1-.-..,.ч>. ..... :~:m^~
l^ - f ?
Фиг. 46. Носовой улавливатель дирижабля N-l. 7 - кольцо, 2 - диск, з - вал, 4 - подвижной диск.
Фиг. 47. Улавливатель. 1 - крышки, 2 - пружина, ,3 - горизонтальная труба, 4 - вертикальная труба, 5 - заслонка.
положении заслонка горизонтальной трубы устанавливается под углом 45° к оси и закрывает тыльную часть улавливателя, направляя поток в вертикальную трубу. В это время заслонка последней установлена по оси трубы и не препятствует движению воздушного потока.
В нерабочем положении первая заслонка поворачивается по оси горизонтальной трубы, а вторая перекрывает сечение вертикальной трубы. Таким путем до некоторой степени уменьшается лобовое сопротивление улавливателя.
Одна из конструкций воздухоулавливателя, подобная вышеприведенной, но несколько упрощенная, изображена на фиг. 47. Вместо двух заслонок воздухо-
48
Фиг. 48. Улавливатель дирижабля объемом 3500 ма.
улавливатель снабжен только одной, вторую же заслонку заменяют две автома тические крышки, установленные в верхнем срезе вертикальной трубы. Ось заслонки вращается на подшипниках, установленных во фланцах, которые прикреплены к стенкам трубы. В нерабочем положении заслонка расположена горизонтально. Для подачи воздуха через воздухоулавливатель необходимо
Фиг. 49. Крепление улавливателя.
закрыть тыльную часть горизонтального патрубка, что производится при помощи тросовой тяги. Возвращение заслонки в обратное положение происходит под действием пружины, расположенной внутри осевых фланцев. Один конец этой пружины закреплен во фланце, а другой на заслонке. Вес такого улавливателя составляет 12,4 кг.
Воздухоулавливатели улучшенной аэродинамической формы применялись на полужестком дирижабле объемом 3500 м3 (фиг. 48). Входное отверстие имеет круглое сечение и плавно переходит в эллиптическое. Воздухоулавливатели расположены по обе стороны от оси дирижабля. Они жестко смонтированы с распределительной коробкой, расположенной в киле дирижабля. Для того чтобы воздух, поступающий в один из воздухоулавливателей при работе одного мотора, не выходил через другой воздухоулавливатель, в эллиптической части его установлен обратный клапан простой конструкции. Клапан выполнен в виде
50
матерчатого рукава. По нижнему основанию его образующей рукав прикреплен однорядным швом к стенкам воздухоулавливателя.
Под действием поступающего воздуха матерчатый рукав складывается и прижимается к стенкам воздухоулавливателя. Для направления воздуха в носовой и кормовой баллонеты служат патрубки, присоединенные к распределительной коробке. При помощи имеющихся в патрубках заслонок их можно по желанию открывать или держать закрытыми. Управление заслонками производится из рубки. Крепление воздухоулавливателя производится к стрингерным балочкам киля, при помощи двух труб, установленных с двух сторон распределительной коробки и укрепленных хомутами к поясам стрингерных ба-лочек. Описанная конструкция воздухоулавливателей оправдала себя в экс-плоатации.
1 2
фиг. 50. Воздухораспределительная коробка дирижабля объемом 5000 м3.
I - заслонка открыта, 2 - заслонка закрыта; 3 - патрубок к вертикальному шлангу, 4 - патрубок к горизонтальному шлангу, 5 - стенка.
Крепление воздухоулавливателей к нижним балкам шпангоутов может осуществляться при помощи ферменной балочки (фиг. 49).
Воздухоулавливатель в этом случае приклепывается при помощи поясов к ферме. Нижний патрубок воздухоулавливателя расчаливается для более надежного закрепления.
Конструктивное выполнение воздухораспределительных коробок может быть весьма различным как по форме, так и по материалу. Форма их обычно зависит от места расположения, но при выборе ее необходимо учитывать также требования гидравлики.
На мягких дирижаблях объемом 5000 и 6500 м3 была установлена воздухораспределительная коробка с двумя заслонками (фиг. 50), прижимаемыми пружинами к корпусу коробки. В носовой и кормовой баллонеты от воздухораспределительной коробки идут по одному шлангу. Открывание заслонок производится при помощи тросов, идущих от рычагов в рубку управления. Заслонки воздухораспределительной коробки обладают достаточной герметичностью, поэтому впускные клапаны у баллонетов отсутствуют.
Другой пример конструкции воздухораспределительной коробки, предназначенной для двух воздухоулавливателей, приведен на фиг. 51. В нижней части коробки наклонно, под углом 45°, размещены два патрубка для присоединения к ним воздухоулавливателей при помощи матерчатых шлангов 7. Для закрепления шлангов к патрубкам на последних сделаны рифты. Из коробки воздух попадает в четыре воздухопровода 2 и по ним расходится в баллонеты. Для регулирования подачи воздуха в различные баллонеты служат четыре заслонки 3, управляя которыми можно прекращать подачу воздуха. Управление заслонками производится из киля при помощи тросовых тяг.
51
Фиг. 51. Воздухораспределительная коробка.
t t t
вазЗухопроо
HdSi
Лг
И
^
7
%?
Всась<8аюшее omlepcmue
^игателю!
Фиг. 52. Схема действия центробежного вентилятора.
52
^
3. ВЕНТИЛЯТОРЫ
Устройство вентилятора
Для подачи воздуха в баллонет на дирижаблях применяются центробежные или осевые вентиляторы.
Центробежные вентиляторы при большом статическом напоре дают меньшее количество воздуха, чем осевые вентиляторы.
Осевые вентиляторы при сравнительно большой подаче создают весьма небольшой статический напор, обычно не превосходящий 25-30 мм вод. ст.
Центробежный вентилятор состоит из рабочего колеса 7 и кожуха 2. Рабочее колесо приводится во вращение от двигателя. Действие центробежного вентилятора (фиг. 52) основано на том, что при вращении рабочего колеса воздух, заключенный между лопатками, увлекается последними и в силу развивающихся при вращении центробежных сил отбрасывается к периферии и затем в спиральной кожух и воздухопровод. Вследствие образовавшегося у оси колеса разрежения засасываются новые частицы воздуха и таким образом образуется непрерывный процесс всасывания воздуха в отверстие у оси и нагнетание его в воздухопровод.
Рабочее колесо состоит обычно из двух дисков: переднего и заднего. Задний диск при помощи втулки насажен на вал. Передний диск имеет всасывающее отверстие, через которое поступает воздух. Диски скрепляются между собой обычно лопатками при помощи заклепок или точечной сваркой.
Диаметры дисков определяются из аэродинамического расчета. Задний диск выбирается несколько толще переднего, так как он связан со втулкой и несет большую часть нагрузки.

Фиг. 53. Построение очертания спирального кожуха.
Лопатки рабочего колеса могут быть прямыми, либо изогнутыми различного очертания.
С точки зрения производственного выполнения удобнее иметь лопатку по очертанию из дуги круга и отрезков прямой.
При выборе количества лопаток рекомендуется принимать числа, удобные для разметки, а именно 4, б, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64.
Кожух вентилятора составлен из двух боковин и обичайки. Обычно он изготовляется из листового дуралюмина толщиной 1-1,5 мм. Соединение боковин кожуха с обичайкой производится при помощи клепки или сварки. При этом необходимо учитывать возможность вынимать рабочее колесо, почему иногда одну из боковин кожуха не приклепывают, а устанавливают на болтах с промазкой швов термопреном. Очертание боковин кожуха зависит от выбранной аэродинамической схемы вентилятора и чаще всего бывает выполнено по архимедовой спирали (фиг. 53). Для осуществления крепления кожуха задняя и передняя боковины книзу развиваются.
Кроме центробежных вентиляторов на дирижаблях применяются так называемые осевые вентиляторы. Действие осевых вентиляторов аналогично действию пропеллера. Они представляют собой втулку с прикрепленными к ней лопастями. При вращении лопасти создают ток воздуха, параллельный оси вращения. Различают правый и левый вентиляторы. Правым принято называть такой вентилятор, который, вращаясь по часовой стрелке, подает воздух на наблюдателя. Левый вентилятор, подавая воздух на наблюдателя, вращается против часовой стрелки.
Материалом для изготовления лопастей осевого вентилятора служит дура-люмин или дерево, склеенное слоями по типу воздушных винтов. Трудно ска-
53
зать, какому роду материала должно быть отдано предпочтение, так как еще нет достаточного количества наблюдений над работой в эксплоатации вентиляторов того или иного типа.
Привод вентилятора
Вентилятор, устанавливаемый на дирижабле, может приводиться в действие вручную, от мотора основной установки или от специального мотора.
Ручной привод применялся на американском дирижабле мягкого типа класса D и на итальянском дирижабле N-1 полужесткого типа.
Практика применения ручного привода для вентиляторов показала, что развиваемая мощность недостаточна для создания необходимого сверхдавления в баллонете при спуске дирижабля с расчетной вертикальной скоростью. Так, например, ручной вентилятор дирижабля СССР В-б обеспечивал расход 12 м3/сек при давлении 25-30 мм вод. ст.
Мотор 0,25л.с.3600°Б/мин
&&&& - **8lt--i
Винт Ф305'
Фиг. 54. Электровентилятор 0 305 мм. для дирижабля MB.
Использование энергии основной моторной установки для приведения в действие вентилятора осуществлено, например, на американском мягком военном дирижабле класса МА.
Наибольшее распространение в качестве двигателя для вентилятора получили специальные моторы. Такие установки применялись на кораблях: мягком военном класса MB (США), Зодиак, RN-1 (США) и др.
Наиболее подходящим двигателем для вентилятора является маломощный бензиновый мотоциклетного типа или же электромотор.
В качестве примера осуществленной вентиляторной установки можно привести вентилятор с электромотором (фиг. 54), примененный на американском мягком дирижабле MB.
Его максимальная производительность 50 мэ/мин при статическом давлении 19 мм вод. ст. Относительно большая подача для объема этого корабля (t/ = 1400 м3) объясняется большой заданной посадочной скоростью, равной 5 м]сек. Конструктивно он представляет собой восьмилопастный осевой вентилятор с диаметром крыльчатки 305 мм. Лопасти выполнены из листового дура-люмина толщиной 3 мм.
Для улучшения аэродинамических качеств вентилятора у входа сделан деревянный диффузор. Вдоль всего кожуха вентилятора по двум взаимно перпендикулярным диаметрам устроены выпрямители потока из листового металла. За мотором установлен деревянный обтекатель. Мотор установлен спереди крыльчатки. При расходуемой мощности в 0,25 л. с. и напряжении в 12 V мотор дает 3600 об/мин. Коэфициент полезного действия установки i\ =0,8. Отдельные детали вентилятора имеют следующий вес (в кг):
54
1) обтекатель, кожух с выпрямителем . 6,2
2) диффузор ............... 1,2
3) винт .................. 0,3
4) мотор ................. 12,7
Общий вес вентилятора с мотором . 20,4 кг
На американских дирижаблях среднего объема (8000-10000 м3) применялся вентилятор с электромотором, представленный на фиг. 55.
Диаметр лопастей винта равен 610 мм. Подача вентилятора 280 м3/мин при статическом давлении 25 мм вод. ст. Диапазон скорости вращения мотора от 3600 об/мин до минимального числа оборотов. При максимальной мощности в 7,5 л. с. вентилятор обеспечивает подачу в 350 м3/мин при статическом давлении .62 мм вод ст. и 3340 об/мин. Вес винта около 2 кг. Вес вентилятора без мотора, включая вес кожуха и приводного вала, около 9 кг.
Фиг. 55. Электровентилятор 0 610 мм для дирижабля среднего объема.
Вентиляторы на дирижаблях мягкого типа располагаются обычно в гондоле и крепятся к ее полу. Такое размещение уменьшает полезную площадь пола, которая, вообще говоря, бывает очень мала. Расположение над гондолой ближе к оболочке, применявшееся в прежних конструкциях, сокращает длину шлангов воздухопровода, но оно нерационально ввиду затруднений в доступе к вентилятору при его порче и вследствие лобового сопротивления, создаваемого открытым со всех сторон вентилятором. В полужестких дирижаблях вентиляторы с электромотором или ручным приводом могут устанавливаться в киле. Крепление их не представляет каких-либо трудностей и зависит от очертания и сечений тех конструктивных элементов, на которых производится установка вентилятора.
4. ВОЗДУШНЫЕ КЛАПАНЫ
По своему назначению воздушные клапаны делятся на впускные и выпускные.
Впускные клапаны служат для пропуска воздуха из воздухопровода в баллонет. Они обычно располагаются у места входа шланга в балло-"нет. На дирижаблях полужесткого типа, где число отсеков баллонета больше двух, а воздухопровод общий, впускные клапаны обычно делаются обратного действия, т. е. впускающими воздух в баллонет и препятствующими выходу его из баллонета.
Конструктивно клапаны могут выполняться различно. Наиболее простая конструкция осуществима при расположении клапана в воздухопроводе (фиг. 56). В этом случае применяют матерчатый конус, прикрепленный веревочными уздечками к стенкам шланга. Воздух, поступающий по шлангу, сминает конус и
55
проходит в баллонет. При выходе из баллонета воздух входит в матерчатый конус и прижимает его к стенкам шланга, создавая заслон.
На итальянских дирижаблях полужесткого типа применялись впускные обратные тарельчатые клапаны (фиг. 57).
Корпус этого клапана сварен из стальных трубок, обтянут материей с последующей ее лакировкой. Тарелка представляет собой загнутую в виде .кольца стальную трубку, обтянутую также лакированной материей. По периметру
баллонет
Фиг. 56. Схема действия обратного клапана.
тарелки размещены пружины для обратного действия. Для предохранения материи баллонета от попадания в клапан служат радиально приваренные дуги 3 из трубок. Недостатком такого клапана является мало удовлетворительная герметичность. На дирижаблях полужесткого типа отечественного производства эта конструкция впускных клапанов была улучшена (фиг. 58).
Впускной клапан крепится в оболочке при помощи профилированного кольца 7 и двенадцати барашковых гаек. Каркас клапана состоит из кольца, изготовленного из дуралюминовой трубы диаметром 15 мм. На кольцо натягивается оболочка 2 из перкаля; в центре натянутой оболочки делается отверстие, усиленное по контуру шпагатом 3. В качестве клапанной тарелки служит уголковый профиль 4, согнутый по диаметру несколько большему, чем диаметр отверстия. Ребро полки уголка является ножом тарелки, а к другой полке пришит перкаль. В качестве силы, прижимающей тарелку, применены шесть горизонтальных пружин. Одним концом пружины укреплены к клапанной тарелке, а другим к корпусу клапана. Эти пружины не только прижимают тарелку к клапану - их главное назначение центрировать ее. Для предохранения клапана от попадания в него баллонетной материи над клапаном устроен предохранитель, состоящий из шести трубок, изогнутых по сферической поверхности.
Диаметр такого клапана 380 мм. Ход клапанной тарелки 40 мм, вес клапана 1,7 кг.
Выпускные клапаны служат для регулирования избытка внутреннего давления в баллонете. При расширении газ давит на оболочку баллонета, увеличивая давление воздуха в нем. Когда давление превышает определенный предел, воздушный клапан открывается и, выпуская воздух, уравновешивает сверхдавление. Обычно выпускные клапаны делаются комбинированными, т. е. автоматического действия и одновременно управляемые.
Выпускные воздушные клапаны дирижабля мягкого типа располагаются обычно в нижней части оболочки для возможности выпуска всего воздуха из баллонета.
На дирижаблях полужесткого типа выпускные клапаны располагаются внутри килевой фермы. Такое расположение дает конструктивные преимущества, так как клапаны защищены от встречного потока и атмосферных влияний.
56
Фиг. 57. Впускной клапан итальянского типа.
?tr_ ,l?i'~f_~ v:~:'.T^iSp^V :C:::_i::;:5- PJtS-^i^'Ksss;
fe^.-Lv^.^ai^r^-^^S^rS^^S
Фиг. 58. Улучшенная конструкция впускного воздушного тарельчатого клапана.
57
Выпускной клапан итальянского типа (фиг. 59) состоит из легкого каркаса 7, сваренного из стальных трубок и обтянутого лакированной материей. Тарелка 2 клапана выполнена в виде трубчатого кольца и также обтянута лакированной материей. Матерчатая обтяжка тарелки прижимается к трубе корпуса восемью пружинами 3, расположенными по периметру корпуса и прикрепленными к последнему. Для управления клапаном служит уздечка 4, прикрепленная к тарелке, и трос, идущий на сектор рычага управления 5, расположенного тут же на корпусе. Невозможность регулировки пружин и недостаточная герметичность являются недостатками клапана этого типа.
баллонет
ВалочНй шпал toy та ^<
Клапан
Фиг. 59. Выпускной клапан итальянского типа.
^r^fw^W^^-
^L=
Фиг. 60. Выпускной клапан.-
Фиг. 61. Крепление воздушного клапана к боковой балочке шпангоута.
Улучшенная конструкция выпускного клапана итальянского типа была применена на советском полужестком дирижабле (фиг. 60). Остов тарелки / клапана сделан из дуралюмина в виде плоского кольца, обтянутого перкалем и усиленного тремя ребрами 2, сходящимися в центре. К плоскому кольцу приклепывается кольцо уголкового сечения, которое служит ножом. Нож плотно прилегает к матерчатому кольцу 3, натянутому на кронштейны корпуса. Нажатие осуществляется тремя пружинами 4. Силу нажатия пружин можно регулировать при помощи барашковых гаек 5. Управление клапаном осущест-
58
вляется при помощи троса, один конец которого закреплен в центре тарелки, к ее усиливающим ребрам, а другой через ролик на кронштейне проходит к рубке управления.
Крепление клапанов такого типа осуществляется на балочках шпангоута при помощи кронштейнов (фиг. 61).
В последнее время стали применять конструкции выпускных клапанов, в которых герметичность достигается резиновой прокладкой.
5. УПРАВЛЕНИЕ ВОЗДУХОМ
Регулирование сверхдавления на дирижабле осуществляется путем управления устройствами воздушной системы, повышающими или понижающими давление в баллонах.
Повышение давления в баллоне достигается подачей воздуха в баллонет через улавливатель, а понижение - выпуском через клапаны. В соответствии с этим применяется проводка управления воздушными выпускными клапанами.
Управление носовым улавливателем на дирижабле полужесткого типа осуществляется при помощи замкнутой тросовой тяги. На валу улавливателя, а также на валу штурвала управления жестко посажены звездочки, на которые накинуты цепи Галля. Последние присоединены в общую систему тросовой тяги. Тросы проходят по направляющим и роликам, укрепленным при помощи кронштейнов к боковым балочкам шпангоутов. Поворачивая штурвал управления вправо или влево, открывают или закрывают улавливатель. Степень открытия улавливателя можно определить по положению шариков, прикрепленных в местах соединения тросов с цепью Галля.
При расположении улавливателей за винтами и наличии в конструкции улавливателя возвратных пружин, закрывающих заслонки, управление может быть осуществлено без применения специальных механизмов. В этом случае на концах тросовых тяг, входящих в рубку управления, закрепляются по два шарика на каждом конце. Нижний шарик большего диаметра служит для натягивания троса рукой, верхний шарик несколько меньшего диаметра служит ограничителем, при помощи которого заслонки улавливателя можно держать открытыми. Для этого он закладывается в специально устроенной вилке и таким образом удерживает трос, нейтрализуя действие пружины.
На фиг. 62 приведена схема управления улавливателем, примененная на учебном дирижабле. Здесь вместо ручного механизма применен механизм ножного управления. Тросы управления от заслонок улавливателей правого и левого через узлы с роликами протянуты в рубку управления.
В дирижаблях полужесткого типа большего объема число баллонетов достигает шести. Управление воздушными выпускными клапанами, расположенными по несколько штук на каждом баллонете (два, три), вызывает большие эксплоа-тационные неудобства. Обычно в этих случаях идут на объединение управления в отдельные группы, уменьшая таким образом количество тросов и упрощая управление.
В группу могут объединяться клапаны двух-трех баллонетов. Обычно объединяют клапаны носовых, центральных и кормовых баллонетов, получая таким образом три группы.
На фиг. 63 приводится схема управления воздушными клапанами, примененная на итальянском дирижабле N-1. В этой схеме клапаны объединены в четыре группы, что допускает большую маневренность дирижабля. Клапаны крепятся к верхним балочкам шпангоутов в горизонтальном положении, что обеспечивает более надежное их закрытие. Проводка управления проложена по боковым балочкам шпангоутов.
Схема управления воздушными клапанами полужесткого дирижабля, киль которого обращен вершиной вверх, показана на фиг. 64. Здесь, как и в предыдущей схеме, управление клапанами объединено в группы.
Клапаны крепятся к боковым балочкам шпангоутов, тросы управления протянуты через узлы, расположенные на нижних балочках шпангоутов.
59
0>
с>
\ .------ - - - '•-••:>• ^Г' ~ ".^ I \ " '"^ч -^-" * \ X" 7 \ fj "^ .. -^ i \ s / \ ; . "-=< : ,-х-/ \ 1 ^ ^^ \ / X i \ L-k" -.-•- ^^,-х -\	--_--1 ^V"" х" \. ^4	><г\
' - • -_4L-4 • v - ," ~ ' ' " i^feT - -------------- ^	*ш ________ ^^- -^ - Ш	_________ t'
~^ f } \ , , \ i | i / \ 1 / \ / ! \ _L V \ ! ./ • \"/Т"^^~ \ 1 / \ 1 "4"Д1/ ! ,	1 \ i i | / \\ | У LVJq-viH i\i/i i N	"^2 , - /7д>7 ъондолы
х- L - ^- \	^^'	
4 . _. \, " - г---5?С.">^±-г--^-- - - ~ •т- - "" - " - - "" "*""",?• ' Т 1	-^==,-.-^-1^	J/ "**• -Jl*~*" - - - . -&,-..,"__.. "р1*!
rV-'- - fj^ ______	i ^^^^4"i" •	_:^v-r.:L_. ____ f4-О i i ;
tb - Ч !> . п . ,.	' -L--^^*-. - ------- TJ	 - ^2Г ___________ -j_J
4 ----- _ " ~ ---,.._ -u ~ - <=>-^-"~""~ - ^ - -Zi:-*cci:z: ~~	• - •~^-it'T Т _ __ - ."*"^ __, _i^-^ - -т - 	V^-2
Фиг. 62. Схема управления улавливателем на учебном дирижабле: 1 - механизм ножного "управления," 2 - улавливатели (правый и левый), 3 - распределительная коробка.
Фиг. 63. Схема управления выпускными клапанами дирижабля N-1.
Ж
ш


т
us
Фиг. 64; Схема управления воздушными клапанами дирижабля с килем, направленным
вершиной вверх.
Ь^гМ
Щ^^ШГ^^:
. I t"-3t - 4 i Л.1 V" А 3 !',...< ! ^ Дк^: S А
Фиг. 65. Рычажный механизм управления.
61
Конструкция узлов проводки управления воздушным клапаном аналогична конструкции узлов проводки к газовым клапанам (см. фиг. 31, 32, 33).
В каждой системе управления воздушными клапанами все тросы проводки сводятся обычно в рубку управления к рабочему месту штурвального высоты. Для управления служат рычаги, число которых соответствует числу групп клапанов.
На фиг. 65 приведен пример конструктивного выполнения рычажного управления при трех группах клапанов. Рычаги 7 нижним своим концом посажены на вал и могут около него поворачиваться. Стержень рычага имеет ушко 2, к которому при помощи коуша присоединен трос управления. На кронштейне 3, выполненном в виде отдельных секторов, укрепляются ролики 4, через которые проходит трос от рычага. При выбирании ручки на себя клапаны открываются. Ручка рычага имеет пружину 5, отжимая которую, можно освободить защелку 6 от зубьев сектора и отпустить трос.
6. ВЫБОР И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВОЗДУХОПИТАНИЯ
При проектировании устройств воздушной системы необходимо произвести следующие работы:
1) определить требуемую подачу воздуха;
2) выбрать схему воздухбпитания и тип питающих устройств;
3) произвести гидравлический расчет системы;
4) конструктивно оформить выбранную схему воздухопитания;
5) произвести испытания и доводку отдельных устройств системы. Разберем каждый из указанных этапов проектирования в отдельности.
Подача (расход) воздуха
При спуске дирижабля газ в баллоне сжимается вследствие увеличения плотности воздуха с уменьшением высоты полета. Уменьшение объема в единицу времени выражается обычной формулой:
[/" • w Ш=-^-, (12)
где UB - воздушный объем оболочки в м3;
w - вертикальная скорость спуска в м/сек; Н - высота однородной атмосферы * в м.
Для сохранения формы оболочки и поддержания нормального полетного сверхдавления воздухопитающие устройства (улавливатели, вентилятор) должны обеспечить баллонеты дирижабля воздухом в достаточном количестве.
Количество воздуха, подаваемого в баллонеты в единицу времени, называется подачей и обозначается Q м3/сек.
Для сохранения неизменности объема и для поддержания требуемого сверх-давления величина подачи Q должна находиться в соответствии с полученным уменьшением объема Д?7, т. е. быть равной этому уменьшению или быть больше и во всяком случае не меньше, т. е.
Q>AU
или •
0-^ . (13)
V'~ 8500 ' U^
Из формулы (13) ясно, что для определения подачи должны быть известны величины UB и w. Воздушный объем (Ув и вертикальная скорость спуска w обычно задаются техническими условиями на проектирование дирижабля.
* При стандартных условиях (при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 15° С) высота
, ,, РО 10333 ",-ПГ:
однородной атмосферы Я0 = - = -,-;,-",. = 8500 м.
•у о l)^2o
62 . '
Выбор схемы воздухопитания
Схема воздухопитания выбирается на основании опыта.
Как указывалось выше, питающие устройства бывают двух основных типов: улавливатели и вентиляторы. В зависимости от принятого типа питающих устройств находится схема воздухопитания. Выбор типа питающего устройства в свою очередь зависит от условий, которые предъявляются дирижаблю, от типа дирижабля, его геометрических размеров (объема, длины), от расположения и числа моторов.
На дирижаблях мягкого типа, где моторы подвешиваются непосредственно к гондоле, могут быть приняты воздухоулавливатели. При тросовой подвеске гондолы к оболочке иногда конструктивно удобнее бывает применять вентиляторы. Это имело место на американских мягких дирижаблях, например класса MB.
На полужестких дирижаблях небольшого объема, где отсутствуют моторные гондолы и моторы крепятся к конструктивным элементам гондолы, рационально применять улавливатели. При наличии моторных гондол применяются улавливатели, которые могут крепиться не к гондоле, а к элементам килевой фермы.
Изложенные соображения о выборе питающих устройств вовсе не являются обязательными, так как в каждом отдельном случае надо подходить к разрешению этого вопроса, учитывая особенности и специфику проектируемого дирижабля.
Следует отметить, что на многих построенных дирижаблях, имеющих улавливатели, установлены также и вентиляторы, как резервное средство.
При выборе схемы воздухопитания и типа питающих устройств определяются: для улавливателя площадь входного отверстия, а для вентилятора, потребная мощность мотора.
Площадь входного отверстия улавливателя
Входное отверстие улавливателя должно быть подобрано в соответствии с необходимой подачей Q. В целях наибольшего использования скоростного потока воздуха улавливатель располагается таким образом, чтобы входное его отверстие было в месте наибольшего сжатия струи.
Наибольшее сжатие струи наблюдается обычно на расстоянии 0,50-0,75/? от плоскости вращения винта (/? - радиус винта).
Центр отверстия улавливателя выгоднее всего располагать приблизительно на 2/3 /? от центра вращения винта.
В первом приближении площадь входного отверстия может быть определена из уравнения расхода:
Q---F.V./Z.T),
где F - площадь входного отверстия улавливателя; V - скорость воздушного потока за винтом; п - число действующих улавливателей; т\ - коэфициент полезного действия входного отверстия. Таким образом при рабдте одного мотора
^"V <14>
а при работе двух моторов
F - ^' <15>
Скорость воздушного потока за винтом может быть определена по теории идеального пропеллера *:
V = с - V0 /Т+~В, 06)
где V0 - крейсерская скорость дирижабля,
* Б. Н. Юрьев, Воздушные винты, М. Л., 1934, Госмашметиздат.
6$
у
с = -rr- - отношение скорости потока на обводе к скорости полета;
*о
В - коэфициент нагрузки на сметаемую винтом площадь, равный
с и"'3 В = -^Р-; О?)
гв
здесь Си - коэфициент лобового сопротивления, получаемый из продувок; Uв - воздушный объем дирижабля; FB - площадь, сметаемая винтами. Для наглядности приводим ниже пример.
Пример. Определить площадь входного отверстия улавливателя за винтом для дирижабля объемом L/B - 12 000 м3, обеспечивающую вертикальную скорость спуска ш=3,5 м/сек. Дирижабль имеет два мотора с винтами диаметром DB = 3,0 м и развивает крейсерскую
скорость V0 =60 км/час = м/сек.
OjD
Коэфициент лобового сопротивления согласно продувкам Си = 0,032 и отношение ско-
у
,рости потока на обводе к скорости полета с =-~ =1,05.
0 Площадь, ометаемая винтами при двух -работающих моторах,
F -2--^--
гв ~ 4 ^ '
после подстановки заданных величин выразится:
Р^.^Нл'л,. '
Коэфициент нагрузки на ометаемую площадь определяется по формуле (17):
С" • U4' 0,032- 12000г/3
в=-ч - *м - =1да
Скорость потока за винтом в сжатом сечении определится по формуле: V = с • V0 1/Т+В = 1,05 • Ц- УГ+ТГЭ ~ 26 м/сек.
OjO
Величину подачи определим по формуле (13):
t/B-w 12000-3,5 Q = -850(Г = "^500-= 4'95^К-'Площадь входного отверстия одного улавливателя определим по формуле:
F = -|^=2^ = 0'095^
Таким образом, при круглом отверстии диаметр его будет:
г, 1/~4F~ 1/4 • 0,095 ЛОС D = I/ ----= I/-----^ - = 0,35 м.
г я г те
В приведенном расчете не учтены потери на трение и местные сопротивления на отдельных участках воздухопитающей системы.
Для учета этих потерь по выбранной схеме воздухопитания производят гидравлический расчет.
QI
Г Л А В А III
БАЛЛАСТНАЯ СИСТЕМА
1. БАЛЛАСТ, ЕГО НАЗНАЧЕНИЕ И РАЗНОВИДНОСТИ
Для того чтобы выполненный, уравновешенный аэростат статически поднялся на определенную высоту, необходимо уменьшить его вес. Такое облегчение производится путем сбрасывания специального груза, называемого балластом. Высота, на которую поднимется аэростат, зависит от его объема и того уровня, с которого производилось это сбрасывание. Для определения количества балласта, необходимого для перехода дирижабля из одной зоны равновесия в другую, служит график изменения подъемной силы с высотой (фиг. 66). Этот график показывает, что подъем аэростата может продолжаться до тех пор, пока уменьшение полетного веса будет соответствовать уменьшению подъемной силы, происходящему по закону:
F; = F0-?-, (18)
Ро
где F0 - подъемная сила аэростата на уровне моря; р. - плотность воздуха на высоте; Ро - плотность воздуха на уровне моря. Основное уравнение аэростатики выражается следующей формулой:
F0=Q; ' (19)
здесь: Q = Р + Q, причем Р - груз постоянный (мертвый вес), а 2 - груз переменный - балласт, который, в свою очередь, может состоять из отдельных грузов, т. е.
2 = "! + св. + ша, . .. , шп. (20)
Для достижения зоны равновесия Z17 как видно из фиг. 66, пилот сбрасывает груз <%; для перехода с высоты ZL на Za сбрасывает груз о>2 и для достижения высоты Zmax сбрасывает весь балласт, равный S. При этих условиях уравнение (18) можно представить в следующем виде:
р р Ртах /oi\
~-тах = ^0 - • (21)
Таким образом высота Zmax является предельной, наивысшей зоной статического равновесия для данного аэростата и, как видно, ее величина не зависит от порядка расходования балласта, а зависит только от абсолютной величины последнего, т. е. от ^ю = Q. В этом заключается один из основных законов аэростатики.
Необходимо заметить, что приведенные рассуждения о балласте для свободных аэростатов целиком приемлемы и для дирижаблей, только надо помнить, что последними, помимо статической подъемной силы, еще может быть использован динамический эффект.
В полете балласт используется командиром аэростата для маневрирования и для создания условий равновесия, требуемых обстановкой полета. При посадке балласт сбрасывается для получения желаемого диферента и во избежание ударов аэростата о землю. На земле, в полевых условиях или при стоянке в эллинге балласт применяется для такой загрузки дирижабля, которая обеспечивает его надежное крепление.
При определении объема проектируемого дирижабля балласт берется обычно в количестве 6% от его полной подъемной силы. Для кораблей специального назначения балласт может достигать 30-40% от полной подъемной силы.
Балласт, размещаемый на дирижабле, делится на полетный, или маневренный, и посадочно-вз летный. Балласт полетно-маневренный применяется для проведения маневров в полете, для поддержания статического
Лосин - 940-5 65
равновесия дирижабля и для изменения высоты его полета. Балластом поса-дочно-взлетным пользуются при посадке и взлете для создания необходимого при этом статического диферента и маневренности.
В первых дирижаблях, мало отличавшихся от свободных аэростатов, в качестве балласта применялись мешки с песком, весом каждый около 20 кг. В случае необходимости песок сбрасывался или небольшими порциями постепенно или сразу целым мешком. При сбрасывании порциями песок распыляется, попадает на различные конструктивные детали дирижабля и способствует их порче. Сбрасывание песка целыми мешками над населенной местностью небезопасно, и это обстоятельство ограничивает применение его в случае необходимости. Указанные недостатки песчаного балласта мешают широкому его применению.
Наиболее распространенным типом балласта является вода. Водяной балласт ввиду меньшего удельного веса по сравнению с песчаным занимает большее место на дирижабле и требует специальной тары. На.военных дирижаблях водяной балласт представляет то неудобство, что повреждение тары при обстреле дирижабля может вызвать потерю равновесия. Применение воды в качестве балласта в зимнее время или при полетах на большой высоте затруднено вследствие ее замерзания. В этих случаях необходимо
либо отеплить балластную систему, либо применять незамерзающий балласт. Хорошо выполнить отепление чрезвычайно трудно, поэтому обычно применяют незамерзающий балласт. Для этой цели к воде прибавляют вещества, способные понижать температуру ее замерзания. Из веществ, обладающих такими свойствами, известны:
	\ f=F -----\ * ° Р \ о		
•7	^		
-•з		\	
z_		\	ч
			
Ч			•х
			
о			
		~ч*	-* 0/2*4* ОУ, *J п _.
Фиг. 66. График изменения подъемной силы с высотой.
0 -10. -го. -20< -ii а--50 -60 -70 -80 -90	%."•-• 10 20 30 г,0 SO SO 10 ВО SO 100											
								^g-	,--			
	"^						<--					
	•\					s						
		Sk			>	^						
			V		/							
			ч.	/								
				У								
												
												
												
												
1U <<> _, с* 0 1 %-ю 1 %-го |-зо 13 |Ч0 1 -50							
	^	^	?vSc	Глаь,	еран тарт-С	дена/	iyp.
			ч	!^ь' ^			
	э	тал.	глиЬ	N ОЛЬ - 	^		
					\	\	
						\	
	7 Ю 20 30 ЬО 50 60						
Чистый этилен глаЬаль Частая Soda
Фиг. 67. Кривая замерзания смеси этилен-гликоля с водой.
• % cafepj/c. npucadha вводе(по объему)"
Фиг. 68. Кривые замерзания глицерина, спирта-денатурата и зтиленгликоля.
хлористый кальций, глицерин, спирт и этиленгликоль. Хлористый кальций применять не рекомендуется, так как он в большой степени способствует коррозии металла. Глицерин применяется редко вследствие его дороговизны и свойства увеличивать вязкость смеси. Наиболее употребительными присадками для балластной жидкости являются спирт и этиленгликоль.
Спирт абсолютный С2Н5ОН - бесцветная жидкость с резким запахом. Удельный вес 0,789. Температура замерзания - \14° С. Смешивается с водой в любых
6б
пропорциях. Низкая температура замерзания спирта сообщает те же свойства его водным растворам. В табл. 5 дана зависимость между температурой замерзания водно-спиртовых смесей и процентом содержания в них спирта. Процентное содержание спирта в смеси характеризуется удельным весом последней.
Этиленгликоль СН2(ОН)СН2(ОН) - бесцветная, густоватая жидкость сладкого вкуса, без запаха. Удельный вес ее при 0° С 1,127. Температура замерзания лежит в пределах от - 17,4° до - 11,5° С. Он является полноценным заменителем глицерина и смешивается с водой в любой пропорции. Вязкость эти-ленгликоля несколько больше, чем у воды. Этиленгликоль в наибольшей степени способствует коррозии электрона, затем углеродистой стали, бронзы, хромо-никелевой стали, латуни и алюминия; на дуралюмин Этиленгликоль действует так же, как вода. При нормальной температуре Этиленгликоль не горит, но, будучи нагрет до 110-130° С, он легко воспламеняется. Основным, наиболее ценным свойством этиленгликоля является наличие эвтектической точки кривой замерзания в смеси с водой (фиг. 67), причем наиболее низкая точка замерзания достигает - 75° С. Замерзание смеси этиленгликоля с водой происходит не до твердого состояния, а до состояния рыхлой массы, которая не может привести к разрыву тары или трубопроводов. В табл. 6 приведена зависимость между процентом содержания этиленгликоля в смеси с водой и температурой замерзания смеси. На фиг. 68 приведены кривые температур замерзания балластной жидкости с различными присадками.
Таблица 5 Водно-спиртовые смеси
Таблица 6 Водно-этиленгликолевые смеси
Содержание спирта 0/ /о	Удельный вес смеси	Температура замерзания °С
10	0,986	 - 2,9
20	0,978	 - 7,6
30	0,970	 - 14,8
40	0,963	 - 23,8
50	0,959	 - 30
Содержание этиленгликоля (по объему) °/	Удельный вес смеси	Температура замерзания
/о		
10	,016	__ 0
20	,031	 - 10
30	,045	 - 20
40	,058	 - 29
50	,070	 - 39,5
Помимо песка и воды в качестве балласта в специальных случаях (так, например, при стратосферных полетах) может применяться дробь. Это хотя и дорогой балласт, но ввиду большого удельного веса применение его в отдельных случаях бывает рентабельно, так как он занимает мало места.
В случаях крайней необходимости балластом могут служить также жидкое горючее, сбрасываемые баки с горючим, различные предметы, имеющиеся на дирижабле (запасные части, инструмент и т. п.).
2. УСТРОЙСТВО БАЛЛАСТНОЙ СИСТЕМЫ
Устройства, предназначенные для хранения балласта, его перемещения на дирижабле и сбрасывания, объединяются в так называемую балластную систему. Жидкостный балласт на дирижабле содержится в специальных резервуарах: балластных баках или мешках. При выборе числа и расположения резервуаров исходят из общего количества необходимого балласта и из условий сохранения равновесия дирижабля при отдаче всего балласта.
" На дирижаблях мягкого типа балластные баки располагаются в гондоле. Число их не превышает одного-двух. В целях экономии места баки часто используются в качестве сидений для пилотов, для чего бакам придают соответствующую форму. Так как гондола дирижабля мягкого типа всегда располагается приблизительно на одной вертикали с центром подъемной силы, то получение статического диферента от сбрасывания балласта бывает весьма ограничено. Это, вообще говоря, нежелательное явление, но с ним приходится мириться.
67
Емкость баков на дирижабле мягкого типа невелика, поэтому заполнение их балластной жидкостью производится чаще всего вручную ведрами. Сбрасывание балласта осуществляется при помощи рычажного устройства и балластного клапана, расположенных на самом баке.
На дирижаблях полужесткого типа число балластных баков принимается от двух и выше. Наличие киля позволяет помещать баки в последнем и, таким образом, разносить более равномерно нагрузки от балласта по длине дирижабля, а кроме того создавать более выгодные условия для получения положительного или отрицательного диферента при сбрасывании балласта. Заполнение баков водой производится обычно независимо для каждого бака. Для этой цели применяется передвижная тележка с баком и ручным насосом при ней. В более совершенных схемах предусматривается устройство балластной магистрали, представляющей трубопровод, соединяющий баки между собой. В последнем случае заполнение баков может производиться через наконечники заливки, которыми снабжена магистраль. В этом случае также возможно перемещение балласта из одного бака в другой по магистрали при помощи устанавливаемых на дирижабле помп типа альвейера. Расходование балласта происходит через балластные клапаны, имеющиеся в баках.
Управление балластными клапанами обычно централизовано и осуществляется из рубки управления при помощи тросовых тяг и механизмов сбрасывания. На фиг. 69 схематически показано устройство балластной системы дирижабля полужесткого типа "Зодиак" Е-9 (Франция). Эта система по своему оборудованию и конструктивному оформлению представляется наиболее совершенной из осуществленных до сего времени на полужестких дирижаблях.
Общее количество балласта на дирижабле составляет 1120 л, - приблизительно 10% от полной подъемной силы. В носовой и кормовой частях киля подвешены балластные "штаны" 5 и б в количестве б шт.; из них 4 шт. по 50 л расположены на носу и 2 шт. по 50 л расположены на корме. Полетный балласт хранится в четырех металлических баках J, 2, 3 и 4 емкостью каждый 205 л. Балластные "штаны" и баки соединены между собой магистралью из алюминиевых труб диаметром 45-43 мм. Трубы протянуты почти от крайней носовой точки до последнего кормового бака. В киле они крепятся хомутиками к балоч-кам шпангоутов и служат своеобразными перилами.
Наполнение баков при стоянке на мачте производится через наконечник-заливки, расположенный в крайней носовой точке балластной магистрали (фиг. 69, //). При стоянке у земли наполнение можно производить при помощи ручного насоса (фиг. 69, /), установленного в рубке управления. Исходя из назначения дирижабля (морской конвоир), в балластной системе предусмотрено устройство для пополнения балласта при стоянке на водной поверхности.
На дирижаблях жесткого типа количество размещаемого балласта достигает нескольких десятков тонн, поэтому балластная система представляет собой большой комплекс различных устройств. В то время как при посадке, так и при взлете для облегчения дирижабля требуется иногда отдача большего количества балласта, для изменения высоты полета балласт сбрасывается постепенно.
Балласт взлетный размещается обычно в матерчатых мешках, так называемых балластных "штанах". Последние располагают по возможности ближе к носовой и кормовой частям дирижабля, для того чтобы получить наибольший эффект от сбрасывания.
Балласт полетный размещается в металлических баках или матерчатых мешках, расположенных в коридоре по всей его длине. Для сбрасывания балласта каждый из этих резервуаров снабжен балластным клапаном.
Кроме балласта, специально взятого при подготовке к полету, на пассажирских дирижаблях применяется в качестве балласта сточная вода, поступающая по канализационной системе в специальные мешки. Для выполнения специальных заданий, которые требуют расходования большого количества балласта, а также в чрезвычайных случаях, в качестве балласта может быть использовано жидкое горючее. Для этих целей некоторые из баков для горючего снабжены выпускными клапанами или же могут отцепляться и сбрасываться с дирижабля.
68
•CV-?
УслобнЬ/е обозначат
06'BMHbiu пагп
в г он диле
•=--=" Патрцбан л поплабт о е Простой нран О (r) Переходной нран •* ~^~ Цренажная триона
Фиг. 69. Устройство балластной системы дирижабля Зодиак Е-9:
ни^ l^t^f^^T^ }-^?Гб^Т???(tm)с^ Й-^=Ыб\Га^Т?Г^аяНн^ Же71?ГН№ жение тарелок под действием тяжести, IV - "ш,;^ ^^^рГие^ТуОс^в^;
t			\\ г г*	L|
		1-г __		~i
Фиг. 70. Расположение балласта на дирижабле LZ-126.
Заправка баков и мешков балластом производится механическим путем через наконечники заливки, которые обычно располагаются в носовой части дирижабля и у гондолы.
Все баки или мешки соединены балластной магистралью и снабжены соответствующей арматурой, позволяющей производить распределение балласта по бакам вдоль дирижабля. Для перекачки балласта из одного бака в другой служат насосы-помпы. В качестве примеров ниже приводим несколько схем, показывающих устройство балластных систем дирижаблей жесткого типа.
НЫштнго^'пб ?0 л W 6) so 95 но т но Ш ПО Ш М М
;И^ФФФФФФФф|Н
v^3nnj}W(tm)L"*tU!><u baniLMeuilfu__^\j
1ф=^ф^фЕ^~^t~^
двлластн штаны /
-И-
ни шпангоцтоЬ 20 Л 30
6?
I				II i
				I
			&	ГгТ ft di/ntj.ytufifi/j ------ . /• .- .. - 1 ----- 1 - ' i Г Г1
i '				
J С*э Переходной Нран				
Q Всасывающая п/руб				
(Q HakoHWHUk золиЬЬи при
стояние на мачтр
Q НаЬонечниЬ заливши npir
стоните & ?лпинге
Условные обозначения
И Ьоллистные ^итпны 2*300п
а
IQ Ьаллостньш лн'шоН lOUUn (f баи J/Ол
Г"] Pejepdyap длясточньч вод '""' '"""'
QP Помпа АльЬеерой-70я/яин
Фиг. 71. Балластная система дирижабля LZ-127 а - нормальная загрузка, б - максимальная загрузка (200°/"Х в - схема балластной магистрали.
На фиг. 70 представлена схема расположения балласта на дирижабле LZ-126. Взлетный балласт размещен в шести балластных "штанах" 7, укрепленных в носовой и кормовой частях, емкостью каждые 250 л. Маневренный балласт хранится в балластных мешках 2, расположенных по коридору попарно по обеим сторонам его. Емкость каждого мешка 1000 л. Приведение в действие балластных клапанов, которыми снабжены мешки, производится из рубки управления. Наполнение балластной жидкостью мешков производится по магистрали.
На цеппелиновском дирижабле LZ-127 последующего выпуска, схема расположения балласта которого показана на фиг. 71, посадочный балласт помещается в восьми балластных "штанах" емкостью каждые 300 л; они подвешены попарно с каждой стороны оси на носовом шпангоуте № 195 и кормовом № 20. Маневренный балласт помещается в семи балластных мешках емкостью каждый 1000 л. Кроме того, имеются четыре металлических бака, емкостью 370 л каждый. На шпангоутах № 175 и 190 расположены резервуары для сточных вод, перекачиваемых при помощи двух помп типа альвейера производительностью 70 л/мин каждая из пассажирской гондолы. Таким образом общее количество балласта около 11 000 л, в том числе посадочного 2400 л и маневренного около 8500 л. Все мешки соединены балластной магистралью (фиг. 71). Заливка балласта при стоянке на мачте осуществляется через носовой наконечник заливки диаметром 52 мм. При стоянке в эллинге заполнение мешков производится через наконечники диаметром 40 мм, расположенные в миделевом сечении. При по-
70
мощи системы переходных кранов можно производить наполнение балластных мешков как отдельно, так и группами.
Для специальных полетов на дирижабле предусмотрена установка добавочных мешков, которые могут приключаться к магистрали в количестве семи штук емкостью но 1000 л (фиг. 71).
Схема расположения балласта на германском дирижабле LZ-129 представлена на фиг. 72. В качестве балласта, как обычно, принята вода. Быстро опоражнивающийся балласт помещен в восьми балластных "штанах" 7, четыре из которых подвешены в носовой части и четыре - в кормовой.
Емкость балластных "штанов" равна 500 л.
При размещении маневренного балласта отказались от матерчатых мешков; они здесь заменены металлическими баками 2, подвешенными в коридоре с правой и левой сторон его. Девять из этих баков вмещают по 2500 л, а два по 2000 л каждый. Общее количество взлетного и маневренного балласта на дирижабле составляет 30,5 т. Кроме того, в двух баках емкостью каждый 2500 л
Фиг. 72. Расположение балласта дирижабля LZ-129.
собираются сточные воды из пассажирских помещений, которые также могут быть использованы в качестве балласта. В случае необходимости могут быть опорожнены четыре бака с горючим, емкостью каждый 2500 л, снабженные для этих целей выпускными клапанами. Все баки снабжены балластными клапанами; управление клапанами осуществляется при помощи тросовых тяг из рубки.
На американском дирижабле ZRS-5 ("Мэкон") система водяного балласта состояла из сорока четырех прорезиненных полотняных мешков различных размеров, соединяемых между собой магистралью. Некоторые из балластных мешков расположены вблизи носа и кормы и служат для размещения в них посадочного балласта. Остальные балластные мешки размещаются вдоль коридоров с каждой стороны дирижабля и используются для хранения восстановленной балластной воды. По своему объему большая часть из этих баков рассчитана на содержание 2000 л жидкостного балласта. Каждый из балластных мешков снабжен клапаном для опорожнения; открытие клапанов осуществляется при помощи тросов проводки управления, ведущей к рубке. Приведенное описание различных балластных систем не исчерпывает всего существующего их многообразия, поэтому нами в табл. 7 приведены некоторые статистические данные.
3. БАЛЛАСТНЫЕ БАКИ
Конструкция баков
При конструировании дирижаблей соблюдается принцип передачи максимальных усилий при помощи наименьших поперечных сечений, при конструировании же баков для балласта этот принцип выражается отношением веса конструкции бака к 1 л балласта. Чем меньше это отношение, тем конструкция считается более совершенной.
Наиболее выгодной формой для баков является та, которая дает максимальный объем при минимальной поверхности, т. е. шар. Однако применение шаровых баков невозможно в силу практических соображений. Форма баков, применяемых для балласта, в большой степени зависит от места их расположения. Обычно стараются придать баку очертания в соответствии с местом расположения и удобством их крепления.
7/
Характеристика балластных
Наименование дирижабля	Тип	Страна	Год выпуска	Газовый объем, м3	(Полная подъемная сила Ф, кг	i Тип балласта	Общее кс балл кг	>личество аста °/о от Ф
"Пилигрим"	зй ? U. о; 5	США	1925	1490	1			
АД-1		Англия		1 700				
СССР В-4 ("Комсомольская правда")		СССР	1930 1936	2500	2900	Вода	522	18,0
СССР В-1		"		2940	3220	Песок	90	2,8
СССР В-2 ("Смольный")		"	1932	5000	5500	Вода	350	6,4
СССР В-3		"	1932	6500	7150 |	"	350	4,9
Mz	5S i* t-CJ О) ? >> t; С	Италия	1924	1050	1 160	"	35	3,0
RK-27 (Рааб-Кацен-штейн)		Германия	1930	1435	1580	"	200	
PN-28 (Парсеваль-Наац)		i>	1930	1700	1870	"		
СССР В-5		СССР	1933	2340	2580	"	200	
N-2		Италия	1925	7250	7980	"		
N-3		"	1927	7650	8420	"		
"Зодиак" Е-9		Франция	1933	10170	11200	"	1120	
N-1 "Норвегия"		Италия	1923	18500	20350	Вода, песок	/ 700 1 300	4,9
СССР В-6 ("Осоавиа-хим")		СССР	1937	19100	21000	Вода	1200	5,7
RS-1		США	1925	21 300	23430 38800	>>		
Т-34 ("Рим")		Италия	1919	35100		<> < 1100		2,8
LZ-126 (ZR-III) ("Лос-Анжелос")	Жесткий	Германия	1924	70000 \	77000	*		
LZ-127 "Граф Цеппелин"		"	1928	\ \ 105000	115500 i	i *		
R-100		Англия "	1929	i 140 000	154000	"	18000	11,7
R-101			1929	141 600	155760	*	15 000	
ZRS-4 ("Акрон")		США	1931	1 | 184000	182500	Вода (конден-сатная)		I
ZRS-5 ("Мэкон")		"	1933	184000	182 500	"		
LZ-129 ("Гинденбург")		Германия "	i 1936	190000	209000	Вода	40500	
LZ-130 ("Граф Цеппелин 1Ь>)			1938	190000	209000	"		
Примечание. Подъемная сила подсчитана из расчета удельной подъемной силы водорода:
72
систем дирижаблей
Таблица /
Назначение балласта	Тара (резервуары)			Примечания
	Тип	о 5 s у	Вес j эалла- | ста в 1 шт.	
			|	
				
Посадочно-взлетный	Мешки из прорезиненной материи			Резервный балласт: песок в брезентовых мешках (16 кг), а при дальних полетах горючее в количествах, соответствующих полетному заданию
* *	Мешки брезентовые	5	18-Н20	
"' "	Мешки из прорезиненной материи	3	 - 120	Резервный балласт: песок в брезентовых мешках (16 кг) в количестве, соответствующем полетному заданию
" *	То же	3	~ 120	
* *	Баки			
" "	Мешки из прорезиненной материи Балластные "штаны"	2 1		
" "	Мешки из прорезиненной материи			
)> >>	Баки	2	100	
>> "	>>			
,> "	"			
Посадочно-взлетный маневренный	Балластные "штаны"			
Посадочно-взлетный ; Баки		2	350	
Маневренный | Мешки брезентовые		18	16-М8	
! Посадочно-взлетный	Баки	4	300	Резервный балласт: песок в брезентовых мешках (16 кг) в количестве, соответствующем полетному заданию
	Мешки из прорезиненной материи			
				
Посадочно-взлетный	Балластные "штаны"	6	250	
Маневренный	Мешки из прорезиненной материи		1000	
Посадочно-взлетный	Балластные "штаны"	8	300 1000 370	Резервный балласт: сбрасываемые баки с горючим
Маневренный	Мешки из прорезиненной материи Баки	7 4		
Посадочно-взлетный маневренный	Мешки из прорезиненной материи	18	1000	
Посадочно-взлетный маневренный	То же	15	1000	Резервный балласт: во да в баках для горючего до 7000 кг
	"			
	"		2000	
Посадочно-взлетный маневренный	Балластные "штаны" Баки	8 113 i 2	500 2500 2000	Резервный балласт: 1) некоторые баки с горючим имеют выпускные клапаны, 2) используются сточные воды
				Резервный балласт: 1)сбрасываемые баки с горючим, 2) некоторые баки с горючим имеют выпускные клапаны
/"вод = '•! кг/л3 и /о-елия = 0,995 кг/м*.
13
Различные формы баков, применяемых на дирижаблях, и их установка показаны на фиг. 73. Баки, располагаемые в гондоле дирижабля, могут быть самых различных форм в зависимости от занимаемого ими места и использования баков помимо прямого назначения для других целей (сидение пилота и т. д.).
а
=^М
Фиг. 73. Установка балластных баков.
В дирижаблях полужесткого типа с килем, направленным вершиной вверх, баки располагаются на нижней балочке шпангоута по углам (фиг. 73,а). При недоразвитом киле бак можно расположить во всем просвете концевых шпангоутов (фиг. 73,6). Как в первом, так и во втором случае баки укрепляются жестко на особых кронштейнах. Такое крепление вызывает нежелательные сосредоточенные местные нагрузки в стенках баков, что может привести к течи. Однако при ограниченных размерах киля прибегают и к такому креплению.
При киле с вершиной, направленной вниз, балластные баки применяют обычно цилиндрической формы со сферическими днищами. Такая форма по-
74
зволяет осуществить крепление при помощи мягкой подвески (фиг. 73,и). Эта конструкция подвески имеет преимущества сравнительно с жестким креплением, так как она позволяет легко производить замену баков и перестановку их по килю. Для уменьшения изгибающего момента, действующего на верхнюю балочку шпангоута, устанавливают добавочные стойки. Качание бака устраняется путем закрепления низа подвески его в кольцо, укрепленное к балочкам шпангоута.
Установка баков на дирижаблях полужесткого типа малой кубатуры осуществляется-иногда, как указано на фиг. 73,г. Однако такая установка не рекомендуется, так как она значительно затрудняет проход по килю. На дирижаблях жесткого типа находят применение баки исключительно цилиндрической формы. Располагаются они обычно в килевом коридоре и крепятся при помощи мягкой подвески в вертикальном (фиг. 73,д) или горизонтальном (фиг. 73, е) положениях.
В дирижаблях с пространственными шпангоутами баки располагаются в фермах шпангоутов (фиг. 73, ж).
Число баков, их объем и размеры зависят от необходимого количества балласта на дирижабле.
Всякий балластный бак, каких бы размеров, формы и конструкции он ни был, состоит из нескольких основных элементов: обичайки, двух днищ и арматуры (фиг. 74). К последней относятся: горловина, служащая для заливки бака, балластный клапан для опорожнения бака и указатель уровня жидкости в баке. В баках больших размеров для получения большей жесткости, предупреждающей деформации от динамических и статических нагрузок, необходимо устройство добавочных поперечных элементов, так называемых диафрагм.
Диафрагмы для облегчения делаются со сквозными отбортованными отверстиями. Выбор формы и определение количества диафрагм расчетам не поддаются, а определяются на основании опыта и практики конструктора. Так как балластный клапан располагается в нижней части бака, то трос управления, идущий от клапана, проходит через направляющее отверстие, устроенное в верхней части бака. Последнее представляет собой шайбу, наклепанную на бак.
В первоначальный период развития воздухоплавания и авиации производство баков характеризуется применением красной меди и луженого железа. Обичайка и днище бака соединялись обычно швом "взамок" шириной 10-15 мм, а диафрагмы и арматура приклепывались заклепками. Герметичность соединений обеспечивалась пропайкой швов и заклепочных головок.
Баки из луженого железа хотя и обладают хорошей герметичностью, но малоустойчивы в 'смысле коррозии, кроме того, вес их относительно велик. Дальнейшее развитие самолетостроения дает возможность применять баки, сделанные из легких сплавов, например дуралюмина. Этот сплав плохо поддается пайке и сварке, поэтому все швы и присоединения арматуры осуществляются при помощи клепки. Клепаные баки из дуралюмина выполняются обычно из листового материала толщиной 0,8, 1,0 и 1,2 мм. Для обичайки бака применяется материал несколько тоньше, чем для днища. Это объясняется тем, что при изготовлении бака днище подвергается выколотке, что приравнивает его толщину к толщине обичайки после изготовления.
Форма днищ баков обычно кривая и выбирается по авиационным стандартам Ст. 48.
В Советском союзе в производстве баков для целей воздухоплавания и авиации применяются швы согласно стандартам по АТС Ст. 45 и Ст. 46. Обрезы
75
Фиг. 74. Конструктивная схема балластного бака.
1 - обичайка, 2 - днище, з - диафрагмы, 4 - балластный клапан, 5 - трос управления балластным клапаном, 6 - указатель уровня балласта, f - заливная горловина, 8 - направляющая троса.
листов, идущих на обичайки, также стандартизованы по ACT Ст. 47. Для примера приводим конструкцию клепаного дуралюминового бака, примененного на одном из дирижаблей отечественного производства (фиг. 75).
Обичайка бака 7 склепана одним швом из целого дуралюминового листа толщиной 1 мм (фиг. 75, А и Б). Днище бака 2 выколочено из материала толщиной 1,2 мм. Соединение обичайки с днищем выполнено при помощи клепки стандартным швом. На баке установлен балластный клапан 3, смотровое стекло 4, горловина 5 и направляющий ролик для троса управления б. Вес конструкции 2,7 кг при емкости 300 л.
•• 7
Шов А
БочНообразн-заНлкпНи ф 3
ШайбЬ/
' ШоВ В
г-н Целмулои
Фиг. 75. Клепаный дуралюминовый бак.
фланец*
1 - обичайка, 2 - днище, 3 - балластный клапан, 4 - смотровое стекло, 5 - горловина, 6 - направляющий ролик, 7 - трос управления.
К числу недостатков клепаных баков следует отнести большую трудоемкость работ при изготовлении, связанную с этим дороговизну производства и в то же время трудность достижения полной герметичности швов и соединений. Кроме того, ремонт таких баков крайне затруднителен.
Недостатки клепаных баков приводят к применению сварных швов, обеспе* чивающих герметичность без употребления прокладок. Однако для изготовления сварных баков необходимы следующие условия: 1) наличие соответствующего сплава, обладающего высокой удельной прочностью и хорошей свариваемостью в обычной производственной обстановке, 2) наличие сварщиков, хорошо освоивших методы сварки алюминиевых сплавов, и 3) наличие хорошо разработанной конструкции, удобной для производственного выполнения и эксплоатации.
Сплавом, обладающим приведенными свойствами, является в настоящее время сплав АМц. Он в последнее время получил большое распространение в производстве баков. По химическому составу он принадлежит к алюминие-
76
Фиг. 76. Сварной балластный бак емкостью 350 л.
1 - обичайка, 2 - днище," з - горловина, 4 - фланец-тройник, s - водомерное стекло, в - кран, 7 - балластный клапан, 8 - трос управления, 9 - направляющая.
77
вьш сплавам следующего состава: 1,0-1,6% Мп, не более 0,05% Си, не менее 97,0% А1, не более 1,0% Fe +Si.
Листовой материал из этого сплава поставляется в трех состояниях: отожженном (М), полунагартованном (г/2 Н) и нагартованном (Н). Механические свойства листового материала сплава АМц приведены в табл. 8.
Таблица 8 Механические свойства листового материала из сплава АМц
Механические свойства	Состояние		
	отожженный М	полунагар-тованный '/2 Н ,	нагарто-ванный Н
Сопротивление разрыву в кг/мм1 не менее . .	11	14	20
Относительное удлинение в % не менее . .	20	6	3
Сплав АМц хорошо сваривается кислородо-ацетиленовой и кислородо-водо-родной сваркой, достаточно пластичен для медницких и штамповочных работ. Сплав АМц имеет большой коэфициент температурного расширения, приблизительно в два раза больший коэфициента расширения стали. При нагревании
1
уровня
Фиг. 77. Сварной бак емкостью 200 л.
от нормальной температуры до точки плавления сплав не изменяет цвета, поэтому трудно судить о температуре нагрева по цвету. Это требует применения мер предосторожности при сварке для получения доброкачественного шва. Большое значение имеет правильно выбранная конструкция сварного шва с учетом всех технологических и производственных особенностей сварки.
Швы, выполненные по приведенным типам, с соблюдением всех технологических требований, равнопрочны с материалом в отожженном состоянии.
При конструировании баков не следует выбирать плоские поверхности, так как это требует увеличенного количества диафрагм. На фиг. 76 показана конструкция современного сварного балластного бака емкостью 350 л, приме-
78
i'j&a A
Диафрагма , ,
r _Г_Лаияй
A
•^-2250-
•, Обичаша
-	1 .! у
	г
	u^
•Узел А
1 - обичайна,'"'12 - днище,
Фиг. 78. Сварной балластный бак емкостью 2000 л.
3 - диафрагма, 4 - балластный клапан, 5 - заливная горловина, 6 - указатель уровня балласта, [;/ - направляющее очко для проводки управления, S - штуцер.
ненная на итальянском дирижабле N-1. Бак состоит из цилиндрической обичайки 7 с двумя сферическими днищами 2. К верхнему днищу приклепана горловина 3. К нижнему днищу приварен фланец-тройник 4, к которому присоединяется водомерное стекло 5. В случае надобности отверстие может перекрываться краном 6. В нижней части днища установлен балластный клапан 7 с присоединенным к нему тросом управления 8. Трос управления проходит внутри бака и выходит из него через отверстие 9 в верхнем днище.
Другая современная конструкция сварного балластного бака емкостью 200 л с горизонтально расположенной осью показана на фиг. 77. Вес пустого бака около б кг.
Конструкция балластных баков большой емкости (свыше 100 л) несколько отличается от описанных конструкций. Так как с увеличением размеров бака
увеличивается гидростатическое давление на обичай-ку, то необходимо сокращать свободную, неопертую часть введением диафрагм и каркасированием обичаек.
На фиг. 78 показана конструкция балластного бака емкостью 2000 л. Обичайка этого бака составная, сваренная из отдельных листов. Для создания каркаса края каждой цилиндрической части обичайки отбортованы. Отдельные части обичайки склепываются в поперечном направлении при помощи заклепок (см. узел А на
Чсилит.уголок

Диафрагма
S~~'
Обачайка __h\
^-is^- *иг- 78>'а з*тем ш°в ПР°-
-------------- варивается. В целях погло-
Фиг. 79. Сварной бак емкостью 2000 л улучшенной щения температурного уд-конструкции. линения материала при
сварке произведена риф-
товка каждого шва. Расстояние между рифтами принято 50-60 мм. Днища в местах присоединения к обичайке имеют плавный переход, радиус которого принят 0,25 диаметра бака. Делается это для предотвращения местных перенапряжений материала вследствие меняющейся кривизны.
Улучшенная конструкция сварного бака емкостью 2000 л может быть выполнена из обичайки, состоящей из трех листов, сваренных продольными швами (фиг. 79). Диафрагмы крепятся к обичайке при помощи заклепок с последующей приваркой наружных головок. В качестве каркаса служит уголок, приклепанный одной стороной к обичайке, а другой к диафрагме. Преимуществом бака приводимой конструкции перед предыдущей является уменьшенная длина сварных швов и упрощение производства, ввиду того что отбортовке подвергаются не отдельные элементы обичайки, а диафрагмы.
Клапаны балластных баков
Балластный клапан служит для выпуска балласта из бака по мере необходимости. Конструктивная схема балластного клапана приведена на фиг. 80. Клапанная тарелка 1 пружиной 2 прижимается к резиновому кольцу 3, которое установлено на корпусе 4 клапана. Этим достигается герметичность его закрытия. Для открытия клапана необходимо приподнять его тарелку при помощи тяги 5, ослабив действие пружины.
so . '
5-
К балластному клапану предъявляются следующие требования: 1) достаточная пропускная способность, 2) полная герметичность закрытия клапана, 3) полная надежность действия и 4) установка без перекосов и заеданий тарелки клапана.
Ход тарелки клапана, т. е. величина его открытия, выбирается из условия равенства площади кругового отверстия клапана и площади боковой поверхности кругового цилиндра, открываемой для выпуска балласта поднявшейся тарелкой. При этом условии отверстие клапана будет полностью использовано. Это условие можно представить в следующем виде:
---]--. =*ЯЛ,
где d - диаметр отверстия клапана;
D - диаметр тарелки;
Л - ход тарелки. Отсюда
Л ------
П~ 4D '
(22)
Фиг. 8р. Конструктивная схема балластного клапана.
D - диаметр клапана, h - ход клапана, 1 - тарелка, 2 - пружина, 3 - резиновое кольцо 4 - корпус клапана, 5 - тяга управления.
Пропускная способность клапана, т. е. количество балласта, выпускаемого в литрах в 1 сек., определяется по формуле расхода:
Q = kFv,
(23)
где k - коэфициент сжатия струи;
F - площадь пропускного отверстия;
v - скорость истечения жидкости.
Коэфициент k сжатия струи по величине всегда меньше единицы и зависит от характера отверстия. Числовые значения k определяются экспериментальным путем и лежат в пределах 0,6-0,85. Скорость истечения жидкости определяется по формуле Бернулли:
v=Y^-p, (24)
где g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/'секг;
р - давление столба жидкости в кг/л2 или мм вод. ст.; Ч . - вес 1 м3 жидкости в кг.
При определении скорости истечения жидкосги давление принимается средним и равным половине высоты бака. Следовательно, для получения клапана меньших размеров желательно выбирать большую высоту бака; но иногда конструктивно это трудно выполнить, а поэтому идут на увеличение размеров клапана.
Принципиальная схема различных конструкций балластных клапанов одинакова, и они отличаются друг от друга только некоторыми конструктивными особенностями, на которых мы и 'остановимся.
Первое конструктивное различие заключается в производственном выполнении деталей клапана. Так, в клапанах, применяемых на американских дирижаблях мягкого типа, корпус и тарелка изготовлялись литыми. Один из таких стандартных клапанов изображен на фиг. 81. Пропускная способность этого-клапана 7 л/сек при напоре в 1 м. В качестве непроницаемой прокладки на этих клапанах применена специальная пробка марки АКО. Для открытия клапана служит рычаг, установленный на его корпусе. Рычаг закреплен на оси, к которой присоединен поводок; при* помощи последнего сжимается пружина, поднимается шток клапана, а вместе с ним и тарелка. Для полного открытия клапана рычаг надо повернуть на 80°. Шток клапана ходит в подшипнике, запрессованном в треноге клапана. Закрытие клапана производится обратным
Лосин - 940-6 81
действием сжатой пружины, как только рычаг освобожден. Крепление клапана к баку осуществляется при помощи резьбы на фланце днища.
Клапан аналогичной конструкции, примененный на советском дирижабле мягкого типа, показан на фиг. 82. Литые детали на этом клапане частично заменены клепаными. На фиг. 83 и 84 представлены балластные клапаны с литыми точеными деталями, но несколько измененной конструкции. Так, рычаг управления клапаном заменен тросовой тягой, укрепленной к ушку клепаной тарелки В качестве непроницаемой прокладки применен особый сорт резины "совпрен" не поддающейся разъеданию бензином *. Это свойство резины "сов-ппен" чрезвычайно ценно, так как при наличии такой прокладки становится F K возможным держать в
1. баке в качестве бал-
- ласта горючее, чем увеличивается продолжительность полета.
Клапан крепится к баку с помощью болтов. Для герметичности между баком и фланцем клапана прокладывается прокладка и применяется прижимное кольцо. Для предупрежде-
Фиг: 81: Американский стандартный балластный клапан диаметром 102 мм.
Фиг. 82. Общий вид балластного клапана.
ния проворачивания болтов при навинчивании гаек уловки болтов припаиваются оловом к прижимному кольцу. Для предохранения прижимного кольца от коррозии последнее лудят.
Для литых частей клапанов применяют различные алюминиевые сплавы. Клапанные пружины закрыты колпачком, что предохраняет их от коррозии; с этой же целью их подвергают хромированию, кадмированию или никелированию.
"Помимо клапанов, собранных из литых точеных деталей, широкое применение в советском воздухоплавании нашли клапаны, изготовленные из листового материала. Так клапаны для балластных баков дирижабля объемом 9500 м3 были изготовлены из дуралюминовых, выдавленных и в дальнейшем склепанных деталей. В качестве непроницаемой прокладки была применена губчатая резина, сверху покрытая тонкой (0,5 мм) резиновой оболочкой. Резиновое
* Нами были подвергнуты испытанию уплотнительные кольца, изготовленные из резины "совпрен", которые в течение шести месяцев пролежали в бензине и не подверглись разъеданию .
82
•		^ ------		
*У" ------ - -"-_.		Л 1	.^,tb - |та-	
г	сс			
	(-г;			
•IJ	(c)П		-- . ------ . ------ *i	
f				
4"	ИГ			
	сг			
Ч~				
ij	<ап	i		
		!		
	с;			
	^^			
(ES: -			=Н	
-0;
Фиг. 83. Балластный клапан;
1 - корпус, 2 - тарелка, 3 - совпреновое кольцо,"^ - пружина,
5 - защитный колпак, . в - тяга управления, ч - прижимное кольцо,
* - прокладка.
83
Фиг. 84. Балластный клапан.
1 - корпус, 2 - тарелка, 3 - прижимное кольцо, 4 - ушко для крепления тяги, 5 - резиновое кольцо, 6 - пружина, 7 - тренога. S - защитный колпачок.
__L
Фиг. 85. Балластный клапан новейшей конструкции.
/ - тарелка, 2 - корпус, з - прокладка резиновая на термопренс, 4 - барашковая гайка и болт, 5 - прижимное кольцо, 6 - прижимное кольцо, 7 - обод, 8 - проволочная тяга: диаметром^З мм, 0 - ушко, 10 - шток, 11 - тренога, 12 - втулка, 13__направляющая, 14 - гайка, is - пружина.
84
кольцо вставляется в паз корпуса и приклеивается специальным клеем - термо-преном. Для увеличения пропускной способности выпускное отверстие в верхней своей части выполнено в виде конуса. Крепление клапана к баку осуществляется при помощи прижимного кольца и болтов с барашковыми гайками. Все стальные детали лудят.
Наиболее совершенная конструкция балластного клапана, применяемого в настоящее время, представлена на фиг. 85. В отличие от предыдущего клапана для облегчения производственного выполнения деталей здесь дуралюмин был заменен материалом АМц. Это позволило изготовить корпус клапана из двух частей с последующей сваркой. Материал непроницаемой прокладки был заменен губчатыми совпреновыми кольцами, обладающими большей эластичностью, что позволило уменьшить погонное давление ножа тарелки на кольцо, а это, в свою очередь, уменьшило усилие для открытия клапана. Непроницаемая прокладка развита до места крепления фланца клапана к баку, чем достигается более герметическое его крепление. Следует отметить, что болты, припаянные на прижимном кольце, необходимо для всех клапанов брать диаметром не менее 5 мм. Предпочтение отдается барашковым гайкам. Последние должны быть латунными с последующим предохранительным покрытием от коррозии. Как показала практика, болты диаметром менее 5 мм недостаточно прочны и при затягивании гайками скручиваются, стальные же гайки часто ржавеют, и при снятии клапана их приходится срезать, чем, естественно, затрудняется ремонт.
Горловины баков
Для заливки бака балластом служит заливная горловина. Диаметр горловины обычно берется не менее 100-120 мм, что допускает промывку внутренних стенок бака от накопившихся осадков. Кроме того, иногда необходимо производить мелкий ремонт и осмотр различной арматуры внутри бака. В крышке горловины необходимо делать отверстие диаметром 30-50 мм для входа воз-
Фиг. 86. Горловина с крышкой <<взамою>.
Фиг. 87. Горловина с крышкой на резьбе.
духа в бак при выпуске балласта. Опыт показывает, что применение отверстия меньших размеров значительно уменьшает расход воды через клапан (до 50%), а отсутствие такового может повлечь смятие стенок бака наружным давлением. Горловина крепится к баку заклепками неплотным швом. Горловины по конструкции применяются двух типов: с крышкой "взамок" (фиг. 86) и с крышкой на резьбе (фиг. 87).
85
Указатели уровня балласта
Для проведения статических маневров дирижабля необходимо знать наличие балласта в баках в каждый данный момент. Это количество определяется при помощи указателей уровня, так называемых балластомеров. По принципу устройства балластомеры бывают следующих видов: !) балластомерные стекла, 2) балластомеры поплавковые, 3) гидростатические и 4) электрические.
Всякий балластомер состоит из приемника, помещаемого в баке, указателя, помещаемого в рубке управления, и проводки, соединяющей приемник с указателем. Иногда указатель уровня монтируется непосредственно на баке, и в этом случае проводка отсутствует.
Балластомерные стекла. Конструкция балластомерного стекла представляет собой трубку (фиг. 76), соединенную с нижней частью бака при помощи колена с краном. Верхний ее конец выведен в атмосферу. Установка крана позволяет в случае повреждения стекла предотвратить вытекание балластной жидкости из бака. Стеклянная трубка обычно бронируется кожухом с продольными сквозными прорезями, позволяющими наблюдать за уровнем
Фиг. 88. Балластомгр типа Форд.
балласта. Трубка прикрепляется к баку при помощи кронштейнов. Для лучшего наблюдения за уровнем жидкости в стеклянной трубке целесообразно поместить пробковый поплавок, обернутый в фольгу. Последняя предотвращает прилипание пробки к стенкам трубки. Тут же на кожухе наносится градуировка через каждые 10-• 15 кг.
Смотровое стекло упрощенной конструкции представлено на фиг. 75. В этой конструкции вместо стеклянной трубки применен листовой целлулоид, вклепанный в обичайку бака. Толщина целлулоида берется 1-1,5 мм. Градуировку наносят на целлулоид белой краской. Это наиболее простой вид балластомера, в эксплоатации он полностью себя оправдал. Такие балластомеры применялись на баках емкостью до 300-400 л.
Поплавковые балластомеры. Приемником этого типа балластомеров служит поплавок, размещенный внутри бака и плавающий на поверхности балластной жидкости. Изготовляется он из тонкой латуни толщиной 0,5-0,3 мм или из пробки с последующим покрытием лаком, что препятствует набуханию.
Конструкция итальянского балластомера поплавкового типа показана на фиг. 89. К поплавку прикреплен стержень из медной трубки диаметром 8-6 мм, выходящий через горловину наружу. Наверху крышки установлен ролик,
86
через который перекинут шелковый шнур диаметром 1,5-2 мм, идущий от поплавка к указателю. Указатель прикреплен к баку и представляет собой трубку диаметром 20-25 мм с прорезями, внутри которой перемещается грузик, подвешенный на нити. Уровень балласта определяется по нанесенным делениям на трубке. Вес грузика выбирается с учетом сопротивления трению при движении нити'по роликам.
Кроме описанных поплавковых типов в качестве балластомеров могут применяться указатели, сконструированные по типу бензиномеров Форда. Балла-стомер этого типа (фиг. 88) состоит из рычага 7, на одном плече которого укреплен поплавок 2, а на другом, коротком плече - сектор со шкалой 3. Рычаг крепится шарнирно к кронштейну 4 фланца. Во фланец герметически устанавливается стекло 6, через которое читаются деления шкалы при отклонении поплавка вверх или вниз. Такой балластомер располагается обычно посредине высоты бака (фиг. 77). При применении балластомеров типа Форда для балластных баков определилась трудность отсчетов в условиях эксплоатации.
Все описанные типы балластомеров обладают тем недостатком, что показания их можно читать только в месте их установки, т. е. на баках. На жестких дирижаблях большого объема, где количество баков доходит до 10-12 шт., для быстрого выполнения статических маневров дирижабля необходимо знать, какое количество балласта находится в каждом баке. Поэтому невозможно пользоваться балластомерами приведенного выше типа. Контроль за балластом осуществляется в этих случаях при помощи так называемых дистанционных балластомеров. Ввиду большого расстояния между приемником и указателем осуществление достаточно надежной конструкции дистанционного балластомера предста- фиг /gg Поплав. вляет нелегкую задачу. Для выполнения этой задачи можно ковый балластомер применять балластомеры гидростатические или электрические итальянского типа. по типу авиационных бензиномеров.
Гидростатические балластомеры. Принцип действия гидростатического балластомера может быть выбран по осуществленным схемам авиационного бензино-мера (фиг. 90). В основу этой схемы положен принцип измерения разности давлений на дне и поверхности балластной жидкости. Это давление равно произведению высоты столба жидкости на ее удельный вес. Следовательно, давление зависит от уровня балласта в баке. Измеритель давления / представляет собой чувствительный манометр со шкалой, деления которой соответствуют количеству балласта. Воспринимающая часть измерителя (коробка Види) через штуцер соединена трубопроводом с приемником 2. Последний представляет собой трубку, опущенную через горловину ко дну бака. В тот же трубопровод включен насос 3.
Измерение давления балласта на дно производится следующим образом. Оттягивают поршень насоса в крайнее положение, а затем отпускают его. Под действием пружины поршень возвращается в начальное положение, чем создается давление в трубопроводе, равное давлению столба жидкости балласта и действующее на коробку Види. Стрелка измерителя в этот момент покажет количество балласта, соответствующее его уровню.
Электрический балластомер. Наряду с гидростатическими балластомерами может применяться балластомер электрический. Такие балластомеры нашли применение на германском корабле цеппелиновского типа LZ-129. На нем было установлено шесть электрических балластомеров дистанционного типа для баков емкостью 2500 л. Передача указаний циферблата, смонтированного на балластном баке, производится в рубку управления при помощи накрест расположенных катушек. Стрелки циферблата приводятся в движение поплавком, поднимающимся и опускающимся с изменением уровня. Для наблюдения за балластными "штанами" применяются контрольные приспособления, количество
87
-Н-
Фиг. 90. Схема гидростатического измерителя уровня жидкости.
'-4
Шичаика
/' tsxz

fcr-HKSt 'i Л-Л
pc^jicypiujj
iS^;^*^^!) ,. $ ^=^ .
Фиг. 91. Поплавковый указатель.
88
которых соответствует числу балластных "штанов". Давление балласта, заполняющего балластные "штаны", вызывает контакт на прорезиненную оболочку и зажигает контрольные лампочки на распределительной доске балласта.
В качестве примера на фиг. 91 приведена конструкция поплавкового указателя с циферблатом для бака емкостью 2000 л. Оборотная сторона циферблата может быть использована для монтажа на ней электрического датчика, который передавал бы показания стрелки при помощи электрического тока в рубку управления. Указатель этого типа состоит из поплавка /, перемещающегося с изменением уровня балласта по двум направляющим трубкам 2; трубки идут от верха до дна бака и крепятся во фланцах. Вертикальное перемещение поплавка заставляет вращаться винт 3 и через пару конических шестеренок поворачивает стрелку 4 циферблата. На циферблате нанесены деления, указывающие количество балласта в кг. Передаточное число подобрано таким образом, что стрелка с передвижением поплавка от дна до верха бака может поворачиваться только на 360°.
Испытание баков
После изготовления и перед установкой на дирижабль баки подвергаются осмотру и испытаниям. Цель осмотра и испытаний заключается в установлении надежности работы клапана, определении пропускной способности его, проверке герметичности швов и материала самого бака.
Испытание на герметичность может производиться двумя способами.
При испытании первым способом бак помещается в водяную ванну и внутрь его нагнетается воздух с избыточным давлением в 0,2 am. Все отверстия герметически закрываются. Поворачивая бак, наблюдают за состоянием швов. В случае обнаружения утечки эти места помечаются на баке и баки идут на исправление.
Второй способ испытания швов производится следующим образом. На наружную поверхность бака наносят слой белил и дают им высохнуть, а затем в бак заливают керосин. Закрыв герметически все отверстия, воздушной помпой создают давление в баке с превышением в 0,2 am. Встряхивают бак так, чтобы керосин проник во все швы. Малейшая щель в баке дает жирное пятно на мелу.
Статические испытания бака производятся путем установки его на специальном станке с подвеской соответственно его действительному положению на корабле. Дают избыточное давление в 2 м вод. ст. путем вывода наружу трубки и заполняют ее водой. В испытуемом баке не должно появиться вмятин или других остаточных деформаций.
Испытания баков на вибрацию можно производить на том же станке, что и статические испытания. Бак заливают полностью'водой. При помощи вибратора создают колебания с амплитудой от 0,05 до 0,1 мм. Вибрационным испытаниям подвергаются только опытные образцы.
После испытаний бак поступает в рентгеновскую лабораторию на просвечивание сварных швов и заклепочных соединений, после чего изготовленные баки устанавливаются на корабль.
4. КОНСТРУКЦИИ КРЕПЛЕНИЙ БАЛЛАСТНЫХ БАКОВ
Выше приводилось описание различных схем крепления баков и указывались преимущества и недостатки их. Ниже приводится конструктивное описание креплений баков на дирижаблях полужесткого и жесткого типов.
Жесткое крепление угловых баков (фиг. 92) может производиться путем приклепывания на шов, соединяющий обичайку с днищем, в нижней части четырех стальных кронштейнов, которые при помощи болтов соединяются с кронштейнами, специально установленными на нижней балке шпангоута. Для предотвращения последней от скручивания при положительных или отрицательных диферентах дирижабля или от продольных инерционных сил оби-чайка бака при помощи двух кронштейнов присоединяется к кронштейнам,
89
устанавливаемым на боковой балочке шпангоута. Необходимо отметить, что для увеличения местной прочности в местах постановки кронштейнов требуются дополнительные диафрагмы. Монтаж описанного типа крепления требует точной подгонки всех деталей крепления, что отражается на производственном выполнении.
Улучшенная конструкция крепления угловых баков показана на фиг. 93. В этом креплении вместо стальных кронштейнов взяты дуралюми-новые пояса, плотно охватывающие обичайку в местах соединения ее с днищем. Толщина поясов принимается 0,8-1,0 мм. Между обичайкой и поясом прокладывается фетр толщиной 3-5 мм, что позволяет более плотно стянуть бак поясом. Для стягивания поясов служат стяжные болты с правой и левой резьбой. Болты имеют соответствующую нарезку и входят в валики, вклепанные в оба конца пояса. К поясам приклепаны четыре ушка, которые болтами присоединяются к балочкам шпангоутов. Если баки крепятся при недоразвитом киле, то в этом
случае бак устанавливается на кронштейне с очертанием, соответствующим обичайке. К ушкам кронштейна крепятся пояса, охватывающие обичайку, как описано выше.
Конструкция подвесной системы крепления цилиндрического бака емкостью 300 л показана на фиг. 94. Эта система применена на итальянском дирижабле полужесткого типа. Подвесная система состоит из ленточных дуралюминовых поясов толщиной 0,8-1,0 мм, охватывающих бак в поперечном и меридианальном направлениях. Статическую нагрузку воспринимает ме-ридианальный пояс, имеющий уширение ко дну бака и прилегающий к его поверхности. Верхние концы меридианального пояса снабжены ушками, через которые бак крепится .при помощи тросовой уздечки к верхней балочке шпангоута. Между лентами и баком проложен фетр.
Фиг. 92. Жесткое крепление угловых баков.
На дирижабле LZ-129 было применено горизонтальное расположение баков по обеим сторонам коридора.
Крепление цилиндрических баков емкостью 2000 л с горизонтально расположенной осью может быть конструктивно выполнено, как показано на фиг. 95. Бак охватывается четырьмя поперечными и одним меридианальным поясом, 'Склепанными между собой. Материалом для поясов служат дуралюминовые ленты толщиной 0,8-1,0 мм и шириной 80-100 мм. Поперечные пояса устанавливаются в местах сопряжения диафрагм бака с обичайкой. Присоединение бака к конструктивным элементам коридора производится при помощи стальной проволоки диаметром 4,5 мм. Для этой цели треугольные элементы из листового материала приклепаны к меридианальному поясу по два с каждой стороны бака. Вершины этих элементов имеют накладки с отверстиями, через которые можно продеть трубчатые траверзы. На концы последних надеваются наконечники с ушками, к которым и присоединяют проволоку. Силовая схема подвески статически определима и геометрически неизменяема при вертикальных нагрузках. Для предупреждения горизонтальных перемещений подвески под действием боковых инерционных сил (полет по кругу) в подвесную систему введены четыре добавочных троса, обеспечивающих геометрическую неизменяемость подвески. Расчет подвесной системы и выбор сечений элементов производится обычными методами статики сооружений.
5. БАЛЛАСТНЫЕ МЕШКИ
Кроме металлических баков для размещения балласта могут служить матерчатые мешки, небольшой вес которых является преимуществом особенно ценным для дирижаблей особого назначения, где облегчение в весе имеет большое зна.
оо
/
/
^s	Й)	f - 3	
	j		-i.
	I		
i-_ -_ - "__(tm), ----- L	i	^:.iz::~i::,	
Фиг. 93. Крепление балластного бака на шпангоуте с трехгранными балочками.
и
D
С Л	, ... ......... N\
1 ' ' J-	'-j
=====	
	
	
< - w-~
Фиг. 94. Подвеска цилиндрического бака. .- -.-4-
3
Г
Фиг. 95. Конструкция крепления бака емкостью 2000 л в коридоре жесткого дирижабля.
\
Фиг. 9G. Крепление балластного мешка емкостью 1000 л на германском морском дирижабле L-49.
чение. Так, на дирижаблях военного назначения фирмы Цеппелин уже в период империалистической войны 1914-1918гг. матерчатые мешки получили широкое применение. Мешок изготовлялся из прорезиненной материи и усиливался специальными лентами. Верхние кромки также усилены и имеют отверстия с люверсами. Через последние при помощи S-образных металлических крючков мешок подвешивается к добавочному стрингеру коридора (фиг. 96). Для уменьшения изгибающего момента этот стрингер расчален с каркасом стальными тросами. К нижней оконечности мешка в четырех местах пришиваются лапы с ушками, через которые мешок расчаливается к нижним балкам коридора. В центре мешка, внизу, установлен балластный клапан. Управление балластными клапанами^про-изводится от рычага при помощи тросовой проводки. Балласт выливается через алюминиевый шланг, выведенный наружу корпуса за внешнее покрытие.
Фиг. 97: Балластные "штаны" емкостью 430 л.
Такие же балластные мешки применялись на дирижабле типа Шютте-Ланц; они располагались вдоль коридора дирижабля. Балластные мешки емкостью 1000 л, изготовленные из трехслойной прорезиненной материи, применялись также и на пассажирском дирижабле LZ-127. Мешки крепились к верхним узлам коридора. Уровень жидкости в мешке определяется по меткам, нанесенным краской на оболочку мешка.
Как выше было указано, взлетный балласт размещается в балластных "штанах". Последние представляют собой также род мешка из прорезиненной материи. На фиг. 97 показана конструкция балластных "штанов" емкостью 430 л и весом 6,7 кг. Вместо клапана к мешку пришит конусообразный шланг 7, который выворачивается внутрь мешка. Для предупреждения разбрызгивания балласта при сбрасывании в центральной части мешка присоединен наружный шланг 2. Последний может быть отведен к особым алюминиевым трубам соответствующего диаметра, которые при сбрасывании водяного балласта предохраняют от^забрыа-гивания гондолу и оперение.
94
Верхняя кромка балластных "штанов" пришивается и заклеивается лентами на металлической раме 3, сваренной из стальных труб диаметром 18-16 мм. Эта рама служит для тросового крепления балластных "штанов" к конструктивным элементам шпангоута. Для жесткости в раме применены также поперечные элементы из труб диаметром 8 мм. Все металлические части крепления балластных "штанов" для предупреждения от коррозии лудятся.
Сбрасывание балласта рассчитано на полное опорожнение. Для этой цели к внутреннему конусообразному шлангу / прикреплена тросовая уздечка 4. Последняя имеет на своем конце ушко, которое входит в замок; последний может быть расположен на конструктивном элементе шпангоута. Замок открывается при помощи тросовой тяги, идущей из рубки управления. При открытии замка внутренний шланг напором жидкости выжимается в нижний шланг *.
Балластные "штаны" емкостью 430 л полностью освобождаются от балласта в течение четырех секунд.
Балластные "штаны" дирижабля LZ-127 расположены несколько выше килевого коридора и расчалены проволокой к шпангоуту.
Подвеска кормовых и носовых балластных "штанов" может быть выполнена по схеме, представленной на фиг. 98. Крепление носовых балластных "штанов" произведено с одной стороны к узлам каркаса, а с другой - к центральному узлу поперечных расчалок. Кормовые балластные "штаны" крепятся к кресту оперения.
6. УПРАВЛЕНИЕ БАЛЛАСТОМ
На дирижаблях мягкого типа, где балластные баки размещаются обычно в рубке управления в непосредственной близости от места командира, управление балластным клапаном осуществляется чрезвычайно просто. На самом баке расположен рычаг с тягой от клапана. Клапан в этом случае делается по типу, приведенному нами выше (фиг. 81 и 82). На дирижаблях полужесткого и жесткого типа, где балластные баки значительно удалены от гондолы, для управления балластными клапанами необходимо прибегать к устройству проводки управления. Последняя представляет собой систему тросов, идущих от балластных клапанов по роликам и направляющихся в рубку управления к месту командира. При проектировании схем проводок управления необходимо делать возможно меньшее число перегибов троса. Всю проводку, ролики и направляющие следует располагать в местах, доступных для осмотра и удобных для ремонта или их замены. Не рекомендуется пересекать проводкой проход киля, так как это может повлечь к зацеплениям за трос и к нежелательному расходу балласта.
Схема управления балластом при расположении киля вершиной вверх, примененная на дирижабле полужесткого типа, дана на фиг. 99. Баки расположены на двух шпангоутах в носовой и кормовой части, по два на каждом из них. Как видно из схемы, форма баков угловая. По длине дирижабля баки расположены таким образом, что при сбрасывании всего балласта центровка дирижабля не нарушается. Проводка управления двумя носовыми и двумя кормовыми баками спарена, что позволяет управлять одним тросом одновременно парой баков. Для проводки применен трое ТМ-2, натяжение которого на длинных участках регулируется установленными тендерами. На нижней балочке шпангоута установлена направляющая.
Принятая схема управления балластами на дирижабле, имеющем киль, обращенный вершиной вниз (итальянский дирижабль N-1), приведена на фиг. 100. Балластные баки расположены на 3 и 17-м шпангоутах, которые соответственно отстоят от центра подъемной силы на расстоянии 38 и 36,6 м. Небольшая разница в удалении носовых и кормовых баков от центра подъемной силы, позволяет иметь центр тяжести балласта на вертикали центра тяжести объема. Общая емкость баков 1200 л. Управление балластными клапанами осуществляется при помощи тросов, протянутых через ролики и направляющие, расположенные на боковых балочках шпангоутов. Такое расположение проводки дает
Эта конструкция нами испытывалась и вполне себя оправдала.
.95-
Фиг. 98. Подвеска кормовых и нссовых балластных "штанов".
\!xix XX' Ki x
S=--O-L1 \\ s'' *4 • ^ Ч I ^ \ I ,' ^.. У
Тендер
^^-•><^^^<^^7^^^^ ^*^^^ \ ^<7^
ъ^^,^^
j^^X^>^^"cvj>>^^->^^^^^^^^'>^^
Фиг. 99. Схема управления балластом.
^T~_^J.
ЙЭ
123
Tpocbi упраЗления *'5__б 7 8 9 10 // ?2/13f4 15 1В
БалластнЬ/е 'Baku
S^LJiZO 21
^БалластнЬе ба/<и
Фиг. 100. Схема управления балластом на дирижабле N-1.
преимущества для наблюдения за ее состоянием и удобно при ремонтных
работах.
Конструирование узлов проводки особых трудностей не представляет и зависит всецело от конструкции поясов балочек киля, к которым эти узлы крепятся. Наиболее удобным креплением узлов (как роликов, так и направляющих) является крепление на трубчатые пояса при помощи свариваемых из листовой стали кронштейнов с хомутиками. Применение хомутов позволяет без затруднения перемещать узел вдоль элементов балочкк.
Фиг. 101. Узел проводки с самоустанавливающимся , роликом.
Фиг. 102. Узел с неподвижным роликом.
Различают два вида крепления роликов. К первому виду относятся самоустанавливающиеся (фиг. 101) в направлении равнодействующей силы натяжения троса, которые применяются в тех случаях, когда трудно графически определить действительное положение ролика под натяжением. Ко второму виду относятся ролики неподвижные (фиг. 102), положение которых может быть легко определено при конструировании.
Фиг. 103. Узел проводки с одинарной направляющей.
Фиг. 104. Узел проводки со спаренной 'направляющей.
В целях устранения сильного провисания тросов на прямых участках проводки применяются направляющие, устанавливаемые также на стальных кронштейнах с хомутами. Направляющие могут быть одинарные (фиг. 103) или спаренные (фиг. 104)' по числу тросов проводки.
При S-образных профилях балочек шпангоута кронштейны узлов проводки могут быть самых разнообразных конструкций. На фиг. 32 был приведен один из таких кронштейнов. Для управления балластом служат различного рода устройства, расположенные в рубке управления. Самым простым устройством являются тяги с костыльками (фиг. 34). Костыльки могут быть деревянные или дуралюминовые.
98
Фиг. 105. Механизм управления балластом.
99
Более совершенным устройством являются рычаги с секторами, на которые выбирается трос управления. Одна из возможных конструкций такого устройства изображена на фиг. Ю5. В этой конструкции для каждого бака предусмотрена отдельная ручка. Для уменьшения габаритных размеров механизма управления рычаги сделаны разной длины. Ручки рычагов располагаются горизонтально одна над другой с уступами.
Недостатком рычагов разной длины является то, что усилия для открытия балластных клапанов будут различны. Для полного открытия клапана нужно повернуть рычаг от вертикали на 70-90°. Преимущество рычагов заключается в том, что они уменьшают нагрузку за счет разности плеч сектора и рукоятки. В случае, когда местом на дирижабле особо не ограничены, может быть приемлема конструкция более удобная в эксплоатации, когда ручки находятся в вертикальном положении и связаны проводкой с балластными клапанами. При поворачивании ручки н а себя производится сбрасывание балласта из носовой части, и нос дирижабля поднимается; при поворачивании ручки о т себя балласт выливается из кормовых баков, и соответственно нос дирижабля опускается. При сильно ограниченном месте в гондоле иногда устанавливается механизм, позволяющий осуществить управление балластом при помощи одной рукоятки (фиг. Ю6). Такой механизм сложен в производстве и ненадежен в эксплоатации. Устройство его в общих чертах следующее. Для сбрасывания балласта необходимо ручку 1 повернуть вправо или влево, и сектор 2 поворачивается вокруг
Фиг. 106. Механизм управления балластом с одной рукояткой.
ZO f/5 65 SO ПО 155 170 195
Пр. Б Лее. б
4 -t-	-ф-						--&--Ф-	-о--<>-
& A j		!, ,	!, ,	. <	, J	> <	1* *	
& &
& &
Фиг. 107. Расчетная схема рычага управления.
/ (Контроль бал^ о - ^гныьные лам^и >ластн?х штшо^
4 - Балластные "тяга
Фиг. 108. Схема распределительной доски .балласта дирижабля LZ-127.
оси. Для сбрасывания балласта одновременно с носа и кормы дирижабля необходимо надавить на пуговицу рукоятки 3 и повернуть рычаг вправо. При этом надавливании в пазы, устроенные в секторах, входит валик, который, скользя в пазах, разводит сектор вправо и влево, что заставляет выбирать трос и открывать клапан.
700
Расчет рычагов для управления балластом трудностей не представляет.
Натяжение троса Т (фиг. 107) с учетом потерь на роликах и направляющих бывает, примерно, равным 15-20 кг. Усилие на ручке не должно превышать 5-10 кг. Имея указанные величины, нетрудно определить длину рычага R и радиус сектора г.
Величина г зависит от длины выбираемого на сектор троса. Последняя состоит из двух слагаемых: из величины h хода балластного клапана и слабины, даваемой тросу управления. Обычно эта слабина берется равной 100% хода клапанной тарелки. Удлинением троса от нагрузки можно пренебречь.
Зависимость между размерами т и R выражается равенством:
PR = Tr, (25)
откуда . .
s • 180
Подставляя в равенство (25) значение г и решая его относительно R, будем иметь:
Р - IL - Т • s • 180 К ~ Р ~ Р-тс. а '
Величина s обычно определяется при выборе клапана и его расхода и бывает равной 80 - ШО мм. Подставляя наибольшие числовые значения величин Т, Р, s, а, определим длину рычага для нашего случая:
п Т • s- 180 20-100-180 ,,._. >
R = -рт^гтт- = ion • то - - 165 ММ-
На дирижаблях жесткого типа, где количество управляемых балластных баков велико, управление балластом сводится в рубке управления на специальную доску распределения балласта. На фиг. Ш8 дана схема распределительной доски балласта дирижабля LZ-127. Все тросы проводки по этой схеме подведены к доске и проходят по направляющим, заделанным в стенках последней. Управление производится при помощи рукояток, имеющихся по числу балластных баков. Здесь же расположены рукоятки для управления носовыми и кормовыми балластными "штанами". Электрические лампочки контролируют наличие балласта в балластных "штанах".
ГЛАВА IV СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РУЛЯМИ
1. НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И РАЗЛИЧНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
РУЛЯМИ
Основными качествами всякого дирижабля являются его устойчивость и управляемость. Для достижения этих качеств на кормовой части устанавливается оперение.
Оперение обыкновенно состоит из четырех неподвижных и четырех подвижных плоскостей, устанавливаемых крестообразно в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Неподвижные плоскости оперения - стабилизаторы обеспечивают кораблю устойчивость пути по направлению и высоте.
При помощи подвижных плоскостей - рулей добиваются управляемости, т. е. способности дирижабля менять курс или высоту полета по желанию пилота.
Изменение курса или высоты полета получается при повороте соответствующих рулей, что вызывает воздействие на их площадь аэродинамических сил, сообщающих некоторый вращающий момент того или иного знака и заставляю-
101
щих дирижабль вращаться вокруг одной из его осей, проходящих через центр подъемной силы.
Рули направления и рули высоты приводятся в действие системой управления, которая состоит, в о - п е р в ы х, из проводки управления или так называемой штурпроводки и, во-вторых, из различных рулевых механизмов.
Рулевые механизмы располагаются обычно в рубке управления, а проводка протянута тем или иным способом от этих механизмов к рулям.
В отличие от самолетов на дирижаблях, ввиду большой протяженности проводки и изменяемости расстояний между рулевыми механизмами и рулевыми плоскостями, жесткие тяги не находят применения, а обычно применяются только мягкие тросовые проводки. Можно использовать также пневматическое или электрическое управление рулями; однако до настоящего времени такое управление еще не осуществлено.
Фиг. 109. Схема управления рулями мягкого дирижабля.
Общая схема и устройство системы управления рулями зависят главным образом от типа и размеров дирижабля. Для уяснения принципиальных особенностей различных систем управления ниже приводится описание их для различных типов дирижаблей.
Схема управления рулями дирижабля мягкого типа состоит из органов управления - рулей, проводки и рулевых механизмов. Для того чтобы сделать возможным управление рулями, на них устанавливаются так называемые к а-б а н ы 7 (фиг. 109), представляющие собой выносные кронштейны. Кабаны устанавливаются как на рулях направления, так и на рулях высоты, с обеих сторон каждого руля. К кабанам верхнего руля направления присоединены тросы 2. Эти тросы идут через узлы с роликами на верхнем стабилизаторе, пересекают горизонтальные стабилизаторы и подходят к узлам на нижнем стабилизаторе.
От кабанов нижнего руля направления тросы идут на узел с роликами, установленный на нижнем стабилизаторе. Не доходя до гондолы, четыре троса от верхнего и нижнего рулей направления 2 спариваются таким образом, что одноименные кабаны связаны одним управляемым тросом.
Таким образом, в гондоле к рулевому механизму направления 3 подходят два троса. От кабанов рулей высоты тросы 4 подходят к узлам на горизонтальных стабилизаторах и от них спускаются на узлы, установленные на нижнем стабилизаторе. Одноименные тросы 5 также спариваются и, таким образом, к рулевому механизму высоты 6 в гондоле подходят два троса.
Описанное спаривание тросов дает возможность перекладывать, т.е. изменять положение одноименных рулей одновременно (например перекладывать верхний и нижний руль направления вправо). Для сокращения вытяжки тросов и амортизации внезапных порывов ветра, действующих на рули, в проводку управления рулями направления и рулями высоты включены амортизаторы 7.
В гондоле дирижабля мягкого типа подводка устроена таким образом, что соскакивание тросов с роликов устранено. Достигается это натяжением тросов при помощи замкнутого тросового четырехугольника. На участке такого четырехугольника натяжение тросов постоянно, что дает более равномерную работу рулевого механизма.
Система управления рулями на дирижабле полужесткого типа несколько изменяется по сравнению с описанной
102
вследствие увеличения геометрических размеров дирижабля и наличия килевой фермы, которая позволяет достигнуть большей жесткости в проводке. Для примера приводим описание системы управления рулями итальянского дирижабля N-1 (фиг. ПО).
От кабанов горизонтальных рулей 7 тросы 2 через узлы на стабилизаторе по обе его стороны идут в килевую ферму к узлам, укрепленным на боковых стрингерных балочках киля. Затем тросы спариваются и идут через узлы 3 в киле в рубку управления к рулевому механизму высоты 4. Для компенсации веса рулей в киле у места спаривания установлен амортизатор 5. В этой системе отсутствует верхний руль направления, поэтому несколько упрощается общая схема, а также уменьшается количество узлов на горизонтальных стабилизаторах.
От кабана 6 нижнего руля направления тросы с обеих сторон по роликам пропускаются в киль через его обтяжку и здесь принимаются на ролики.
По килю тросы 7 идут через узлы, размещенные по правой его стороне на боковых балочках шпангоута. Высота расположения узлов выбрана равной 1,5 м, что позволяет производить их осмотр.
Фиг. 110. Схема управления рулями дирижабля N-1.
Тросы доходят до гондолы и через переходные узлы из киля в гондолу протягиваются к штурвальному механизму направления 8.
Описанная система управления рулями вполне оправдала себя в экспло-атации.
Необходимо отметить, что в системе управления рулями полужесткого дирижабля с килем, вершина которого направлена внутрь, встречаются с целым рядом неудобств конструктивного и эксплоатационного порядка. К числу таких неудобств относится необходимость располагать узлы проводки на нижних балочках шпангоута, так как размещению их на боковых балочках мешают подбал-лонетные полотнища.
Резмещение узлов на нижних балочках шпангоутов загромождает панели тросами и создает неудобства для устройства люков в обтяжке киля в означенных панелях. При расположении узлов сверху балочек возможно -задевание за тросы, а расположение их снизу балочек затрудняет доступ к ним и их осмотр. Кроме того, условия естественного освещения в киле для осмотра и наблюдения за проводкой значительно лучше при киле, вершина которого обращена наружу.
В дирижаблях жесткого типа проектирование системы управления рулями представляет сложную задачу ввиду большой протяженности проводки и больших натяжений, возникающих в тросах. Для обеспечения надежности работы рулей спаривание тросов, которое имело место в дирижаблях мяг-
103
кого и полужесткого типа, здесь не производится, что ведет к удвоенному количеству тросов. Таким образом, к каждому рулевому механизму, расположенному в гондоле, подходят не два, а четыре троса. Достоинства такого способа заключаются в том, что при заклинивании одного руля из пары можно отключить его и продолжать управление другим рулем.
По подобной схеме устроены системы управления рулями всех германских кораблей, начиная с дирижабля L-49.
Проводка на военном дирижабле L-49 состоит из четырех тросов управления рулями высоты и четырех тросов управления рулями направления. Два троса от верхнего руля направления идут по правому борту, а два от нижнего руля по левому борту. Таким же образом проведены тросы от рулей высоты, - два по левому и два по правому борту.
Фиг. ill. Схема действия руля дирижабля R-101.
Применение системы с таким расположением тросов имеет то преимущество, что при выходе из строя какой-либо из сторон можно производить управление при помощи тросов, расположенных на другой стороне.
Тросы проводки дирижабля L-49 протянуты на лебедку, установленную над гондолой. Для уменьшения усилий на штурвале создают передаточное число от 15 до 20. Кроме основного управления предусмотрено также запасное управление. Для этого в задней моторной гондоле установлены рулевые механизмы, позволяющие управлять рулями, в случае если в штурвальной проводке есть какие-либо неисправности.
Система управления рулями дирижабля R-101 имеет целый ряд особенностей. Оперение дирижабля состоит, как и у всех дирижаблей жесткого типа, из крестообразно расположенных горизонтальных и вертикальных стабилизаторов, к которым шарнирно прикреплены рули. При проектировании системы управления рулями конструкторы задались целью по возможности устранить выступающие наружу части на оперении, как, например, кабаны рулей, применяемые обычно на других дирижаблях. Это до некоторой степени уменьшило лобовое сопротивление дирижабля. Вместо кабанов применяются специальные приспособления,
704
дающие возможность рулям шарнирно поворачиваться относительно стабилизаторов. Схема действия руля представлена на фиг. 111.
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 нейтральнога положения. Приведение в действие рулей осуществляется при помощи тросов. От точки А тросы проведены к рулевым механизмам.
Фиг. 112. Вспомогательный механизм дирижабля R-101.
Основные механизмы для управления рулями расположены в гондоле управления. Кроме того, есть также вспомогательные механизм ы, расположенные в запасной рубке, находящейся в нижнем стабилизаторе.
Назначение вспомогательных механизмов заключается в следующем: 1) получение и передача рулям направления и высоты движения штурвалов, находящихся в главной рубке; 2) облегчение работы пилотов в случае необходимости путем включения сервомотора и передач; 3) обеспечение запасных постов управления рулями в случае неисправности механизмов главной рубки или вследствие повреждений проводки на участке между главными и вспомогательными постами.
Работу вспомогательного механизма рулей направления можно проследить по схеме на фиг. 112.
При нормальном использовании механизма, т. е. когда управление производится вручную из главной рубки, вспомогательный трос огибает барабан 7 вала, а силовой трос другой барабан 2.
Барабан 2 основного троса связан с валом пружинным сцеплением 3, через которое от основного штурвала направления (в главной рубке) сообщается вращение валу. Вращение вала будет происходить до тех пор, пока сопротивление пружин не преодолено.
1 , 105
После того как нагрузка на барабан увеличена, он приводится в движение от штурвала рубки управления. При натяжении основного троса пружинное сцепление 3 ослабевает, что оказывает действие на вал, перемещая гайку 4, вращающуюся по нарезке. Это перемещение передается на рычаг гидравлического мотора и включает его. Мотор приводит в движение вал описываемого механизма при помощи цепной передачи. Сцепление 4, находящееся влево от штурвала, служит для соединения последнего с валом 5 барабана, что дает возможность приводить в действие при помощи этого штурвала рули направления. Барабан 2 может свободно вращаться на валу при выключенных двух кулачках 6. Это дает возможность отсоединиться от основного управления и производить управление рулями из запасной рубки.
Аналогично устройство вспомогательного механизма управления рулями высоты.
Система управления рулями дирижабля LZ-127 сравнительно с системами предыдущих дирижаблей значительно усовершенствована.
Помимо основных постов управления, расположенных в гондоле, предусмотрено также вспомогательное управление из запасной рубки, расположенной в нижнем стабилизаторе.
Принципиальная схема управления приведена на фиг. 113.
В запасной рубке имеются штурвальные механизмы: рулей направления 1 и рулей высоты 2, и передаточные механизмы 3.
Передаточные механизмы для рулей направления и рулей высоты одинаковы по устройству. Каждый передаточный механизм представляет собой вал, на котором установлены барабаны. Через последние перекинуты тросы управления. Вал передаточного и вал штурвального механизмов имеют соединительные муфты, которые допускают выключение одного из рулей в случае его неисправности. От передаточных механизмов тросы выходят в килевой коридор и по узлам с роликами или направляющими проходят в гондолу к основным штурвальным механизмам.
Штурвальные механизмы гондолы устроены аналогично механизмам запасной рубки, т. е. имеется возможность отсоединения одного из рулей. Для устранения провисания тросов на одном из шпангоутов установлено натяжное приспособление, выбирающее слабину троса.
Приспособление состоит из подвижного ролика, соединенного тросом с амортизатором. С увеличением натяжения амортизатора увеличивается натяжение в штурвальном тросе. Степень натяжения амортизатора может регулироваться в зависимости от состояния проводки.
Передаточное отношение от механизма основной рубки принято 1 : 37. Для перекладывания руля в пределах от -f- '0° Д° - Ю° необходимо сделать шесть оборотов штурвала.
Передаточное отношение механизмов запасной рубки 1 : 27,8. Число оборотов штурвала, необходимое для перекладывания рулей от 4- 10° до - 10°, принято равным 4,5. Неодинаковые передаточные отношения механизмов основной и запасной рубок необходимы для получения одинаковых усилий на соответствующих штурвалах, так как прибавляются потери в участке штурвальной проводки между запасной и главной рубкой.
Компенсация веса рулей высоты достигается при помощи пружинных амортизаторов, включенных в систему тросов.
Так как при осевой компенсации можно достигнуть большего уменьшения шарнирного момента, то для простоты и уменьшения сопротивления на дирижабле LZ-129 применяются кабаны простые, без сектора. От кабанов всех рулей тросы идут в запасную рубку управления, расположенную в нижнем стабилизаторе. Здесь установлены вспомогательные посты управления, через которые проводка идет к главным постам в гондолу управления.
Приведение в действие рулей высоты и направления производится посредством штурвальных механизмов, к которым подходят тросы управления.
Для приведения в действие штурвала достаточно усилия одного человека, однако для облегчения в работе используется работа сервомотора. Последний
106
приводится в действие от генератора ЦЭС постоянного тока напряжением 220 V
1 с эксплоатационнои мощностью, примерно, в - л. с. Мотор сконструирован в ви-
"J
де совершенно закрытой установки и снабжен сильным вентилятором, который засасывает воздух через отверстие в полу гондолы. Места входа свежего воздуха и выхода отработавшего сконструированы таким образом, что в те периоды, когда мотор не работает, вентиляция возможна от встречного потока воздуха.
Фиг. 113. Схема управления дирижабля LZ-127.
На валу штурвальной лебедки насажены две звездочки, через которые посредством цепей Галля усилие передается на тросы управления. При управлении рулями от электромотора был применен способ, несколько отличный от примененного ранее на дирижабле LZ-127. Контакты выключаются здесь не при помощи кнопок, а при помощи толкателей, приводимых в действие рейкой, соединенной с наружной шестерней штурвала.
Для включения мотора штурвальному приходится повернуть влево или вправо штурвал на несколько градусов, после чего включаются контакты. При
107
управлении электрическим способом наряду с облегчением работы штурвальный ощущает поворот руля в ту или иную сторону.
При переходе на чисто ручное управление необходимо переместить штурвал вдоль его оси вперед, вследствие чего рейка выйдет из зацепления с большой шестерней штурвала и войдет в сцепление с валом лебедки.
Система управления рулями цельнометаллического дирижабля ZMC-2 состоит из четырех рулей высоты и двух рулей направления, расположенных внизу.
Управление рулями направления и рулями высоты осуществляется при помощи штурвалов. Рули высоты ограничиваются предельным углом отклонения ±20°, а нижние рули направления углом + 30°. Это достигается путем особых упоров (ограничителей) на тросах управления, находящихся в гондоле.
Для отклонения руля высоты из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее положение необходимо два полных оборота штурвала. Для перевода же руля направления из одного крайнего положения в другое требуется три поворота штурвала.
От штурвальных механизмов тросы должны быть проведены под настилом гондолы таким образом, чтобы они были доступны для осмотра.
Тросы рулей высоты от наружного узла, установленного в кормовой части гондолы, проходят в боуденовской оболочке к рулям высоты, а тросы рулей направления подходят к узлам у передней кромки стабилизаторов и идут непосредственно к рулям направления.
Спаривание тросов, идущих от рулей направления, производится непосредственно при входе в гондолу. От этого места к рулям протянуты еще вспомогательные тросы, но одному на руль, которые дают возможность управлять дирижаблем при обрыве основного троса.
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, г оризонтальной.
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.
При расчете штурвала на прочность рассчитывается только одна его спица в предположении, что она защемлена одним концом (фиг. 114).
Сила Р, действующая на ободе у спицы, принимается равной 60 кг, т. е. максимальной силе, которую может дать человек. Запас прочности п для спицы берется равным 4-5; разрушающий изгибающий момент в сечении а - а будет:
Фиг. 114. Схема штурвала.
а напряжение
Мизг = Р • К • п,
м"от.
-*раз -
W
Различают штурвалы сварные, литые и клепаные.
Обод сварного штурвала (фиг. 115) представляет собой трубу, изогнутую по окружности. Спицы штурвала свариваются из стальных профилированных пластин. В центре штурвала приваривается стальная втулка с отвер-
W8
стием 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 (фиг. 116) 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 Галля. 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. Конструкция автолога итальянского типа приведена на фиг. 117. Автолог состоит из картера 7, приспособленного для установки на конструктивных элементах гондолы. В середине картера на своей оси в подшипнике установлен рычаг 2, который вращается от штурвала, укрепляемого на нем при помощи квадрата. На секторе 3, связанном со звездочкой 4, лежат валики 5, постоянно прижатые пружиной 6 к внутренней поверхности картера. Пружина 6 крепится к сектору 3 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.
На дирижаблях отечественного производства применяются автологи конструкторов Раевского и Любарского.
Как по своей конструкции, так и по идее указанный автолог отличается от автолога итальянского типа. Итальянский автолог работает на принципе заклинивания; описываемый автолог работает на принципе трения. Основная идея конструкции заключается в использовании крутящего момента на оси звездочки (создаваемого натяжением штурвального троса) для прижимания колодок тормоза к ободу картера и отжимания их силой, приложенной к ободу штурвала.
В эксплоатации автологи советской конструкции показали хорошие результаты. За все время их применения не было случаев отказа в работе; они одинаково хорошо работали как в случае возрастания, так и в случае убывания нагрузок. Торможение происходило плавно и без рывков, а ход штурвала достаточно легок. Коэфициент полезного действия f\ = 0,92-ьО,96.
Крепление штурвального механизма производится к стрингеру гондолы или на его развитии (столике), а иногда на специальной колонке.
Пример крепления штурвального механизма, состоящего из штурвала, авто" лога и звездочки, монтированных на колонке, показан на фиг. 118.
Вращение звездочки штурвального механизма заставляет перемещаться цепь Галля. На цепи Галля в местах7 соединения с тросом закрепляются алюминиевые шарики (фиг. 119), служащие для грубой ориентировки в положении рулей
109
•ifKHclAj.m ион(1ввэ -q\\ 'Л!ф
i/-t/ эпнаьэз
ч
L
~1
Фиг. 116.^Штурвал с литым остовом.
Фиг. 117. Итальянский автолог.
Фиг. 118. Установка штурвального механизма на колонке.
1 - штурвал, 2 - автолог, 3 - звездочка.
f
\
о
ш*
k
№.
Фиг. 119. Ограничитель троса.
Лосик - 940-8
113
и ограничивающие передвижение цепи по звездочке. Длина цепи выбирается в соответствии с предельным углом отклонения руля и радиусом кабана. Цепи Галля выбираются по авиационным стандартам (ACT CC-40). Применяются обычно цепи мотоциклетного или велосипедного типа с шагом t = 12,7 мм.
Зубчатки для цепей Галля или звездочки могут быть выполнены по следующим соотношениям, взятым в зависимости от диаметра ролика цепи d, шага
ее t и числа зубьев z.
Диаметр начальной окружности
Ds. о =
sin
•(?)'
Штурдал _Бара6ан Фиг. 120. Барабан штурвала.
Наружный диаметр звездочки
?>нар = ?>н. о +d.
Внутренний диаметр звездочки Аш = -Он. о - d.
Расстояние между центрами, из которых описывается впадина зуба, принимается (0,1ч-0,2) d, а радиус закругления
_ d
Г - ~7С~ *
Штурвальные звездочки выбираются по авиационным стандартам (ACT). -Иногда вместо звездочек применяются барабаны и в этих случаях трос в несколько витков обвивает барабан (фиг. 120). Барабаны применяются обычно на дирижаблях небольшого объема.
3. ШТУРВАЛЬНАЯ ПРОВОДКА
От штурвального механизма тросы проводки протянуты к рулям через [узлы с роликами и направляющими. На мягких дирижаблях штурвальная проводка
&
[Ограничитель бЬипяМи амортизатора /
Фиг. 121. Амортизатор штурвальных тросов, а - один амортизационный шнур, б - два амортизационных шнура.
проходит обычно снаружи оболочки и тогда узлы устанавливаются непосредственно на оболочке и представляют собой пирамидки с роликами в вершине, пришпагованные к оболочке.
7/4 ,
На дирижаблях полужесткого типа штурвальную проводку прокладывают внутри киля. В этих случаях узлы крепятся к балочкам шпангоутов. Недалеко от оперения тросы, идущие от одноименных рулей (например' правого и левого рулей высоты), спариваются.
На дирижаблях мягкого типа включают амортизаторы (фиг. 121). Назначение их - регулировать изменение длины тросов, возникающее при различных сверхдавлениях в оболочке.
Для амортизатора применяют один или два амортизационных шнура. Диаметр и длину шнура выбирают, руководствуясь данными практики. Так, например, для корабля объемом 3000 м3 применяются два шнура диаметром 16 мм, длиной о^оло 600 мм. Для ограничения вытягивания тросов включается дополнительный трос того же диаметра, что и трос проводки.
Фиг. 123. Ролик
1 - обойма, 2 - втулка, з - ролик, 4 - ограничитель.
Для штурвальной проводки тросы выбираются с мягким сердечником. На прямых участках тросовой проводки для предупреждения провисания тросов от собственного веса применяются направляющие, устанавливаемые на расстоянии 4-5 м друг от друга. Направляющая состоит из корпуса и четырех валиков с осями, расположенными в одной плоскости и перпендикулярно друг другу. Допустимый угол перегиба между двумя соседними ветвями проводки 1-2°. При наличии больших углов направляющие применять не рекомендуется, и в этих случаях прибегают к роликам.
Узлы, применяемые для крепления роликов, бывают неподвижные и самоустанавливающиеся. При трудности определения направления троса применяется последний тип узлов. Примеры узлов крепления роликов на трубчатых поясах балки шпангоутов показаны на фиг. 122 (см. вклейку в конце книги).
Кронштейн делается сварным из листового материала. Ролики (фиг. 123) применяются с подшипниками. Сверху надевается обойма в виде коробочки; в ней прорезаются отверстия для троса и устанавливаются ограничители. Ролик крепится к кронштейну при помощи болта и гайки.
Расчет узлов штурвальной проводки производится на равнодействующую сил натяжения в тросе.
Силы натяжения Т (фиг. 122), перенесенные параллельно самим себе в центр вращения ролика, дают две взаимно уравновешивающиеся пары и равнодействующую. В общем виде равнодействующая будет выражаться следующим уравнением:
/? = 2Т • cos а.
(26)
7/5
При угле между направлением ветвей троса в 90°, т. е. а = 45°, равнодействующая будет:
К = Т /2.
Равнодействующая вызывает изгиб в болте, закрепляющем ролик, и создает напряжение во всем узле.
f
г з
Фиг. 124. Литой кронштейн. - ", '
1 - ролик, 2 - ограничитель, 3 - тросы, 4 - кронштейн.
На дирижаблях жесткого типа, где кронштейны узлов могут быть однотипны, для них применяется литье из легких сплавов. Применение таких кронштейнов (фиг. 124) хотя и не дает преимуществ в смысле уменьшения веса, но ввиду стандартизации их упрощает производство.
Выбор тросов проводки управления рулями производится следующим образом.
После определения аэродинамических нагрузок на руль подбираются радиус кабана и сечение штурвального троса.
Руль
Фиг. 125. Расчетная схема.
Натяжение троса Т (фиг. 125) зависит от радиуса кабана и суммарной нагрузки Q, приходящейся на всю площадь руля и приложенной на расстояний а от оси вращения кабана. Эта зависимость выражается следующим уравнением:
Усилие на штурвале будет:
TR>'Q-a.
Р = мш. ±
R • т, D '
(27) (28)
где Мт - так называемый шарнирный момент; d - диаметр звездбчки или барабана; D - диаметр штурвала; TJ - к. п. д. всей системы.
Для облегчения поворота рулей или, иначе говоря, уменьшения шарнирного момента, возникающего от действия аэродинамических сил, применяют различного рода компенсаторы.
776
Компенсаторы бывают роговые, осевые, флетнеровские, серворули и др Необходимо, чтобы компенсаторы изменяли величину шарнирного момента в за" висимости от поворота руля в таком отношении, которое бы позволило в сочета" нии с рулевым механизмом дать усилие на ободе штурвала, близкое к по стоянному и не зависящее от угла поворота руля. Такие устройства необходимы главным образом на дирижаблях больших кубатур, где нагрузки на штурвальные тросы достигают большой величины. Это заставляет применять механизмы с большим передаточным отношением, что в свою очередь требует большого числа оборотов штурвала.
Число оборотов штурвала, нужное для отклонения рулей из одного крайнего положения в другое, варьирует в пределах от трех до двадцати.
До настоящего времени не решен вопрос, следует ли для выигрыша в скорости прикладывать большие усилия к штурвалу и уменьшать число оборотов его для отклонения рулей или, наоборот, путем введения механизма облегчать работу штурвального и увеличивать число оборотов штурвала.
Произведенные опыты на дирижабле LZ-126 показали, что поворачивать руль со скоростью большей чем 3° в секунду нерационально, так как при большей скорости действие рулей будет вызывать поворот дирижабля, примерно, в тот же промежуток времени.
Углы о отклонения рулей от их нейтрального положения принимаются в пределах от + 20° до ± 30°. Для дирижаблей большого объема принимается первый предел, а для малых объемов - второй.
Полное число оборотов штурвала п для перекладывания рулей выражается следующей формулой:
п=1Га> % '(29)
где S - длина выбираемого троса, равная: 5 = ^т^к - -,"
1ои
d - диаметр штурвальной звездочки. Подставляя в формулу (29) значение 5, будем иметь:
" = -^т- (30>
Принимая минимальное значение числа оборотов штурвала п = 3, для угла отклонения руля 3 = 30° получим соотношение между радиусом кабана и радиусом штурвальной звездочки:
R = 9d.
В этом случае усилие, необходимое для поворота штурвала, по формуле (28)
будет:
Р_ мш d _ мш пп
R • -i{ ' D ~ 9D • Y, ' W
Таким образом усилие обратно пропорционально числу оборотов штурвала. Потребная мощность для поворота штурвала выражается уравнением:
• N = W^*-'-> (32)
где v - скорость на ободе штурвала в м/сек;
f\ - суммарный к. п. д.
Если принять максимальное значение скорости перекладывания рулей 3° в секунду, скорость на ободе штурвала будет:
v=*-D-n
20 '
тогда
., Р • тс • D • П /ооч
N =------20------ л- с- (33)
При расчете проводки запасы прочности для тросов принимаются больше, чем для узлов проводки. Это вызвано тем, что в процессе работы тросы изнаши-
7/7
ваются. Степень изношенности троса определяется по наружному осмотру проволок троса. При наличии овальности сечения троса последний не допускается в дальнейшую эксплоатацию.
Необходимо при конструировании предусматривать наличие тендеров, чтобы иметь возможность удобно производить замену изношенных участков троса.
ГЛАВА V
ПРИЧАЛЬНО-ПОСАДОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Эксплоатационная служба всякого дирижабля слагается из полетов и пребывания его у земли.
Конструкция и оборудование дирижабля должны обеспечивать не только его летные качества, но и создавать все необходимые условия для надежного пребывания у земли и таких маневров, как причаливание, стоянка и перемещения у земли.
Перемещения дирижабля у земли обусловливаются необходимостью поставить его в наиболее выгодное положение по отношению к ветру (разворот) или ввести и вывести дирижабль из эллинга на летное поле.
Кроме перечисленных основных маневров в эксплоатационной практике для некоторой группы дирижаблей выполняются специальные маневры. К таковым относится посадка собственными средствами без помощи с земли, посадка на воду, посадка на лед, прием грузов в полете и др.
Для выполнения всех перечисленных маневров необходимо дирижабль оборудовать специальными устройствами; для выполнения же некоторых надо, кроме того, оборудовать летное поле.
Предметом изложения настоящей главы является главным образом описание устройств, расположенных на дирижабле.
Совокупность устройств, приспособлений и такелажа, расположенных на дирижабле и обеспечивающих проведение маневров по причаливанию, стоянке и перемещению у земли, составляет причально-посадочные устройства. Значение последних в общем оборудовании дирижабля чрезвычайно велико; от их наличия на дирижабле и от правильного их выбора зависит успешное выполнение маневров.
Правильный подход к проектированию причально-посадочных устройств требует от конструктора знания эксплоатационной службы дирижабля и тех условий, в которых протекают различные маневры.
1. ПРИЧАЛЬНО-ПОСАДОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА РАЗЛИЧНЫХ ДИРИЖАБЛЕЙ
Оснащенность различных дирижаблей причально-посадочными устройствами весьма разнообразна и зависит главным образом от геометрических размеров дирижабля и его назначения.
Причально-посадочное устройство дирижаблей мягкого типа состоит из гайдропов, поясных поручней и посадочного амортизатора (фиг. 126).
Поясные 7 служат для удержания дирижабля вручную при маневрах его у земли и для крепления его к земле при стоянке в эллинге и на биваке. Поясные располагаются попарно, с обеих сторон оболочки. Число пар поясных зависит от объема дирижабля и принимается на основании эксплоатационной практики от 5 до 12 пар. Каждая поясная представляет собой стальной трос диаметром 4 - б мм мягкого плетения, укрепленный на оболочке при помощи лап несколько выше горизонтальной плоскости, проходящей через ось дирижабля. Касательная к оболочке, проведенная через точку крепления поясной, обычно направлена под углом 45° к горизонту. Свободный конец поясной заделан в коуш, через который продевается кольцо с веревочными концами для удобства удержания вручную. Трос обматывается по всей длине прорезиненной лентой, предохраняющей оболочку от повреждений. Разрушающая нагрузка для лапы должна
118
быть примерно на 25% больше, чем для поясной. Длина поясных и их расположение на оболочке должны быть увязаны с размещением воздушных винтов и тросов проводки с тем, чтобы не допустить взаимного соприкосновения с ними. Гайдроп2 служит для подтягивания дирижабля к земле при маневре причаливания; на дирижабле мягкого типа имеются один-два гайдропа. Располагается гайдроп обычно свернутым в бухту в передней части гондолы. Крепление его осуществляется либо к оболочке при помощи лап или поясов, либо к гондоле при помощи уздечки. Для гайдропов применяется чаще всего пеньковый канат диаметром 25-30 мм. Длина его зависит от объема дирижабля и колеблется в пределах 100-150 м.
Фиг. 126. Причально-посадочные устройства мягкого дирижабля 1 - поясные, 2 - гайдроп, 3 - поручни, 4 - посадочный амортизатор.
Фиг. 127. Причально-посадочные устройства полужесткого дирижабля
1 - носовой^причал, 2 - поясные, 3 - поручни, 4 - амортизаторы, _• 5 - причальная группа,
6 - гайдропы.
Для предупреждения удара гондолы и поддержания ее людьми стартовой команды на некотором расстоянии от земли служат поручни 3, которые располагаются с обеих сторон гондолы в носовой и кормовой частях ее на уровне пола. При стоянке в эллинге или на биваке поручни служат для крепления к ним мешков с песчаным балластом с целью загрузки и укрепления дирижабля.
Посадочный амортизатор 4 предназначен для ослабления и распределения на большую поверхность силы возможного удара гондолы о землю при причаливании дирижабля и маневрах его у земли.
Причально-посадочные устройства дирижаблей полужесткого типа (фиг. 127) в отличие от мягких значительно расширены и усовершенствованы. Наличие килевой фермы позволяет расположить их более выгодно по всей длине дирижабля, рассредоточивая таким образом нагрузки. Конструкция килевой фермы с носовой частью дает возможность установить носовое причальное устройство, так
119
называемый носовой причал 7,и этим самым осуществить причаливание корабля к мачте.
Помимо поясных поручней и посадочных амортизаторов, которые по своему расположению и конструктивным особенностям аналогичны таким же устройствам на дирижаблях мягкого типа, дирижабли полужесткого типа имеют еще так называемую причальную группу 5. Последняя представляет собой узел, расположенный на одном из носовых шпангоутов, к которому крепятся 4-5 стальных тросов диаметром 4-5 мм и длиной 5-7 м. Концы тросов заплетены в коуш; через последний при маневрах у земли продевается кольцо с веревочными концами (кошками). Тросы причальной группы во время полета хранятся внутри киля, куда они убираются через люки.
У причальной группы в киле располагаются два гайдропа 6. В рабочем положении (при подтягивании дирижабля) натяжение гайдропа передается на узел причальной группы. На дирижаблях большого объема, кроме носовой, устраивается еще и кормовая причальная группа, которая'по своему устройству подобна первой, но не имеет гайдропов. На дирижаблях, предназначенных для полетов над водными пространствами, могут быть предусмотрены устройства для посадки на воду (якоря, лебедки и т. п.).
Фиг. 128. Причально-посадочные устройства дирижабля жесткого типа
1 - гайдропы, 2 - лебедка для выбирания гайдропа, -3 - центральный удерживающий трос, 4 - боковые удерживающие тросы, 5 - кормовые удерживающие тросы, в - поручни, 7 - посадочный амортизатор, 8 - носовое причальное устройство, 9 - главный причальный трос, 10 - боковые причальные тросы, 11 - узлы для загрузки дирижабля при стоянке в эллинге.
Наиболее совершенными причально-посадочными устройствами оснащены дирижабли жесткого типа (фиг. 128).
Для стоянки дирижабля и причаливания его на руки стартовой команды служат гайдропы и удерживающий такелаж. Гайдропы / располагаются в носовой части килевого коридора; их обычно бывает два. Иногда применяется и кормовой гайдроп. Гайдропы выбираются на дирижабль при помощи лебедок 2. Удерживающий такелаж состоит из нескольких тросов, расположенных в различных частях дирижабля.В носовой части к нижним узлам главных шпангоутов крепятся три удерживающих троса - один центральный 3 и два боковых 4. В кормовой части вблизи оперения крепятся еще два кормовых удерживающих троса 5. Каждый из удерживающих тросов на своем свободном конце имеет кольцо, к которому прикреплены веревочные концы-кошки для удобства удержания тросов вручную. Главная гондола оборудована поручнями б с обеих сторон, а также посадочным амортизатором 7. Такие же устройства должны быть на нижнем стабилизаторе, если отсутствует задняя моторная гондола. Весь такелаж при полете хранится в килевом коридоре, куда он убирается вручную через люки во внешней обтяжке дирижабля.
Для осуществления причаливания дирижабля к мачте предусмотрено носовое причальное устройство, причальный такелаж и подъемные механизмы.
Носовой причал 8 располагается в крайней носовой части дирижабля и конструктивно выполняется различными способами. Причальный такелаж обычно состоит из одного главного 9 и двух боковых 10 тросов.
120
Выбирание тросов на дирижабль производится лебедками. Для осуществления разворота и механизированного ввода дирижабля или вывода из эллинга в зависимости от принятой системы земного оборудования применяется тот или иной крепежный такелаж.
Для посадки дирижабля на воду предусматриваются водные якоря, компенсационные мешки и лебедки для подтягивания.
Многообразие причально-посадочных устройств различных дирижаблей не дает возможности описать подробно их для всех типов воздушных кораблей, поэтому для примера приводим ниже конструктивные особенности причально-посадочных устройств некоторых дирижаблей.
Дирижабль ZMC-2 снабжен четырьмя парами стальных мяг-
/--
ких тросов, необходимых при выполнении маневров у земли (фиг. 129). Каждая пара тросов прикреплена к металлическому корпусу дирижабля симметрично относительно его оси. Диаметр троса подобран с сопротивлением разрушающей нагрузке в 2270 кг. Одна пара тросов расположена на носу и служит для причаливания дирижабля (причальные тросы 7). Каждый из причальных тросов имеет длину 122 м и снабжается концом из пенькового каната. Две другие пары тросов (одна на носу и другая на корме) служат для проведения наземных маневров (маневренные тросы). Четвертая пара тросов 4, расположенная примерно посредине длины дирижабля, служит для удержания его от возможного крена. К низу гондолы управления прикреплен пеньковый канат 5 диаметром 19 мм и длиной 76 м, служащий третьим причальным тросом и применяющийся также в качестве гайдропа. При помощи лебедки 6 трос выбирается и наматывается на ее барабан.
Фиг. 129. Причально-посадочные устройства цельнометаллического дирижабля ZMC-2.
3
/ A Xri S
гйь/ / ^v/x
^Жг-2 U="tyt ^ 2'
Фиг. 130. Оборудование дирижабля "Омниадир" для облегчения маневров у земли.
На дирижабле ZMC-2 ввиду низкого расположения моторов и незначительной высоты гондолы амортизатор 7 обыкновенного типа неприменим, а поэтому здесь он вынесен на кронштейнах, гарантирующих работу моторов у земли. Этот кронштейн выполнен в виде треноги; одна нога треноги является собственно амортизатором, а две другие (дуралюминовые трубы обтекаемой формы) служат для того, чтобы прикрепить первую к каркасу гондолы. Запас прочности выбран с таким расчетом, чтобы в случае "грубой" посадки сначала разрушалось амортизационное устройство. Это обеспечивает до некоторой степени сохранность гондолы.
Наиболее оригинальное оборудование для облегчения маневров у земли было применено на итальянском дирижабле "Омниадир" объемом 4100 м3, построенном по проекту Форланини в 1932 г. (фиг. 130). За основу был принят принцип использования реактивного действия воздушного потока. Конструктивно это выполнено следующим образом.
Над гондолой управления, в киле установлены два центробежных вентилятора 7, развивающих давление до 400 мм вод. ст. Они приводятся в действие от вала мотора через передачу с коническими шестернями. Два матерчатых
121
шланга 2 протянуты по килю и соединяют вентиляторы с носовой и кормовой группой клапанов 3. Каждая из этих групп состоит из пяти клапанов, причем три из них расположены в горизонтальной плоскости под углом 90° друг к другу, а два - в вертикальной под углом 180° друг к другу. Каждый клапан имеет двухстворчатую заслонку цилиндрической формы. Регулирование размеров отверстия или полное закрытие его можно производить, передвигая створки. Для этой цели в гондолу протянуты тросы управления от каждого клапана. Зубчатое включение, расположенное в соответствии с коническими шестернями вентиляторов, позволяет включить носовую или кормовую группу клапанов или обе вместе. Для работы клапанов попарно (пара образуется соответствующими клапанами из носовой и кормовой группы) служит управление штурвалом. Отдельные клапаны приводятся в действие при помощи тросов.
Выходящий из клапанов воздушный поток создает реактивные силы в противоположном отверстию направлении. Регулируя работу клапанов, можно производить статическое уравновешивание дирижабля без расходования газа и балласта.
Испытательные полеты с целью проверки этой системы дали хорошие результаты. Приземление утяжеленного дирижабля с открытыми нижними клапанами и облегченного дирижабля при открытых верхних клапанах было выполнено без помощи стартовой команды. Испытания также показали возможность применения такого устройства для облегчения маневров по вводу и выводу дирижабля шз эллинга.
2. УСТРОЙСТВА ДЛЯ СТОЯНКИ ДИРИЖАБЛЯ И ПРИЧАЛИВАНИЯ ЕГО НА РУКИ
СТАРТОВОЙ КОМАНДЫ
Наиболее распространенным способом причаливания дирижаблей различных типов и конструкций является до настоящего времени причаливание их на руки стартовой команды. Особенно применим он для дирижаблей небольшого объема мягкого и полужесткого типа. Эксплоатационная работа дирижабля жесткого типа требует применения механизированного способа причаливания. Если же
Старший
о °0 прае с и стороны
о о
Управление * \ "*ч(tm)(tm)* °°- о Оо " Направлены
' _j___,._ * о (о) Гаидропная 8 о -*-------
лосадЬи 5* ° w . , ?л"ппп -"о"0 ffempa
6 таршии.
9
левой стороны
Фиг. 131. Расположение стартовой команды при приеме дирижабля мягкого типа.
учесть необходимость причаливания в условиях необорудованных портов, то причал вручную является неизбежным маневром, с которым придется встретиться и дирижаблям жесткого типа.
Причаливание дирижаблей мягкого и полужесткого типа на руки стартовой команды производится при соблюдении следующего порядка. До причала на посадочной площадке выкладываются знаки,показывающие метеорологические условия (направление и сила ветра, температура и барометрическое давление у земли). Стартовая команда делится на две группы: главную и гайдропную. Гаидропная
7 22
группа располагается на площадке в два сходящиеся под острым углом ряда, как показано на фиг. 131. Вблизи размещается главная группа. Намерение о посадке сообщается путем спуска из гондолы сигнального флага. Дирижабль выполняет круг над посадочной площадкой, для того чтобы командир мог сверху проверить приготовления на земле. Статически уравновешенный на высоте примерно 300 м или с некоторым избытком подъемной силы дирижабль подходит с той или иной скоростью (в зависимости от силы ветра) к месту расположения гайдропной группы. Примерно на высоте 50-100 м над местом посадки командир дирижабля заставляет итти его на снижение, затормаживая его в случае необходимости путем отдачи балласта, и сбрасывает гайдроп. При ветре дирижабль с работающими моторами прижимается к земле рулями. Сброшенный гайдроп принимает гайдропная группа стартовой команды и подтягивает при его помощи дирижабль к земле. На высоте 10-15 м моторы выключаются. Одна часть главной группы стартовой команды подходит к гондоле, берясь за поручни, а другая - к поясным, надевая на них петли с веревочными концами, и окончательно укрепляет дирижабль. Гайдропная группа переходит к веревкам причальной группы и разбирает их.
При неудачном сбрасывании гайдропа, что бывает, когда не учтена высота или направление, а также при неудавшейся поимке гайдропа, необходимо выбрать его на дирижабль.
Подтягивание дирижабля при помощи гайдропа вручную требует большого количества людей * и отнимает много времени, поэтому в последнее время для выполнения этой операции прибегают к различным усовершенствованиям. Одним из таких усовершенствований является применение гайдропоулавли-вателя и балластных мешков с песком, погашающих живую силу дирижабля и позволяющих уменьшить состав стартовой команды. Для подтягивания дирижабля за гайдроп применяют бегучий блок (фиг. 132) и тракторную тягу или маневренные лебедки.
Причаливание жестких дирижаблей на руки стартовой команды требует большого ее состава, который необходимо значительно увеличивать при неблагоприятной во время посадки погоде. Примерная схема причаливания жесткого дирижабля объемом 100-150 тыс. м3 при помощи стартовой команды приводится на фиг. 133.
Для успешного выполнения маневра причаливания дирижабля на руки стартовой команды необходимыми устройствами являются: гайдропное устройство, удерживающий такелаж, поручи и посадочные амортизаторы.
К описанию конструктивных особенностей этих устройств мы и приступаем.
Фиг. 132. Бегучий блок для выбирания гайдропа.
Гайдропное устройство
В состав гайдропного оборудования входят гайдропы и их крепление, гай-дропные люки, механизм сбрасывания и проводка управления. При выборе места для расположения гайдропа на дирижабле необходимо учитывать возможность удобно и сравнительно легко поднимать его на дирижабль в случае неудачного сбрасывания.
* Численность стартовой команды для мягких дирижаблей может быть определена по формуле: N = k • t/-/3 v'',
где N - число людей стартовой команды;
U - объем корабля в м3;
k - эмпирический коэфициент, равный для принятых измерений 0,000583.
123
ЗОчел для подтягивания правого гайдропа через блоН
!чел для найеНання, блока на правый гайдроп
Нач. cmnpmo/ioii \ kQMandbi
(r)
Ючел. нп удержании. 6ло/<а с kouikawu для правого гайдропа-^
,30 чел дм удерживания 8. If. на /toiukqj правого носового mpcta •,-7'т,. ^Старший правой стороны
22чел для уяержив. 6 k. на koiukaj: центр/проса
Ю чел на удерживании I / 5лaka с Кошками для | левого гайдропа------
1ч ел для надег1ани;. 6/ic.fta на леВ. гайдроп
.ЗОчел для подтягивания / лев. гайдропа через блс/k'
" с. о о ^Ючел Зля гонд. упр.'
ЗОчсл Для удернсибанич б.н. \..
:Ч V
'jyf JO чел. для ню/снего / стабилизатора
20 чел для удерживания 6 k. i, s на поручнях гонд. упр.
20 чел с!лч. удерживания Я k на поручням нижнего стабилизатора--------
Wve/f. для ниАнегс'
VN, стабилизатора
ь 'о0','\''"V/7 чел для гонг упр.'
Старший левой стороны]
'.'^''ЗОчря для удерживания В.к. " ни. koiukax лебою носоЯто троса
Условные обозначения ""
°° Люди апартоёии команды S 1-nrfположении-пойяятбачие Ксзд корабля за гайдрипы k земле •"Лкди " •• Вс2-ом • - удерживание •• •> на земле *
Фиг. 133. Схема приема жесткого дирижабля на руки. '
/ггр-о ''- i \ д\
// v^ \\
(/ / i I \ \\
V III \ VN
^-^4
Фиг. 134. Подвеска~гайдропа.
ю o\
На дирижаблях мягкого типа гайдроп чаще всего располагается в носовой части гондолы, а именно впереди штурвала направления. Свернутый в бухту гайдроп укладывается на дверце, плотно прилегающей к обшивке гондолы и удерживающейся в закрытом состоянии автоматической задвижкой. Для сбрасывания гайдропа необходимо задвижку выключить, после чего дверца открывается вниз и наружу.
Ручка для сбрасывания гайдропа располагается либо у самой дверцы, либо у места командира. В последнем случае к ней протянуты тяги. Натяжение гайдропа при подтягивании дирижабля передается на передний силовой шпангоут гондолы через гайдропную уздечку, к которой прикреплен его конец.
Фиг. 135. Гайдропный замок.
На дирижаблях полужесткого типа гайдропы располагаются в киле у причального узла и подвешиваются свернутыми в бухты при помощи подвесной системы к шпангоуту. В обтяжке киля под каждым гайдропом устроены люки, открывающиеся при выполнении маневра причаливания. Размеры люков соответствуют размерам бухт и выбираются с некоторым запасом, учитывающим возможное отклонение бухты при падении, когда дирижабль идет на посадку с диферентом. Расположение гайдропов по отношению к оси дирижабля может быть принято либо по одну сторону, либо по обе его стороны. При киле с вершиной, обращенной внутрь, удобнее первый способ расположения, а при киле с вершиной наружу - второй.
Конструкция подвески гайдропов к шпангоуту при киле с вершиной внутрь приведена на фиг. 134. В этой конструкции подвесная система представляет собой траверс, расположенный вдоль дирижабля. Он крепится к кронштейну, установленному на боковой балочке шпангоута. По обеим сторонам от кронштейна подвешиваются на поясках гайдропы, свернутые в бухты. Траверс расчаливается стальным тросом к шпангоуту. Каждый гайдроп крепится двумя поясами. Один конец пояса укрепляется наглухо за ушко, расположенное на траверсе. Свободный конец пояса пропускается через центральное отверстие в бухте, снизу вверх, подхватывая ее, и затем надевается ушком на плечо замка.
Для того чтобы сбросить гайдроп, необходимо повернуть двуплечий рычаг замка (фиг. 135) и освободить плечо. Под действием нагрузки плечо замка падает вниз и освобождает пояса и бухту гайдропа. Открытие замка выполняется при помощи тросовых тяг, протянутых из рубки управления. Конец гайдропа крепится к причальному узлу при помощи стального троса и мальи или карабина.
Для выбирания гайдропа на дирижабль в случае неудачного сбрасывания служит веревка, прикрепленная к нему; ее длина должна быть достаточной для подтягивания гайдропа в киль. Присоединение конца гайдропа к причальному узлу при помощи карабина позволяет в случае необходимости отцепить и сбросить гайдроп с дирижабля. Гайдропный карабин, показанный на фиг. 136, состоит из разъемного корпуса 7 со сферической выточкой внутри, в которую вставлено ушко 2. Эти две детали скрепляются коническим кольцом 3. Для удержания последнего на корпусе служит кольцевая пружина 4, входящая в пазы кольца
726
и корпуса. Для освобождения гайдропа необходимо сдвинуть кольцо 3, что производится при помощи тросовой уздечки 5, концы которой впаяны в это кольцо. При освобождении кольца разъемные детали корпуса под тяжестью гайдропа расходятся в стороны, и ушко выпадает.
На жестких дирижаблях гайдропный узел располагается обыкновенно на одном из шпангоутов носовой части, на расстоянии 7-8% длины дирижабля от крайней носовой точки.
Ff:
ш
V-'
Фиг. 136. Гайдропный карабин.
На дирижабле L-49 для разнесения нагрузок от напряжения гайдропов по корпусу дирижабля была применена тросовая расчалка, показанная на фиг. 137. Как видно из схемы, нагрузки разнесены на четыре соседних шпангоута.
Поручни
Поручни (фиг. 138) представляют собой дуралюминовые трубы диаметром 25-30 мм, изогнутые по обводу гондолы или стабилизатора и прикрепленные на кронштейнах к силовым элементам последних.
Посадочные амортизаторы
Наиболее распространенным типом посадочных амортизаторов для дирижаблей мягкого и полужесткого типа является пневматический пуф, представляющий собой камеру из плотной прорезиненной материи со сферическим очертанием поверхности, наполненную воздухом под давлением. Камера прикрепляется к гнезду, находящемуся на самом днище гондолы, при помощи матерчатого пароболи-ческого пояса и тендеров. По американским техническим условиям амортизатор для гондолы должен выдерживать максимальное внутреннее давление
727
О ,.7 KzfcMz без каких-либо 'признаков его изменения, а давление в 0,35 кг/см2 должно поддерживаться в течение пяти дней без всяких признаков просачивания воздуха.
В последнее время в качестве амортизаторов на гондолах и стабилизаторах применяются посадочные колесабаллонноготипа. Посадочное колесо, укрепленное на нижнем стабилизаторе дирижабля ZRS-4, показано на фиг. 139.
•У^" Посадочный амортизатор^
Фиг. 138. Поручни.
Колесо крепится на кронштейнах, укрепленных в свою очередь на круглом основании. Последнее допускает поворот колеса вокруг вертикальной оси, что бывает необходимо при вводе и выводе дирижабля и при стоянкежна низкой мачте. Здесь же видны поручни, укрепленные к стабилизатору на пяти выносных кронштейнах. Последние выполнены из трубы обтекаемого сечения.
3. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРИЧАЛИВАНИЯ И СТОЯНКИ НА МАЧТЕ
Описанный в предыдущем разделе способ причаливания дирижабля вручную является экономически невыгодным и технически несовершенным. Применять его для дирижаблей жесткого типа можно только в крайнем случае. В нормальных условиях эксплоатации применяется механический способ при помощи механизмов причальных мачт.
Когда носовая точка дирижабля закреплена у верхушки причальной мачты и дирижабль находится в непосредственной близости к земле, то в таком положении он считается причаленным. Выбор носовой части для крепления к причалу основан на том, что последняя обычно подвержена наибольшим аэродинамическим нагрузкам, а поэтому она выполняется наиболее прочной.
Для приема дирижабля на мачту производятся подготовительные работы на летном поле. В направлении ветра выкладывается главный мачтовый трос, идущий от маневренной лебедки через воронку мачты. Конец троса отстоит от , мачты на расстоянии 250-300 м. У этого конца выкладываются посадочные знаки. Под углом 60° к направлению главного мачтового троса по обе его стороны укладываются боковые мачтовые тросы. Эти тросы перекидываются через якорные блоки, идущие от лебедок, установленных у основания мачты. Якорные блоки закреплены по окружности, радиус которой несколько меньше длины
Лосин - 940-9 ' 129
Фиг. 139. Посадочное колесо и поручни на нижнем стабилизаторе дирижабля ZRS-4.
дирижабля. Уравновешенный дирижабль на неполных оборотах моторов продвигается к мачте против ветра. Над свободным концом мачтового троса из носовой части дирижабля сбрасывается главный причальный трос. Конец его подхватывают на земле и соединяют при помощи карабина с главным мачтовым тросом. Поступательная скорость дирижабля уменьшается, и включается реверс или сбрасывается из носовой части балласт, благодаря чему дирижабль получает диферент на корму и статически поднимается кверху. Главный причальный трос выбирается плавно, без рывков, при помощи маневренной лебедки мачты. Скорость выбирания троса автоматически регулируется в зависимости от степени допустимого натяжения *.
Когда дирижабль подтянут на высоту примерно 150 м от земли, из носовой части сбрасываются два боковых причальных троса. Момент их сбрасывания определяется командиром в зависимости от условий посадки. Концы их прикрепляются к боковым мачтовым тросам, и затем при помощи боковых лебедок мачты выбирают их, не прекращая выбирания и главного причального троса. Когда свободная, невыбранная длина боковых причальных тросов будет соответствовать расстоянию от воронки мачты до якорных блоков (что определяется по меткам на тросах), выбирание их прекращают и в этом положении их закрепляют на
шйШзШ^^Шй
Фиг. 140. Итальянский дирижабль N-1, установленный па причальной мачте.
блоках. Продолжают выбирание главного троса и втягивают корпус носового при -чального устройства в воронку мачты, где он и закрепляется при помощи собачек стопорного механизма. Боковые причальные тросы снимаются с якорных блоков и выбираются на дирижабль при помощи лебедок, расположенных в его носовой части.
При порывистом ветре, когда кормовая часть дирижабля особенно подвержена вертикальным перемещениям, для обеспечения маневров применяют удерживающий кормовой трос.
На фиг. 140 показан итальянский дирижабль N-1, установленный на причальной мачте. В носовой части виден мостик для сообщения дирижабля с причальной мачтой.
Применение дирижаблей для совместной работы с морским флотом вызвало практическое освоение маневров по причаливанию их к морским судам-маткам. На фиг. 141 показано такое судно с установленной на нем причальной мачтой,
* По английским данным скорость выбирания при слабом натяжении рекомендуется принимать 1-1,5 м/сек, при сильном - 0,5 м/сек.
130
Маневр причаливания к ней осуществляется по описанному выше трехтро-совому методу. Для закрепления боковых тросов применялись две стрелы - так называемые бугшприты.
Необходимо отметить, что даже при сравнительно небольшой боковой качке судна-матки движения верхушки мачты, отстоящей от водной поверхности на расстоянии 40-50 м, достигают значительной величины, что затрудняет выполнение маневра причаливания.
* Фиг. 141. Причальная мачта судна-матки VSS Patoca.
Устройства для причаливания и стоянки на мачте слагаются из носового причала, причального такелажа и лебедок.
На фиг. 142 показана конструкция носового причала дирижабля полужесткого типа, состоящая из осевой трубы 7, прикрепленной одним концом к внутреннему узлу киля, а другим к внешнему. Последний развивается и в нем на шарикоподшипниках установлена труба 2 носового причала. Шарикоподшипники упорно-опорные. К трубе при помощи болтового шарнира крепится конус 3, что позволяет последнему принимать необходимые положения при причаливании к мачте. Главный причальный трос проходит из киля
через рОЛИК ПО ОСевОЙ И При- (Ц-Д 3 \\\ - J"-"шпангоут
чальной трубе в конус. Трос ^'^ \ ^ *иля
имеет на конце стопор, который
при Сбрасывании защемляется г фиг. ]42. Носовой причал полужесткого дирижабля.
в головке конуса.
Боковые причальные тросы в этой конструкции не предусмотрены.
Из числа построенных дирижаблей полужесткого типа наиболее совершенным носовым причалом обладал французский дирижабль Зодиак Е-9. На фиг. 143 приведена схема оборудования носовой части этого корабля. Система причали-
131
\!Р°С
вания выбрана трехтросовая. Главный и боковые причальные тросы выбираются тремя лебедками 3, укрепленными на боковых балочках двух соседних шпангоутов. Главный трос принят диаметром 7,5 мм при длине 65 м, а боковые - диаметром 5 мм при длине 50 м. Для выхода на мачту и доступа к носовому причалу в носовой части устроен трат Главный причальный трос от барабана лебедки через ролики и направляющие проходит в трубу носового причала и затем через бронзовый жолоб в причальный конус 4. Боковые причальные тросы от барабанов лебедок также через ролики и направляющие идут к носовой части к специальным ушкам. Носовая часть килевой фермы развивается в носовой купол, состоящий из девятнадцати дуралюминовых нервюр.
2~
-г
Фиг. 143. Схема оборудования носовой части дирижабля Зодиак Е-9.
Носовой причал состоит из трубы, вращающейся в шарикоподшипниках, корпусы которых при помощи заклепокТприкреплены к элементам носового купола. Конус крепится на консоли трубы при помощи шарнира, позволяющего ему вращаться примерно на 180°. Эта шарнирность крепления и возможность вращения самой трубы позволяет конусу принимать любые положения при причаливании и стоянке на мачте. Причальные устройства дирижабля жесткого типа значительно сложнее. На фиг, 144 приведена схема расположения устройств дирижабля жесткого типа R-101, предназначенных для причаливания и стоянки на мачте. Для размещения этих устройств отводится крайняя носовая часть дирижабля. Носовой газовый баллон отстоит от крайней носовой точки на 2,6 м. В пространстве между ними устроена рабочая площадка 7. Доступ на эту площадку возможен при помощи лестницы 2 через люк в полу 3. В боковых панелях внешнего покрытия устроены окна. В соответствии с принятым способом причаливания на площадке установлено три ручных лебедки: главная 4 и две боковые 5. Главная лебедка служит для выбирания главного причального троса 6 и установлена ближе к крайней носовой точке, по оси площадки. Две другие лебедки 5 пред-
132
назначены для подтягивания боковых причальных тросов 7 и размещены симметрично по обе стороны от оси площадки.
В полете каждый из причальных тросов намотан на барабан лебедки. При маневре причаливания для спуска троса оператор делает несколько оборотов
Фиг. 144. Схема расположения устройств для причаливания и стоянки на мачте дирижабля R-101
1 - рабочая площадка, 2 - лестница, 3 - люк, 4 - главная
лебедка, 5 - боковые лебедки, 6 - главный причальный трос,
7 - боковые причальные тросы, 8 - направляющий жолоб,
9 - носовой причал.
рукоятки в обратном направлении, и трос под действием собственного веса начинает опускаться с дирижабля. Рукоятка лебедки после этого снимается, скорость же падения троса регулируется тормозным устройством *.
* Произведенные нами испытания аналогичной установки показали, что скорость разматывания троса с барабана лебедки может достигать большой величины. Так, например, трос длиной 30 м разматывается в течение 6 сек.
1 33
При спуске главный причальный трос отдается на всю длину; он проходит через осевую трубу носового причала, направляющий ролик и центральную трубку причального конуса до тех пор, пока стопор, насаженный на его конец, не упрется в упругую втулку конуса. Через последнюю при подтягивании дирижабля напряжение троса передается конусу и осевой трубе. Выбирание главного причального троса обратно на барабан лебедки (при старте) возможно благодаря вытягивающему тросу, присоединенному шарнирно к стопору. Этот трос выбран меньшего диаметра, так как основных нагрузок он не несет и должен только выдерживать вес главного троса в начале выбирания последнего на дирижабль.
Каждый из боковых причальных тросов 7 спускается с барабана лебедки и выходит наружу через направляющий жолоб 8 и люк в нижней панели внешнего покрытия. Натяжения, возникающие в этом тросе при подтягивании дирижабля, передаются на трубу носового причала через короткий вспомогательный трос того же диаметра. Этот трос крепится снаружи дирижабля к специально предусмотренному ушку на хомуте осевой трубы в расстоянии 300 мм от точки подвеса конуса. Свободный конец его снабжен карабином с отверстием, через которое скользит при спуске боковой причальный трос. Когда последний опустился на всю длину, стопор, насаженный на его конце, упирается в выточку карабина вспомогательного троса. Таким образом при подтягивании дирижабля натяжение бокового причального троса передается через стопор и карабин вспомогательному тросу, а затем и осевой трубе.
Выбирание бокового причального троса на дирижабль производится также, как и главного. Для этой цели к стопору его прикреплен вытягивающий трос, закрепленный на барабане лебедки. Этот трос выпускается со слабиной и таким образом он не несет нагрузки при работе бокового троса.
Носовой причал (фиг. 145) состоит из осевой трубы 7 и причального конуса 2. Осевая труба расположена, как показывает само название, по оси дирижабля. Ее назначение - воспринимать нагрузки, возникающие при маневре причаливания и во время стоянки дирижабля на мачте, и передавать их каркасу. Общая длина трубы около 2060 мм, наружный диаметр 168 мм и толщина стенок 11 мм. Опорами осевой трубы служат корпуса с подшипниками, расположенными на расстоянии 1220 мм друг от друга. Передний корпус 3 укреплен к пятнадцати трубчатым стрингерам и составляет вместе с ними носовой купол. Наружный диаметр трубы в этом месте увеличивается до 190,5 мм. По середине корпуса установлен роликовый опорный подшипник, а по обеим сторонам упорные шарикоподшипники. Гнезда для подшипников выточены по сферическим поверхностям, что устраняет заклинивание подшипников от изгибающих нагрузок *. Задний корпус 4 расчален при помощи расчалок к узлам каркаса.
Подшипники обеспечивают свободу вращения дирижабля вокруг его оси.
Консольно на расстоянии 700 мм от переднего корпуса к трубе горизонтальным поперечным штырем крепится причальный конус 2. Такое крепление дает свободу перемещения в вертикальной плоскости при стоянке дирижабля на мачте.
Габаритные размеры конуса - высота 775 мм при наибольшем диаметре 450 мм. Он составлен из трех основных частей; нижняя часть имеет конусность, соответствующую воронке мачты. При входе конуса в воронку пружинные зажимы (собачки), расположенные на воронке, входят в кольцевую выточку нижней части конуса и закрепляют его. Для смягчения возможного удара в момент входа в нижней части конуса предусмотрены деревянные вкладыши. По оси конуса на резьбе устанавливается центральная трубка, направляющая трос. Она заканчивается фланцем, в который вставлена упругая втулка на шарикоподшипниках. В последнюю упирается стопор причального троса при подтягивании дирижабля.
* Отрыв американского дирижабля ZRS-1 от причальной мачты в январе 1924 г. был вызван главным образом заклиниванием осевой трубы в подшипниках; дирижабль лишился свободы перемещений вокруг оси, и под действием большой крутящей нагрузки произошел отрыв стрингеров от носового купола.
Т34
Фиг. 145. Носовой причал дирижабля R-101
1 - осевая труба, 2 - причальный конус, 3 - передний корпус, 4 - задний корпус.
Средняя часть имеет обратную конусность, изготовлена из листового материала с отверстиями для облегчения и прикреплена к нижней при помощи заклепок. Верхняя часть также при помощи заклепок присоединена к средней. Она имеет вилку для крепления к осевой трубе.
Фиг. 146. Измеритель нагрузок трубы носового причала дирижабля R-101 1 - плунжер, 2 - катушки, з - корпус.
Измерение усилий, возникающих в осевой трубе при причаливании и стоянке дирижабля на мачте, производится специальными приборами. При этом используется то основное положение, что в известных пределах для материалов, следующих закону Гука, имеет место линейная зависимость между действующими силами и деформациями. Таким образом прибор измеряет прогибы трубы, а указатель его тарирован и показывает действующие нагрузки. Носовой причал дирижабля R-101 снабжен двумя приборами такого типа, смонтированными на вспомогательной трубе, ось которой совпадает с осью трубы носового причала (фиг. 145). Один из этих приборов измеряет прогибы в горизонтальной плоскости, а другой в вертикальной. Показания их передаются в рубку управления. Кроме этих приборов здесь же смонтирован измеритель вертикальных нагрузок, показания которого более грубые и их можно читать по циферблату на месте.
На фиг. 146 изображена конструкция одного из измерителей напряжений. Принцип устройства прибора заключается в том, что температура и поэтому
136
электрическое сопротивление открытой спиральной проволочной катушки, по которой проходит нагревательный ток, увеличивается, если катушка сжимается, и расстояние между витками уменьшается, и наоборот.
Измеритель состоит из четырех таких катушек, свитых из платиновой проволоки. Катушки соединены так, что образуют плечи мостика Уитсона, через который проходит постоянный ток от батареи сухих элементов напряжением в 6 V, включаемой по надобности. Мостик находится в равновесии до тех пор, пока сопротивления каждого плеча одинаковы. При изменившемся прогибе трубы носового причала плунжер 7 передвигается и заставляет сжиматься или растягиваться катушку.
Механическое устройство прибора таково, что катушки 2 в двух противоположных плечах мостика сжимаются, а две другие катушки растягиваются. Сопротивление двух сжатых плеч увеличится, а растянутых - уменьшится, вследствие чего нарушится равновесие мостика и ток потечет в гальванометр, присоединенный параллельно и установленный в рубке управления.
1745
Фиг. J47. Носовой причал дирижабля LZ-127.
Величина тока пропорциональна разности сопротивления противоположных пар плеч, а эта последняя в свою очередь пропорциональна сжатию и растяжению катушек, происходящим от движения плунжера. Таким образом по величине тока можно определить нагрузки на осевую трубу носового причала.
Катушки вместе с механизмом для сжатия и растяжения смонтированы на металлическом корпусе, который ввинчивается в коробку, имеющую форму чашки. Коробка имеет в нижнем конце винтовую втулку, которой она ввинчивается в наружную трубу. Для этой цели служит вилкообразный ключ, вставляемый в специально предусмотренные отверстия дна.
Плунжер 7, нижний конец которого соприкасается с причальной трубой, проходит сквозь ввинченную втулку и движения его передаются через короткий стержень системе двух уменьшающих перемещения рычагов. Наружные концы рычагов прикреплены к стойкам, отлитым вместе с корпусом 3, и удерживаются на месте двумя натяжными пружинами. Через верхнюю втулку корпуса пропущено четыре провода: два из них проводят нагревательный ток, а два другие отводят ток к индикатору, расположенному в рубке управления. Индикатор представляет собой гальванометр с двумя шкалами, градуированными так, что на них показывается нагрузка в тоннах. Когда прибор находится в действии, горизонтальные силы указываются на верхней шкале; для определения верти-
137
Шарнир ГуАа
Вид по А
кальных нагрузок нужно опустить кнопку выключателя. Если желательно иметь непрерывно показания вертикальных сил, нажимная кнопка удерживается специальным захватом.
Для проверки постоянства тока индикатор снабжен миллиамперметром. Изменение напряжения батареи может быть компенсировано введением добавочного сопротивления при помощи реостата.
На фиг. 147 схематически изображен носовой причал дирижабля LZ-127. Осевая труба установлена на двух опорах. В качестве последних применены шарикоподшипники, укрепленные в корпусах. Корпусы крепятся в свою очередь к балочкам носовой части дирижабля. Общая длина трубы 1745 мм, длина консольной части 455 мм. К консольной части шарнирно укреплен причальный конус. Его высота 730 мм и наибольший наружный диаметр 440 мм. Выполнен он из электронного литья, что дает некоторую экономию в весе.
На дирижабле LZ-129также применялся носовой причал, состоящий из осевой трубы и конуса (фиг. 148). В отличие от описанного выше носового причального вращался вместе с трубой
ВЬпляАной
трос \ /
лричалйнЬ/и трос
Фиг. 148. Причальный конус дирижабля LZ-129.
устройства дирижабля R-101, конус которого
вокруг продольной оси дирижабля, здесь труба жестко закреплена к корпусу. Свобода перемещений конуса обеспечивается шарниром Гука. Конус литой из легкого сплава. Главный причальный трос проходит в боковое окно конуса и через катушку в нижнее осевое отверстие.
При выпущенном доотказа причальном тросе грушеобразный стопор, имеющийся на его конце, упирается в нижнюю чашку конуса. Для выбирания причального троса на дирижабль к другой стороне стопора прикреплен вытяжной трос.
4. МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ ВВОД И ВЫВОД ДИРИЖАБЛЯ ИЗ ЭЛЛИНГА
Ввод и вывод из эллинга дирижабля большого объема является наиболее ответственным и трудным маневром. Большие поверхности, подверженные действию ветра, требуют для безопасности выполнения маневра надлежащего оборудования и большого состава стартовой команды. Стремление к сокращению численного состава команды и возможности проведения маневра при сравнительно неблагоприятных метеорологических условиях и к увеличению, следовательно, эксплоатационных возможностей (вылет в любое время) привели к механизации этого маневра.
Существует много различных систем механизированного ввода и вывода. В ранних системах применялись тележки на рельсовом ходу, к которым при вводе и выводе при помощи тросов крепился дирижабль. Однако вывод дирижабля при помощи тележек показал, что трудно дистигнуть одинаковой скорости передвижения тележек, а это вызывает неравномерное натяжение и перенапряжения отдельных тросов. Описанная система ввода дирижабля в эллинг применялась в Германии. В эллинге вдоль каждой из его сторон проложены рельсовые пути. Они состоят из железных швеллеров, укрепленных на железобетонном основании и служащих для направления боковых тележек. Пути выходят наружу эллинга и протянуты на длину 550 м. По оси эллинга проложены рельсовые пути с шириной колеи в 6 м, служащие для передвижки причальной мачты и кормовой тележки.
13S
Причальная мачта телескопического типа. Телескоп позволяет изменять высоту в пределах от 16,4 до 21,5 м. Верхушки мачты и кормовая тележка снабжены гидравлическими измерительными приборами, позволяющими определять степень статического равновесия дирижабля. Эти показания передаются электрическим путем в рубку управления.
Перед воротами эллинга на летном поле устроен разворотный круг, представляющий собой круговой рельсовый путь. Выведенная в центр круга причальная мачта закрепляется, и дирижабль разворачивается по ветру. Кормовая тележка перемещается по круговому пути. Ширина колеи кругового пути 1435 мм.
В американской практике эксплоатации дирижаблей применялась система с кормовой балкой (система Больстера), при которой боковые тележки отсутствуют. Эта система включает в себя передвижную низкую причальную мачту и кормовую балку, находящуюся под стабилизатором и к нему закрепленную. Такая система позволяет значительно сократить наземную команду и упростить маневр.
5. ПОСАДКА ДИРИЖАБЛЯ НА ВОДНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ
Необходимость посадки дирижабля на воду может быть вызвана следующими обстоятельствами: пересадкой пассажиров[на водные корабли, разгрузкой и нагрузкой грузов, снабжением дирижабля эксплоатационными материалами (горючее, балласт и пр.).
К яЬорю
В гондолу
Фиг. 149. Водяной мешок. Фиг. 150. Схема выбирания водяного якоря;
Различают посадку дирижабля двух видов: статическую и динамическую.
Посадка статическая производится путем выпуска части газа, благодаря чему дирижабль теряет часть подъемной силы и вследствие утяжеления опускается. Недостатком этого способа является вынужденная потеря газа.
Посадка динамическая производится следующим образом. На некоторой высоте дирижабль уравновешивается. Имея поступательную скорость, достаточную для возможности применения рулей высоты, дирижабль снижается и производит посадку. За счет избытка подъемной силы, полученной в результате расхода части горючего и снижения с полетной на посадочную высоту, дирижабль может принять на борт добавочный груз.
Основная трудность выполнения динамической посадки заключается в соблюдении посадочной скорости, величина которой зависит от скорости встречного ветра. Таким образом при штиле и большой свободной подъемной силе динамическая посадка крайне затруднена. Отсутствие ветра не дает возможности использовать динамическое действие рулей, большая свободная подъемная сила мешает дирижаблю спуститься с полетной на посадочную высоту без травления газа.
При посадке на воду для причаливания используется устройство, состоящее из полотняного мешка (соответствующей формы и объема), спускаемого при помощи лебедки с дирижабля на воду. Спускаемый с дирижабля мешок (фиг. 149)
139
заполняется водой, уравновешивая своим весом вертикальные перемещения; в то же время, перемещаясь, он поглощает своим сопротивлением поступательную скорость дирижабля. Когда мешок наполнен водой, мотор выключается, и посредством лебедки дирижабль подтягивается к водной поверхности. Приводя в движение воздушный винт мотора, дирижабль может перемещаться по воде с погруженным мешком со скоростью примерно 30 км/час.
Опыты причаливания дирижаблей к водной поверхности были проведены итальянским дирижаблем N-1 при подготовке его к арктическому полету. К шпангоуту дирижабля укреплялся на тросе длиной 70 м мешок из прочной прорезиненной материи емкостью 1000 л и весом около 10 кг. Трос от мешка перекидывался через блок и протягивался к лебедке, находящейся в киле над рубкой управления. На барабан лебедки трос наматывался двумя-тремя витками и таким образом производилось его выбирание.
Подтягивание дирижабля к водной поверхности производилось при помощи ручной лебедки. Свободный конец троса спускался в главную гондолу. Из схемы фиг. 150 видно, что при помощи бесконечной цепи барабан лебедки приводится во вращение и набираемый на него трос вытягивается за свободный конец.
Маневр причаливания дирижабля на воде производится следующим образом. С высоты примерно 70 м мешок с тросом, свернутым в бут, сбрасывается на воду и заполняется. После заполнения мешка водой производится медленное выбирание троса на дирижабль, и последний подтягивается к водной поверхности. Сбрасывание мешка можно заменить медленным его опусканием в воду; в этом случае моток троса находится в главной гондоле.
Для посадки на воду гондолы дирижабля должны быть оборудованы специальными поплавками. Поплавки представляют собой мешки удобообтекаемой формы из прорезиненной материи, укрепленные в дюралевом гнезде под гондолой дирижабля. Перед посадкой на воду мешки надуваются воздухом. На дирижаблях, предназначенных для полетов надводными пространствами, иногда специальных поплавков не устраивают, а так конструируют посадочные амортизаторы, что они могут выполнять роль поплавков.
ГЛАВА VI ОБОРУДОВАНИЕ ГОНДОЛ УПРАВЛЕНИЯ
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ВНУТРЕННЕЕ УСТРОЙСТВО ГОНДОЛ
Гондолы дирижабля служат для размещения экипажа, пассажиров и грузов, для установки моторов, механизмов управления и пр.
В зависимости от типа и назначения дирижабля число гондол, их размеры и внутреннее устройство весьма различны.
На дирижаблях мягкого типа, как правило, устраивается одна гондола и в ней сосредоточены все грузы, которые несет дирижабль. Она служит для размещения всего экипажа, пассажиров, оборудования и приборов для управления, балласта, баков с горючим и смазочным, грузов и снаряжения. Моторы на дирижаблях мягкого типа крепятся к конструктивным элементам гондолы. На двухмоторных дирижаблях они располагаются симметрично с обеих сторон гондолы, ближе к ее кормовой части, а на одномоторных - в самой корме гондолы. Баки с горючим и смазочным устанавливаются на полу или вдоль бортов гондолы, а иногда и над нею. В случае применения водяного балласта баки с последним закрепляются на полу, при песочном балласте мешки с песком укладываются просто на пол, на свободное место.
Внутренняя планировка гондолы во многом зависит от назначения дирижабля. Передняя часть, как правило, отводится под рубку управления. Здесь помещается экипаж дирижабля, механизмы управления и необходимые приборы.
На пассажирском дирижабле за рубкой управления размещаются места пассажиров, а за ними в кормовой части гондолы моторное отде-
140
ление с соответствующим оборудованием для управления моторами и приборами, для контроля за их работой.
На учебных дирижаблях пассажирское помещение отсутствует и тогда моторное отделение примыкает непосредственно к рубке управления. При малых размерах гондолы специального моторного помещения не предусматривается; контрольные приборы и механизмы управления моторами располагаются в общем помещении рубки на специально отведенном месте.
На дирижаблях полужесткого типа с одним или двумя моторами распланировка гондолы ничем существенно не отличается от описанных выше. При большем числе моторов последние в целях лучшего разнесения нагрузок по корпусу оболочки выделяются и располагаются в специальных моторных гондолах. Это дает дает больше удобств для работы экипажа, расположенного в главной гондоле, и улучшает условия пребывания на дирижабле пассажиров, так как уменьшается шум от работающих моторов. Также в более выгодных условиях благодаря уменьшению вибраций оказываются различные аэроавиационные приборы и радиоаппаратура, устанавливаемая в рубке управления.
На дирижаблях жесткого типа, -как правило, существуют главная гондола и моторные гондолы. В главной гондоле размещается часть экипажа, несущая вахту и осуществляющая управление дирижаблем, а также и всевозможное оборудование, служащее этим целям. Если дирижабль имеет транспортное назначение, здесь же предусматриваются пассажирские помещения.
Число моторных гондол на дирижабле обычно соответствует числу моторов. В каждой из них предусматривается свободное от мотора место для бортмеханика, соответствующих приборов и механизмов управления мотором.
На больших дирижаблях жесткого типа, имеющих транспортное назначение, пассажирские помещения выносятся в корпус дирижабля, в результате чего является возможность сократить размеры главной гондолы. В таких случаях она является собственно гондолой управления.
При размещении гондолы управления необходимо, помимо центровки дирижабля, добиваться осуществления хороших условий обзора из гондолы управления во все стороны.
На дирижаблях мягкого типа преимущества в смысле обзора дает подвесная гондола на тросах. На дирижаблях полужесткого типа при наличии жесткой килевой фермы применение подвесной на тросах гондолы уже невыгодно, поэтому к выбору ее месторасположения для выполнения требований хорошего обзора необходимо подходить с большей тщательностью. Для дирижаблей жесткого типа типичной гондолой является гондола, присоединенная в узлах вплотную к каркасу корпуса. Для получения хорошего обзора рекомендуется располагать гондолу от носа дирижабля, примерно, на расстоянии, равном 15% длины дирижабля.
Задачи, стоящие перед конструктором при проектировании гондолы, сводятся к определению типа гондолы, выбору ее формы, силовой схемы, основных конструктивных элементов, строительных материалов, к размещению оборудования и внутренней планировке. Однако освещение всех этих вопросов не входит в рамки настоящей книги, так как они излагаются в специальных курсах. Задачей этой главы является разрешение вопросов внутренней планировки рубки управления, расположения рабочих мест экипажа, выбора места и размещения оборудования и приборов.
2. ПЛАНИРОВКА И ОБОРУДОВАНИЕ РАБОЧИХ МЕСТ ЭКИПАЖА В РУБКЕ
УПРАВЛЕНИЯ
Основными вопросами, которые должен разрешить проектировщик при планировке рубки управления, являются: а) расположение рабочих мест, б) общая компановка оборудования рубки, в) оборудование отдельных рабочих мест.
При расположении рабочих мест необходимо стремиться к созданию максимальных удобств для летно-подъемного состава, учитывая характер работы каждого члена экипажа и в то же время не забывая об обеспечении связи в работе между всеми членами экипажа дирижабля.
747
Как было указано выше, в рубке управления помещается часть экипажа, управляющая полетом дирижабля.
В зависимости от назначения и размеров дирижабля штатное расписание (состав) экипажа может меняться, и это существенно отражается на общей планировке рубки управления. Так, например, на дирижаблях малого объема пилотирование могут осуществлять два человека: пилот и механик. С увеличением объема дирижабля и с расширением области его применения значительно осложняется управление им, а следовательно, малый экипаж не может уже справляться с задачами пилотирования, вследствие чего численный состав его возрастает. Так, на больших дирижаблях, предназначенных для длительных рейсов, в состав экипажа входят: командир дирижабля, его помощник (вахтенный начальник), штурман, штурвальный направления, штурвальный высоты, метеоролог (синоптип), радист, бортмеханик и др.
Командир дирижабля стоит во главе экипажа и отвечает за дирижабль во всех отношениях. На больших дирижаблях он обычно не несет отдельных функций, а руководит в целом работой всего экипажа. На небольших дирижаблях командир иногда может, кроме того, выполнять отдельные функции, например функции штурмана. При наиболее ответственных маневрах, например при посадке дирижабля, командир может лично управлять балластом, газом, посадочными средствами (сбрасывание гайдропа).
В процессе подготовки полета командир дирижабля совместно со штурманом составляет полетный график и устанавливает режим полета (скоростной и высотный). В полете командир руководит работой всего экипажа.
Рабочее место командира должно быть помещено таким образом, чтобы было обеспечено личное общение с членами экипажа, находящимися в рубке управления, чтобы ему можно было пользоваться приборами, размещенными на различных приборных досках. Для связи командира с моторными гондолами у его рабочего места устанавливается машинный телеграф. Телефоном обеспечивается связь с различными служебными помещениями дирижабля. Окна у его места делаются открывающимися, что позволяет высовываться и наблюдать за носовой и кормовой частью дирижабля.
Штурман па дирижабле персонально отвечает за выполнение задач аэронавигации, под которой подразумевается искусство вождения дирижабля в любых условиях ориентировки и пилотирования - точно к назначенному пункту и при этом самым кратчайшим путем.
В период подготовки к полету штурман обеспечивает полет по заданному направлению с учетом метеорологических условий. Прежде всего должен быть разработан маршрут и определена целесообразность методов ориентировки.
Выбираются земные ориентиры: реки, озера, города, горы и т. п., но земными ориентирами можно пользоваться только в условиях видимости земли. Если какой-либо участок маршрута надо будет проходить при низкой сплошной облачности, наличие земных ориентиров ничего не даст.
При отсутствии земных ориентиров приходится прибегать к астрономической навигации, и в этих случаях днем ориентиром служит солнце, а ночью - луна и звезды.
В полете штурман, пользуясь картами, компасом и земными ориентирами, неотступно контролирует выполнение намеченного маршрута. Периодически им определяется с достаточной точностью местонахождение дирижабля и вводится поправка в курс.
Для аэронавигационных определений (местонахождение дирижабля) необходимо бывает знать воздушную скорость и направление полета в каждый данный момент. Скорость определяется штурманом по указателю скорости, а направление по магнитномукомпасу. Эти приборы устанавливаются на штурманском столике. Так как действующий ветер может отклонять дирижабль от курса, увеличивать или уменьшать скорость его относительно земли, то необходимо при нанесении курса на карту вводить поправку на ветер.
Определение направления и скорости ветра иногда довольно сложно. Если полет проходит в условиях видимости земли, то скорость и направление ветра
142
могут быть определены путем визирования на какую-либо определенную точку на поверхности земли. Определив направление и скорость дирижабля по отношению к этой точке при помощи несложных вычислений, штурман получает необходимые сведения.
В полете над открытым морем визирную точку можно создать искусственно, сбрасывая аэронавигационную (дымовую или светящуюся) бомбу. Определение углов производится штурманом при помощи навигационных инструментов: бортовым или навигационным оптическим визиром. Бортов ы и визир располагается у рабочего места штурмана за окном. Навигационный оптический визир помещается недалеко от места штурмана, так, чтобы его установка допускала обзор с наименьшими "мертвыми" конусами.
В условиях полета вне видимости земли, когда определение скорости и направления ветра совершенно невозможно, для определения местонахождения дирижабля приходится прибегать к астрономическому определению или радиопеленгованию.
Астрономическое определение места производят секстантом или октантом, прибегая к помощи астрономических таблиц и звездных карт.
На дирижаблях, имеющих небольшую автономию (8-10 летных часов), в составе экипажа нет штурмана, так как задачи аэронавигации здесь узки и с ними (наряду с пилотированием) может справляться командир дирижабля.
На дирижаблях со средним радиусом действия в штатном расписании экипажа предусматривается штурман.
Когда полезная подъемная сила дирижабля ограничена, штурман может выполнять также функции бортрадиста, тем более что современные методы аэронавигации тесно связаны с радио (радиопеленгование, метеосводки по радио-и т. п.).
На жестких дирижаблях, совершающих длительные рейсы, задачи аэронавигации чрезвычайно расширяются, поэтому штурман занят своими прямыми обязанностями, а иногда имеет даже помощника. Условия работы штурмана в полете требуют личного общения и непосредственной близости к командиру дирижабля и к штурвальным. Для непрерывности ориентировки необходимо обеспечить ему визуальный обзор передней полусферы с рабочего места, а также инструментальный обзор (визир Герца, бортовый визир) нижней полусферы по возможности на 360°.
Кроме того, для астрономической ориентировки необходимо обеспечить обзор верхней полусферы. Его можно производить через открытые окна гондолы с правого и левого борта, и иногда для этого нужно подняться по шахте на хребет оболочки.
Рабочее место штурмана располагается обычно с правого и левого борта гондолы за местом штурвального направления. У окон устанавливается небольшой стол - размеров, достаточных, чтобы производить прокладку курса по карте. Здесь же на столике или рядом на конструктивных элементах гондолы расположена приборная доска штурмана.
На приборной доске штурмана монтируются: высотомер, указатель скорости и часы с секундомером. Непосредственно на столе устанавливается магнитный компас (главный). Возле стола, если он без ящиков, подвешивается сумка для карт, таблиц, графиков и навигационных счетных приборов.
На оконной раме устанавливаются подставки для бортового визира. Место установки оптического визира (Герц) выбирается обычно с таким расчетом, чтобы обеспечить хороший обзор нижней полусферы с допустимыми (не больше 7-10°) мертвыми углами, получающимися, например, при наличии пуфа у гондолы.
Штурвальный направления располагается, как правило, в передней части рубки. Здесь можно обеспечить необходимый обзор передней полусферы и обзор вниз при посадке. Для воздействия на рули направления служит штурвал, приводящий в движение передаточную цепь и тросовые тяги, протянутые тем или иным способом к двум плоскостям рулей направления.
Штурвальный, получая указания от штурмана или командира дирижабля, должен следить за направлением полета дирижабля и выдерживать заданный
143
курс, для чего он пользуется магнитным компасом или р е п и.т е-р о м гироскопического компаса и указателем поворота. Эти приборы устанавливаются либо на подоконном стрингере, либо на небольшом столе штурвального.
Штурвальный высоты обычно располагается у боковой стенки гондолы с левого или правого борта. На дирижаблях итальянских, английских и американских штурвальный помещается с правого борта, а на дирижаблях советских и германских с левого борта. Как первое, так и второе расположение дает возможность штурвальному самому ощущать всякое изменение диферента дирижабля. Перед штурвальным помещается штурвал, приводящий в движение рули высоты. Штурвальный получает от командира дирижабля общие указания о высоте полета и отвечает за сохранение дирижаблем этой высоты.
Для наблюдения за высотой полета штурвальному служит высотомер (альтиметр), устанавливаемый здесь же на приборной доске. Изменение высоты в продолжение всего полета можно проследить по высотограмме, которая автоматически вычерчивается высотописцем. Указанные два прибора для измерения высоты, устроенные на принципе измерения давлений, показывают не истинную высоту над пролетаемой местностью. Поэтому показания их приходится периодически дополнять промером действительной высоты. Современным решением этого вопроса является применение эхо-лота, который с достаточной точностью определяет действительную высоту.
Подъемная сила дирижабля, а следовательно и высота полета, зависит от состояния атмосферы и газа. Следовательно, штурвальный высоты должен также наблюдать за температурой воздуха и подъемного газа. Для этой цели снаружи гондолы за окном установлен воздушный термометр, ана приборной доске телетермометры, указывающие температуру газа в каждом газовом отсеке.
Когда дирижабль начинает менять высоту полета, штурвальный должен знать, с какой скоростью происходит подъем или спуск; это определяется по вариометру.
Штурвальный также должен знать, когда газовые баллоны выполнены, т. е., когда, следовательно, при дальнейшем подъеме дирижабля заработают автоматические газовые клапаны и начнется выпуск газа. Для этого служат указатели давления газа. Затем он следит за положением продольной оси (диферентом) дирижабля. Для выпуска водяного балласта перед штурвальным установлен механизм управления балластными баками. Кроме того, иногда, например при посадке облегченного дирижабля, штурвальный высоты должен выпускать газ, открывая на определенное время управляемые газовые клапаны. У рабочего места штурвального высоты располагается для этих целей механизм управления газом. Для учета времени открытия газовых клапанов штурвальному необходим секундомер.
Бортмеханик на дирижаблях мягкого типа может помещаться, как было сказано выше, в рубке управления. Его рабочее место располагается в непосредственной близости от моторной установки. Здесь, на приборной доске, распределяются различные приборы для контроля: а) температуры охлаждающей системы и системы маслопитания, в) давления горючего и масла, г) определения количества израсходованного горючего, д) измерения числа оборотов вала мотора и т. п.
Все оборудование рубки управления, расположенное у различных рабочих мест экипажа, в зависимости от его назначения можно объединить в четыре следующие группы: 1) пилотажное, 2) аэронавигационное, 3) вспомогательное, 4) специальное.
Пилотажное оборудование дает возможность осуществлять статическое и динамическое управление дирижаблем и наблюдать за состоянием его отдельных систем непосредственно с рабочих мест, расположенных в рубке управления.
К пилотажному оборудованию относятся всевозможные механизмы и приборы. Механизмы позволяют осуществлять управление отдельными системами ди-
.744
рижабля: а) балластом, б) газовыми и воздушными клапанами, в) сбрасыванием гайдропа, г) рулями направления и высоты.
Для контроля состояния дирижабля существуют приборы; к числу таковых относятся: 1) указатели газового и воздушного давления, 2) указатели температуры газа в отсеках (баллонах), 3) указатели степени выполнения газа, 4) указатели уровня балласта и т. п.
Аэронавигационное оборудование имеет своим назначением обеспечить процесс полета дирижабля. Оно состоит из различных точных приборов, показания которых позволяют определить и учесть положение дирижабля относительно стран горизонта, скорость относительно земли, высоту полета, время и т. п.
Вспомогательное оборудование создает удобства в работе экипажа. К числу устройств вспомогательного оборудования рубок управления относятся: всевозможная мебель, приборы связи, осветительные приборы, приборы личного обслуживания экипажа. При выборе вспомогательного оборудования нет каких-либо установленных правил, и в каждом отдельном случае подходят различно. Основное требование - это создание максимальных удобств при минимальном весе устройств вспомогательного оборудования.
На дирижаблях малой кубатуры экипаж составляют 2-3 чел., непрерывно и бессменно занятых пилотажем дирижабля; для них необходимо предусматривать удобные сидения. "Сидения делаются иногда откидывающимися, что дает возможность изменить положение, т. е. работать стоя. Набольших дирижаблях жесткого типа (германских, английских), где принята работа по вахтам, штурвальные не обеспечиваются сидениями и вахту несут стоя.
Как правило, наибольшие удобства в работе предоставляются штурману. В рубке управления для штурмана устанавливается стол и удобное сиденье. На столе можно разложить карты, навигационные счетные приборы и инструменты, а в ящиках стола можно хранить различные справочники и таблицы, запасные карты и пр.
Для хранения съемного и запасного навигационного оборудования, применение которого бывает необходимо только периодически, предусматривается шкаф или специальный ящик.
Чрезвычайно важно на дирижаблях обеспечить связь не только с землей, что выполнимо при помощи устанавливаемой радиотелефонной и радиотелеграфной аппаратуры, но также и внутреннюю связь между отдельными помещениями дирижабля. Особенно необходима установка приборов связи в гондолах больших дирижаблей жесткого типа, где большие расстояния между гондолой и отдельными служебными помещениями не позволяют осуществлять в полной мере непосредственного общения членов экипажа между собою. Средствами внутренней связи, применяемыми на дирижаблях, служат акустические и другие приборы (машинный телеграф, пневматическая почта).
При полете в ночное время необходимо сделать возможным производство работы в рубке управления. Для этих целей предусматривается осветительная аппаратура: плафоны общего освещения, лампочки, освещающие отдельные рабочие места экипажа и даже отдельные приборы на приборных досках. Для освещения земной поверхности применяются прожекторы и ракетные устройства. Специальное оборудование рубок управления бывает весьма разнообразно и зависит главным образом от назначения дирижабля или тех задач, которые поставлены для данного полета. К числу специального оборудования относятся приборы стрелкового и бомбардировочного вооружения военного дирижабля, специальные приборы для производства аэрофотосъемок, приборы для научно-исследовательских целей (измерители плотности воздуха, шары-пилоты, зонды, гравитационные приборы и пр.).
3. ПЛАНИРОВКАМ ОБОРУДОВАНИЕ РУБОК УПРАВЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ДИРИЖАБЛЕЙ
При постройке различных воздушных дирижаблей требования, предъявляемые к планировке и размещению оборудования в рубках управления, неодинаковы.
Лосик - 940-10 1^5
Планировка и оборудование рубок управления производятся в зависимости от назначения дирижабля, от числа рабочих мест в рубке и от количества и габаритов различных предметов оборудования рубки. Эксплоатационная практика дает большое количество примеров различной планировки и размещения оборудования в гондоле дирижаблей.
Удачно разрешены вопросы планировки и размещения оборудования на современных американских дирижаблях мягкого типа (Enterprise и др.). Небольшие размеры дирижабля, хорошая управляемость позволяют иметь экипаж, состоящий из пилота и механика.
В передней части гондолы (фиг. 151) сосредоточены органы управления всеми видами оборудования дирижабля, а также все аэронавигационные и другие приборы. Здесь установлены два сидения: справа для пилота, а слева - для механика.
Фиг. 151. Внутреннее устройство рубки управления американского дирижабля "Enterprise".
Пилот управляет рулями направления при помощи штурвала, установленного перед ним. Штурвал высоты расположен в продольном направлении между обоими сиденьями. Управление моторами находится рядом с местом механика по его левую руку, на борту гондолы. Механик может управлять не только моторами, но и рулями направления при помощи ножных педалей, а также рулями высоты при помощи штурвала.
Перед местами пилота и механика во всю ширину передней части гондолы установлена приборная доска.
Приборная доска делится на четыре части. Слева помещаются различные выключатели электрооборудования, за ними расположена группа пилотажно-аэронавигационных приборов (вариометр, указатели поворота, уклономер, высотомер и т. п.). Еще правее на доске установлена радиоаппаратура и, наконец, на правой крайней части приборной доски размещается группа контрольных моторных приборов. Над окном слева установлены рычаги управления воздушными и газовыми клапанами, а также воздухоулавливателем.
Достоинство описанного размещения оборудования заключается в том, что пилот на время может оставлять управление, поручая его механику, и наоборот.
746
Рубка управления дирижабля N-1 (фиг. 152) имеет полезную площадь 4,5 л2, что при команде в пять человек составляет по 0,9 л2 на одного члена экипажа.
Штурвал высоты 2 расположен с правого борта гондолы. Над ним сосредоточены тросы управления балластом 4 и воздушными клапанами 5. На уровне штурвала, справа от него, установлены рычаги с секторами, служащие для управления газовыми клапанами 6. Слева от штурвала высоты расположен небольшой штурвал 3 для управления носовым улавливателем.
В передней части рубки установлен штурвал направления /; ось его отстоит от пола гондолы jm 0,9 м. Здесь же на подоконном стрингере расположены приборы курса. С левой стороны рубки на шпангоуте монтирован машинный телеграф 7, служащий для передачи приказаний в три моторных гондолы дирижабля. Над шпангоутом, в киле, установлена лебедка, приводимая в действие вручную при помощи цепи 8, опущенной в гондолу. Лебедка предназначена для подъема грузов, для подтягивания дирижабля при посадке на воду и для подъема гайдропа.
Фиг. 152. Рубка управления дирижабля N-1
1 - штурвал направления, 2 - штурвал высоты, 3 - штурвал управления воздушным носовым клапаном, 4 - управление балластными баками, s - управление воздушными выпускными клапанами, в - рычаги управления газовыми клапанами, 7 - машинный телеграф, S - цепь управления лебедкой, У - штурманский стол.
Для работы штурмана за рабочим местом штурвального высоты установлен стол 9. Такое расположение рабочего места штурмана следует признать неудобным, так как здесь не обеспечена хорошая связь его со штурвальными. Со своего рабочего места он не может считывать показания приборов. Лучшим решением было бы отнести место штурмана на левый борт, ближе к штурвальному направления. Планировка рубки управления итальянского дирижабля N-3 выполнена значительно лучше по сравнению с предшествующими конструкциями (N-1 и N-2). Значительно улучшен обзор передней и боковой полусфер. Все пило-тажно-аэронавигационные приборы находятся на рабочем месте штурвальных. Особенно компактно они размещены на приборной доске штурвального высоты, расположенной на правом борту. Рядом со штурвалом размещены все механизмы и приспособления статического управления (балласт, газ, воздух). Следует отметить удобное размещение рычагов управления газовыми клапанами в попереч-
747
ном, а не продольном направлении, что имело место в рубке итальянского дирижабля N-1.
Штурман и командир дирижабля своих приборов не имеют и пользуются приборами, расположенными у рабочих мест штурвальных.
Левый борт и часть правого освобождены для монтажа приборов стрелково-бомбардировочного вооружения *.
На фиг. 153 представлен внутренний вид рубки управления германского военного дирижабля SL-14. Требования хорошего обзора вперед и вниз заставляют переднюю часть гондолы делать в виде фонаря.
Фиг. 153. Внутренний вид рубки управления военного дирижабля SL-14
(Schiitte-Laru)
1 - управление балластом, 2 - указатели уровня балласта, S - освещение термометра, 4 - электрический газовый термометр, 5 - цепь Галя к рулнм высоты, 6 - барограф, 7 - штурвал рулей высоты, 8 - альтиметр, 9 - освещение штурвала, 10 - уклономер, 11 - штурвальный механизм, 12 - аккумуляторная батарея для бомбосбрасывателя, 13 - распределительная доска, 14 - сумка для карт, IS - машинный телеграф, 16 - штурвал рулей направления, 17 - компас, IS - управление бомбосбрасывателями, 11 - часы, 20 - тяга выпуска якорей, 21 - лампа, 22 - управление клапанами, 23 - предохранитель бомбосбрасывателя, 24 - телефон, 25 - вариометр, 26 - цепь Га;ш к рулям направления.
В рубке, помимо обычного пилотажного, аэронавигационного и вспомогательного оборудования, предусмотрены приборы специального стрелково-бомбарди-ровочного оборудования. У места штурвального направления на подоконном стрингере установлен прибор для сбрасывания бомб, так называемый бомбосбрасыватель 18. Последний электрофицирован и питается от аккумуляторной батареи 72. Достаточно освободить предохранитель 23 и нажать одну из кнопок, как автоматически освобождается соответствующий бомбодержатель, расположенный в месте подвески бомб. Следует отметить конструкцию машинного телеграфа 75, вышедшую в настоящее время из употребления.
Несколько необычная планировка рубки управления выполнена на английском жестком дирижабле R-34, впервые перелетевшем через северную атлантику (1919 г.).
В рубке (фиг. 154) расположены рабочие места: штурвального направления, штурвального высоты, пилота статического управления, штурмана и командира дирижабля.
* Этот дирижабль был построен в 1926 г. итальянскими специалистами по заказу японского морского министерства.
748
Штурвал рулей высоты расположен с правого борта. Приборы и механизмы статического управления размещены по левому борту гондолы. Такое удаление этих механизмов от штурвального высоты следует признать нерациональным, так как пилот статического управления должен следить за работой штурвального высоты и действовать с ним согласованно.
Командиру приходится отдавать распоряжения как первому, так и второму и считывать показания приборов с обоих мест.
На американском дирижабле ZR-I, в основу конструкции которого был положен германский цеппелин L-49, планировка и оборудование рубки управления мало отличались от рубки германских дирижаблей предшествующего периода.
Более рационально распределены рабочие места и оборудование в рубке управления германского дирижабля LZ-126 (фиг. 155).
Л
Фиг. 154. Рубка управления дирижабля R-34
1 - штурвал направлении, 2 - компас, 3 - часы, 4 - высотомеры, о - уклономеры, 6 - вариометр, 7 - штурвал высоты, ? - стол штурмана, У - стол командира, 10 - парашюты, 11 - моторный телеграф, 12 - пульт управления балластом, 13 - пульт управления газовыми клапанами, 14 - распределительная доска освещения ц телефон.
В носовой части рубки расположен пост штурвального направления. На уровне подоконного стрингера установлен штурвал / для управления рулями направления. Слева от штурвала в прочной алюминиевой коробке установлен главный магнитный компас 2 системы Аншютца. Непосредственно перед штурвалом установлен репитер гироскопического компаса 3. Точность указаний приборов курса доходит до 0,1°. Здесь же расположены: указатель положения руля направления 4 и общий указатель 5.
У левого борта помещается пост штурвального высоты. Штурвал для управления рулями высоты 6 установлен на высоте подоконного стрингера. Перед штурвалом на приборной доске 7 размещены высотомер, два уклономера и секундомер.
Рядом с приборной доской, непосредственно на горизонтальной зашивке подоконного стрингера, установлен указатель газового давления 8 и указатель положения рулей высоты 9.
Над окном и на подкосе монтированы: высотописец 10, динамометр швартового троса 77, вариометр 72, гироскопический уклономер 13, а за окном снаружи - воздушный термометр 14.
14У
Справа, в непосредственной близости от поста штурвального высоты расположены механизмы статического управления и указатели статического состояния дирижабля. Над окном укреплена распределительная доска балласта 75 с костыльковыми тягами для управления, механизм управления газовыми клапанами 76 и указатели дистанционного газового термометра 77. Механизм управления газовыми клапанами устроен таким образом, что допускает выпуск газа как из различных отсеков (при помощи костыльковых тяг), так и из целой группы или из всех баллонов одновременно (от штурвала). Открытие автоматических газовых клапанов сигнализируется акустически и оптически при помощи специальных электрических приборов.
Фиг. 155. Рубка управления дирижабля LZ-126
/ - штурвал направления, 2 - главный магнитный компас, 3 - репитер гироскопического компаса, 4 - указатель положения рулей направления, 5 - указатель положения рулей общий, 6 - штурвал высоты, 7 - приборная доска с высотомером, уклономерами и секундомером, S - указатель газового давления, 9 - указатель положения рулей высоты, 10 - барограф (высотописец), 11 - динамометр швартового троса, 12 - вариометр, 13 - гироскопический уклономер, 14 - воздушный термометр, IS - распределительная доска балласта, 16 - механизм управления газовыми клапанами, 17 - газовый телетермометр, 18 - стол штурмана, IS - механизм сбрасывания гайдропа, 20 - механизм освобождения причального троса, 21 - посадочный прожектор, 22 - выключатель прожектора, 23 - машинные телеграфы. 24 - телефон, 25 - указатель скорости, 26 - телефонный коммутатор, 27 - потолочный плафон, 28 - настольная лампа, 20 - освещение приборной доски, зО - ручная переносная
лампа.
У правого борта установлен стол штурмана IS. Размеры его позволяют удобно располагать карты, таблицы и счетные приборы. На боковой стенке над окном размещены механизмы для освобождения гайдропа 19 и причального троса 20, посадочный прожектор 27, приспособленный для сигнализации по азбуке Морзе, с силой света в 1000 свечей. Выключатель прожектора 22 и ключ Морзе расположены ниже подоконного стрингера, за столом штурмана.
Позади стола штурмана на подкосах гондолы установлены два машинных телеграфа 23 и телефон на пять штепселей 24, служащих для связи с пятью моторными гондолами, а также указатель скорости 25 чашечного типа с приемником (трубка Пито).
750
Для связи с килевым коридором служат несколько штепселей на телефонном коммутаторе 26.
В рубке не предусмотрено специального места для командира дирижабля. Последний обычно во время полета находится с правого борта сзади, за столом штурмана, откуда он может наблюдать за работой каждого члена экипажа и отдавать приказания, пользуясь показаниями приборов, расположенных у отдельных мест.
Рубка имеет общее, местное и рабочее освещение. Из световой арматуры первого типа имеется потолочный плафон 27. К арматуре второго типа принадлежит шарнирная лампа направленного света 28 для освещения стола штурмана. Наконец кз арматуры третьего типа имеется лампа, освещающая приборную доску 29 и ручная, переносная лампа 30.
В отличие от рубок управления дирижаблей предшествующего выпуска на дирижабле LZ-127 размеры гондолы позволяют выделить для навигационных целей отдельное помещение. В передней части гондолы в условиях хорошего обзора помещается рубка управления с пилотажным и аэронавигационным оборудованием(фиг. 156). Непосредственно к рубке примыкает навигационное (штурманское) помещение. Последнее отделено от рубки управления легкой' перегородкой, имеющей два больших открытых окна и дверь.
За навигационным помещением с левого борта расположена радиорубка.
В передней части рубки управления расположен штурвал направления 7. Последний приводится в действие от руки, а также от сервомотора небольшой
мощности. При наиболее ответственных маневрах (при посадке, взлете), а также при сильном ветре применяется исключительно ручное управление, позволяющее быстро реагировать на обстановку полета, меняя положение рулей. Отсоединение сервомотора легко производится при помощи специального зажима. На случай
151
1S
Фиг. 156. Планировка и оборудование гондолы управления дирижабля LZ-127
1 - штурвал направления, 2 - магнитный компас, 3 - указатель положения рулей направления, 4 - репитер гироскопического компаса, 5 - штурвал высоты, 6 - вариометр, 7 - высотомер, * - уклономеры, 9 - статоскоп, 10 - указатель степени наполнения и дистанционные манометры газовых отсеков, 11 - дифе-ренциальный термометр, 12 - сигнальный колокол, 13 - сигнальная лампа, 14 - воздушный термометр, 15 - управление балластом и газом, 16 - машинный телеграф, 17 - сигнальный прибор, IS - переговорная трубка, IS - стол навигатора, 20 - стол командира, 21 - лестница, 22 - машинный телеграф, 23 - переговорная трубка.
повреждения одного из рулей (верхнего или нижнего) предусмотрена возможность отсоединения его.
На подоконном стрингере перед штурвалом направления установлен магнитный компас 2 и указатель положения рулей направления 3. Кроме магнитного компаса есть также репитер гироскопического компаса 4.
Проводка от механизма управления отнесена немного в сторону и, таким образом, она не мешает хорошему обзору. На случай дождя, снега или изморози, когда переднее (ветровое) окно покрывается осадками, для вытирания его предусмотрено механическое приспособление (вытиратель).
У левого борта рубки установлен штурвал высоты 5, устройство которого сходно с описанным выше штурвалом направления. У места штурвального высоты на приборных досках и на конструктивных элементах гондолы монтированы аэронавигационные и пилотажные приборы.
На оконном стрингере, справа от штурвала, монтированы механизмы,управления балластом и газом 75. К последним подведены тросы, идущие от газовых клапанов и балластных мешков.
Во время полета командир находится либо в навигационном помещении, либо у правого борта в рубке. Здесь на оконном стрингере установлены три машинных телеграфа 16, служащих для связи с моторными гондолами.
Непосредственно у машинных телеграфов расположен сигнальный прибор 17', связывающий рубку управления с газовой шахтой и коньком корпуса. Последний представляет собой электрический колокол, приводящийся в действие импульсами электрического тока, посылаемого на клеммы колокола при помощи телеграфного ключа. Этот колокол служит как в качестве позывного сигнала, так и в качестве звукового телеграфа, связывающего дежурного, находящегося внутри корпуса дирижабля, с помещением рубки управления.
Кроме того, связь возможна при помощи переговорной трубки 18.
Навигационное помещение служит для целей аэронавигации и работы командира дирижабля.
По левому борту расположен стол 79, являющийся рабочим местом навигатора дирижабля. Размеры стола позволяют разложить маршрутные карты и различные справочники и навигационные счетные приборы. Здесь же на приборной доске монтированы высотомер, указатель скорости,барограф, термографы воздуха, газа и горючего. На окне установлен навигационный визир и компас. Предусмотрены также специальные кронштейны для установки в случае надобности секстанта или других навигационных инструментов.
По правому борту находится стол 20 командира дирижабля. Через окно в перегородке командир может наблюдать за работой членов экипажа и отдавать нужные распоряжения. Навигационное помещение сообщается через дверь с прочими помещениями гондолы, а при помощи лестницы 27 можно попасть внутрь корпуса дирижабля.
Для связи с радиорубкой, расположенной рядом, служит машинный телеграф 22 и переговорная трубка 23, установленные на смежной перегородке.
Германский дирижабль LZ-129 последующего выпуска имеет гондолу управления, предназначенную исключительно для целей пилотажа и аэронавигации; пассажирские помещения отнесены в корпус дирижабля.
Гондола управления дирижабля LZ-129 (фиг. 157) имеет длину около 9 м при наибольшей ширине в 2,5 м.
Носовая часть гондолы отведена под рубку управления, средняя - под навигационное помещение и кормовая часть - под радиопеленгаторную.
В фонаре гондолы расположена колонка штурвального направления. Она несколько отнесена влево от оси гондолы, что улучшает обзор вперед и вниз.
Механизм управления рулями направления, как и на предшествующем дирижабле, состоит из лебедки с сервомотором и приводится в действие либо вручную от штурвала, либо от мотора. Также возможно автоматическое управление при помощи гироскопического компаса.
152
'Разрез по В-В
-разрез по А -А
Фиг. 157. Планировка гондолы управления дирижабля LZ-129 1 - радиорубка, 2 - навигационное помещение, з - рубка управления.
755
На столике штурвального установлен магнитный компас, репитер гироскопического компаса * с указателем положения рулей и трехстрелочный указатель для"слепой" посадки. Под столом расположены лебедка и электромотор и здесь же рядом распределительный ящик для автоматического управления (от гирокомпаса).
По левому борту установлена колонка штурвального высоты. Механизм управления рулями высоты может приводиться в движение либо вручную, либо от сервомотора. В отличие от ранее описанных рубок управления все приборы, которыми постоянно пользуется штурвальный, удобно распределены на одной приборной доске. Здесь монтированы следующие приборы: альтиметр (высотомер), указатель скорости, вариометр, два уклономера, указатель температуры газа и воздуха и секундомер.
Здесь же у рабочего места штурвального справа вверху помещена распределительная доска балласта. На доске нанесена схема дирижабля и соответствующим образом расположены шесть дистанционных указателей уровня воды в балластных баках (емкость которых 2500 л) и восемь контрольных лампочек балластных "штанов". На доске также монтированы два индикатора дистанционных приборов, измеряющих нагрузки на носовое причальное устройство и на амортизатор гондолы при стоянке дирижабля или при маневре для причала.
Непосредственно под распределительной доской помещен пульт управления, представляющий собой ряд ручек (костыльков), к которым подведены от балластных клапанов тросы управления.
По левой стороне от штурвала высоты, на стене, отделяющей рубку управления от навигационного помещения, установлена распределительная доска газа и механизм управления газовыми клапанами. На доске нанесена схема дирижабля с раз бивкой на отсеки. Контроль за газовым состоянием дирижабля осуществляется при помощи приборов, измеряющих давление и показывающих степень выполнения отдельных газовых баллонов.
Под каждым отсеком схемы дирижабля размещены указатели этих приборов. Когда внизу какого-либо газового баллона появляется избыточное давление в 1 м вод. ст., то на доске под соответствующим отсеком схемы зажигается контрольная лампа.
Над распределительной доской размещен механизм управления газовыми клапанами, допускающий открытие клапанов либо по одному при помощи ручек (костыльков), либо группами при помощи небольшого штурвала. Ручки расположены над соответствующими отсеками схемы, что облегчает управление и устраняет ошибки. Под распределительной доской монтирован секундомер и указатель эхо-лота.
По правому борту рубки управления расположено рабочее место вахтенного помощника командира дирижабля. Для связи с моторными гондолами и помещением корабельного инженера служат машинный телеграф и переговорная трубка.
На приборной доске монтированы указатель скорости и тахометр. Здесь же в некотором расстоянии от окна установлена колонка с визиром.
Навигационное помещение оборудовано рабочим столом с ящиками для карт, справочников, счетных навигационных приборов и т. п. Кроме того, имеется шкаф для хранения навигационных приборов (секстантов, бортовых визиров и т. п.).
На подоконных стрингерах правого и левого борта установлены контрольные магнитные компасы. Сзади установлен оптический визир.
У окна левого борта расположен небольшой стол, на котором монтирован репитер радиокомпаса и трехстрелочный указатель места посадки.
На стене перед столом расположено все оборудование для радиопеленгования и радионавигационная установка. Здесь же в навигационном помещении монтированы главные часы и телефонный коммутатор. .
* Матка гирокомпаса установлена в помещении электроцентрали дирижабля. 154
Радиорубка расположена над гондолой в корпусе дирижабля. Ее оборудование состоит из передатчиков и приемников для радиосвязи и радиопеленгований. Она же служит почтовым помещением. Пневматической почтой она связана с пассажирскими помещениями. Таким образом, вся корреспонденция пассажиров попадает в радиорубку. Радиорубка выполнена звуконепроницаемой и вентилируется.
Рубка управления дирижабля LZ-130 по расположению мест в гондоле и оборудованию немногим отличается от рубки дирижабля LZ-129 предшествующего выпуска.
Гондолы управления американских жестких дирижаблей ZRS-4 и ZRS-5 по своему оборудованию и распределению рабочих мест незначительно отличаются от гондолы германского дирижабля LZ-127.
4. АЭРОНАВИГАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ЕГО РАЗМЕЩЕНИЕ И УСТРОЙСТВО
Аэронавигационное оборудование имеет своим назначением обеспечить в процессе полета дирижабля: 1) выполнение заданного режима полета (по высоте, направлению и скорости), 2) решение различных навигационных задач (расчет маршрута, измерение пройденного пути, определение местонахождения и т. п.), 3) контроль за работой моторов.
В зависимости от назначения и общности выполняемых функций аэронавигационное оборудование объединяется в следующие группы: 1) пилотажно-аэро-навигационные приборы, 2) контрольно-моторные приборы, 3) специально аэронавигационное оборудование и 4) вспомогательное аэронавигационное оборудование.
Приборы первой группы позволяют сохранить устойчивое положение полета, учесть отдельные элементы движения (направление, скорость, высоту) и сохранить их постоянными и равными заданным.
К числу приборов этой большой группы относятся такие приборы, как компас, указатель скорости, высотомер, указатель поворота, уклономер, вариометр, часы, навигационный визир и т. п.
Приборы второй группы позволяют осуществлять контроль за работой винтомоторных установок, учитывать оставшееся количество горючего и выбирать наиболее выгодный режим для полета. Основными контрольно-моторными приборами являются тахометры, аэротермометры воды и масла, манометры горючего и масла, бензиномеры и т. п.
Третья группа - специальное аэронавигационное оборудование. Оно состоит главным образом из приборов для астрономической ориентировки (секстант, октант), счетной аппаратуры, навигационных бомб и др.
К четвертой группе относятся всякого рода приборы и приспособления, облегчающие аэронавигационную службу на корабле. Сюда можно отнести набор штурманского инструмента (ветрочет, счетная навигационная линейка, аэропланшет, масштабная линейка), воздушный термометр, кассетки с графиками девиации различных приборов, карманы и приспособления для хранения всевозможных счетных приборов, карт, справочников.
Общая компановка и размещение аэронавигационного оборудования в рубке управления являются нелегкой задачей. Трудность этой задачи заключается в том, что в условиях сравнительно ограниченного пространства необходимо разместить большое количество приборов; при этом нужно произвести размещение в полном соответствии с расположением рабочих мест экипажа и характером работы каждого из членов экипажа.
Если у конструктора нет достаточной эксплоатационной практики полета, то возможны такие случаи, когда после первого полета летно-подъемный состав требует перестановки приборов. Вот почему еще в процессе проектирования необходимо прислушиваться к мнению летно-подъемного состава.
Правильному расположению и компановке аэронавигационного оборудования помогает макетирование, т. е. расположение приборов на макете рубки, выполненном в натуральную величину.
155
Еще до размещения приборов в рубке составляется спецификация на них. При этом нужно соблюдать строгий отбор приборов и не следует обременять экипаж введением излишних приборов.
В зависимости от объема дирижабля, его автономии, радиуса действия и назначения количество приборов аэронавигационного оборудования будет различное.
Аэронавигационные приборы, как правило, устанавливаются отдельными группами на приборных досках у соответствующих мест членов экипажа. Это достаточно наглядно видно из предыдущего описания.
Фланец прибора
Ы±/"----
ц-it/^l Резинобая прокладка
Лри&орная доска
Фиг. 158. Амортизация прибора резиновыми прокладками.
Фланец прибора
Фиг. 159. Амортизация прибора без контакта с крепежными деталями.
CZZZZ2X
t^73
Приборы, составляющие одну определенную группу, располагаются на приборной доске возможно ближе друг к другу, для того чтобы удобнее было следить одновременно за показанием двух-трех приборов, совокупность показаний которых дает наиболее полное представление о полете дирижабля. При этом обеспечивается видимость всех остальных приборов, без необходимости наклона или поворота головы от нормального положения. Расстоянием наилучшего зрения считается 400-500 мм.
Каждый прибор в той или иной группе требует определенным образом подобранного места, которое зависит от устройства прибора, важности выполняемых
им функций и т. п. Преимущества в установке на лучшие места имеют те приборы, показа-^ ния которых наиболее часто изменяются.
Необходимо отметить еще одно важное обстоятельство, которое имеет первостепенное значение, - это специфику работы аэронавигационных приборов.
Условия работы аэронавигационных приборов крайне неблагоприятны. Хрупкие части механизмов приборов подвергаются различного рода внезапным толчкам, вибрациям, резким изменениям температуры. В то же время от приборов требуется точность показаний. Вот почему вопросам монтажа приборов необходимо уделять особое внимание. В первую очередь необходимо обеспечивать достаточно надежную амортизацию при-
J
2-S f.	-< - - -г---*	> ~(; ;>- -(: ~От?-?ггт '?z/		':)-\)-	-zzz? -г-, -L	\ / > >-)-1
	^^у^фкш^^ш>.					
	-13-		___ .__ /*			
/ / /	|^^х&Уи%&й?4до^					
	/ ъ		Sf 7 ' 4 '		/> ^/	
Фиг. 160. Амортизационный узел приборной доски.
борных досок и самих приборов, способную воспрепятствовать вибрациям, особенно сильно отражающимся на работе приборов.
Наиболее распространенные типы амортизации: а) резиновые прокладки под приборы, б) амортизация приборных досок.
Применение прокладок из губчатой резины (фиг. 158) между корпусом прибора и приборной доской хотя и уменьшает вибрацию прибора, но вибрация приборной доски свободно передается через металлический контакт между отверстиями в доске и крепежными деталями (болтами, винтами). Кроме того, резиновые прокладки, сжатые болтами, частично теряют свои амортизационные
756
свойства. Значительно лучше амортизация прибора без контакта с крепежными деталями (фиг. 159).
Самым совершенным типом является двойная амортизация, когда приборы устанавливаются на приборную доску с применением прокладок без контакта с крепежными деталями, и в свою очередь приборная доска устанавливается на конструктивных элементах гондолы также с амортизацией.
На фиг. 160 приводится пример амортизационного узла приборной доски. Узел представляет собой кронштейн, состоящий из стальной точеной втулки 7, сваренной с двумя пластинками 2, соединенными заклепками с профилем шпангоута. Приборная доска 3 заклепками присоединена к фланцу 4 оси 5.
Между втулкой и осью проложены резиновые кольца б и 7. При завинчивании корончатой гайки резиновое кольцо 6 стягивается конусной втулкой 8, свободно скользящей по оси, а резиновое кольцо 7 препятствует приборной доске принимать произвольное положение и способствует зажиму резинового кольца 6. Недостатками приведенной конструкции амортизационного узла является частичная потеря сжатыми резиновыми кольцами амортизирующих свойств.
Кроме обеспечения надежной амортизации приборов и приборной доски является важным вопрос освещения приборов для выполнения полетов в вечернее и ночное время.
Основные требования, предъявляемые к освещению приборов, следующие: 1) освещение должно быть равномерным, мягким и не утомляющим глаза; 2) должна быть предусмотрена возможность регулирования силы света в определенных пределах.
Существует ряд способов освещения приборов. К числу их относятся: 1) освещение общее от лампочек, устанавливаемых в рубке на конструктивных элементах гондолы; 2) освещение местное при помощи специальной арматуры (шарнирных ламп); 3) освещение индивидуальное отраженным светом. Конструктивное описание различных осветительных устройств и приборов не входит в рамки настоящей главы, так как эти вопросы рассматриваются в специальной литературе *.
Размещение приборов в рубке управления требует от конструктора знания в общих чертах устройства отдельных приборов и их назначения, чтобы сложилось ясное представление об их монтаже на дирижабле.
Ниже перечислены главнейшие приборы и даны краткие указания о назначении каждого прибора. Подробные данные даны в соответствующей литературе.
Магнитный компас
Основным прибором для определения курса является магнитный компас.
Прибор этот указывает угол оси дирижабля с меридианом, т. е. направление полета относительно стран горизонта; пользование компасом помогает сохранять заданный курс.
На дирижабле компасом пользуются главным образом штурвальный направления и штурман. Способ пользования им, однако, различен.
Штурвальный направления должен вести дирижабль строго по заданному курсу, следовательно, компас, предназначенный для него, так называемый путевой компас, должен давать прежде всего указание, сохраняет ли дирижабль заданный курс или уклоняется от него. Для штурмана, на обязанности которого лежит отсчет курса дирижабля, компас должен давать возможность быстро и точно производить отсчеты курса в каждый данный момент; компас штурмана называется главным,
Действие любого магнитного компаса основано на свойстве магнитной стрелки устанавливаться в плоскости магнитного меридиана. Современные авиационные магнитные компасы представляют собой приборы, значительно более сложные по устройству, чем обычный полевой компас.
Е. М. Патрушев, Электрооборудование дирижабля, ОНТИ, М. Л., 1935.
757
На снабжение в настоящее время приняты компасы главные (штурмана) А-3 и АН-4 и путевые (штурвального направления) К-5 и КИ-б. Краткое техническое описание этих компасов мы приводим ниже.
Компас А-3
Компас А-3 отличается высокой точностью показаний, относительно большим габаритом и весом. Работа по нему несколько усложняется необходимостью установки его ниже обычного направления луча зрения пилота. При пользовании ночью он требует специального освещения. Компас может быть использован в качестве путевого для штурвального и в качестве главного для штурмана.
К компасу придается девиационный прибор, представляющий собой деревянную колодку со вставляемыми магнитами-уничтожителями.
Освещение компаса осуществляется бортовыми лампами, так как специального осветительного приспособления компас не имеет.
Вес компаса с девиационным прибором 2,85 кг.
Компас АН-4
Компас АН-4 предназначен для штурмана и служит в полете главным компасом. По конструкции и точности показаний он является лучшим из всех существующих компасов. Относительно небольшой вес и габаритные размеры дают ему преимущества перед другими конструкциями главных компасов.
Котелок компаса наполнен лигроином и закрыт стеклом при помощи прижимного кольца, винтов, пробковой и резиновой прокладок.
Освещается компас при помощи электрической лампочки, вставленной в патрон над шкалой.
Снизу котелка прикреплена компенсационная камера, которая помещена в герметической камере. В герметическую камеру нагнетается воздух под давлением 0,4 am.
Во время полета на различных высотах в ней поддерживается постоянное давление.
Вес полного комплекта прибора 2,0 кг.
Компас К-5
Компас К-5 предназначен для использования его штурвальным направления. Им можно пользоваться в ночных полетах без особого освещения. Устройство его сходно с компасом АН-4.
Наполняющая котелок жидкость лигроин. Сверху котелок закрыт стеклом, на котором нанесена курсовая черта.
К нижней части котелка крепится девиационный прибор.
Компас в целом амортизации не имеет, амортизация картушки осуществляется при помощи пружины.
Вес прибора с полным комплектом 1,5 кг.
Компас КИ-6
По конструкции компас КИ-б значительно отличается от вышеописанных компасов. Коренное отличие его в том, что он имеет вертикальную картушку. Таким образом пользование им возможно при горизонтально направленном взгляде пилота. На корабле компас КИ-б устанавливается у рабочего места штурвального. Преимущества этого компаса по сравнению с другим типом путевого компаса обнаруживаются, когда штурвальный проводит работу сидя.
С передней стороны картушки компаса, вертикально по диаметру прикреплена курсовая черта, окрашенная в белый цвет, а в передней своей части по ребру покрытая светящейся массой. С лицевой стороны компас имеет массивное стекло цилиндрической формы для устранения параллакса при отсчете. Между стек-
158
лом и корпусом котелка проложена пробковая прокладка, предохраняющая повреждение стекла при затягивании винтов.
Сверху прижимного кольца укреплен азимутальный круг черного цвета. Неподвижность положения его при вибрации обеспечивают шесть упругих пружинных лапок.
Котелок наполняется лигроином. Задняя часть котелка имеет компенсационную камеру, сообщающуюся с внутренней полостью котелка.
Девиационный прибор прикрепляется в верхней части компаса.
Вес компаса в комплекте с крепежными деталями 1,0 кг.
Установка компаса на дирижабле у места штурвального направления или у штурмана должна производиться с учетом законов магнетизма. Компас необходимо располагать в месте, имеющем наименьшее количество стальных и железных масс, электрических приборов и их проводок. Особенное влияние на увеличение девиации компаса имеют подвижные магнитные массы, расположенные в одной плоскости с картушкой компаса.
Установка должна обеспечивать удобный доступ к магнитам-уничтожителям девиационного прибора. Курсовая черта должна располагаться параллельно оси симметрии дирижабля.
При горизонтальном полете стекло компаса должно быть горизонтальным у компасов А-3, АН-4 и К-5 или вертикальным у компаса КИ-б. Детали крепления компаса должны быть выполнены из диамагнитных материалов (дерево, электрон, дюраль, супердюраль, латунь и т. п.). Установка должна быть достаточно жесткой.
В зависимости от местных условий конструкции установок бывают весьма различны. Компасы крепятся на специальных колонках, на полу, на подоконном стрингере, на столе у штурмана и т. п.
Наряду с магнитным компасом на дирижаблях применяются и другие приборы курса. К числу таких приборов относятся гирополукомпас (ГПК) и гиромагнитный компас (ГМК).
Гироскопический полукомпас (ГПК)
Прибор предназначается для выдерживания компасного курса дирижабля и для выполнения разворота дирижабля на нужное число градусов при изменении курса.
Применение ГПК бывает рационально при полете в условиях невидимости земли.
В отличие от магнитного компаса на ГПК не влияют ни наличие магнитных или электрических возмущений, ни маневрирование дирижабля в полете, ни атмосферная "болтанка". Указания компасного курса дирижабля и точное указание поворота достигается путем использования свойства гироскопа, так называемой "неизменности плоскости вращения".
Если по магнитному компасу установлен курс, и ось гироскопа поставлена по направлению курса, то некоторое время дирижабль можно вести не по магнитному компасу, а по оси гироскопа. Вследствие трения в деталях гироскопа плоскость его вращения несколько перемещается, что за 15 мин. дает примерное отклонение в 3° дуги. Эти краткие 15-20-минутные показания ГПК периодически нужно исправлять по магнитному компасу.
Гиромагнитный компас (ГМК)
Назначение прибора: 1) определение курса, 2) выдерживание курса в любых условиях полета и 3) производство разворота на заданное число градусов.
Прибор представляет собой конструктивную комбинацию гироскопической системы с обычной магнитной системой. Взаимодействие этих двух систем выражается в том, что магнитная стрелка устанавливается в плоскости меридиана и удерживает ось гироскопа в указанной полоскости, а гироскоп уничтожает все недостатки, свойственные магнитной стрелке, при применении ее в полете.
759
?
Главной частью ГМК является гироскоп с тремя степенями свободы, т. е. быстро вращающийся ротор, подвешенный на двойном кардановом кольце, могущем вращаться относительно своей оси. Последняя в свою очередь поворачивается: а) вокруг горизонтальной оси карданового кольца и б) вокруг вертикальной оси карданового кольца.
Гироскопический узел ГМК имеет магнитную коррекцию, установленную на кожухе ротора. Коррекционный механизм при малейшем отклонении оси гироскопа относительно плоскости направления магнитного меридиана места создает направляющую силу, вызывающую прецессию гироскопа под прямым углом к направлению действия этой силы.
При этом скорость прецессии настолько мала, что гироскоп не успевает отзываться на симметричные колебания магнитной системы.
В результате магнитной коррекции ось ротора всегда автоматически устанавливается в плоскости магнитного меридиана места, и установки курса по обыкновенному магнитному компасу делать не требуется.
Указатель поворота
Указатель поворота предназначен для указания отклонения дирижабля вправо и влево от прямолинейного курса и для проверки правильности выполнения поворота при плохой видимости земли.
Принцип действия указателя поворота основан на свойствах гироскопа с двумя степенями свободы. Гироскоп располагается таким образом (фиг. 161), что одна из его осей х - х перпендикулярна к оси симметрии дирижабля, а другая ось у - у параллельна ей.
Относительно вертикальной оси гироскоп свободы не имеет и относительно нее ротор может поворачиваться только вместе с дирижаблем. Рамки связаны со стрелкой 7, демпфером 2 и спиральной пружиной 3, один конец которой соединен жестко с корпусом прибора.
При перемене угла атаки дирижабля прецессионного движения гироскопа не возникает, так как ось продольной устойчивости корабля и ось х - х ротора параллельны.
При повороте дирижабля относительно оси симметрии, т. е. при поперечных кренах, ось гироскопа у - у параллельна оси симметрии, и гироскоп в силу своего основного свойства остается неподвижным. Однако под действием пружинки 3, связывающей рамку гироскопа с корпусом прибора, рамка, а вместе с ней и ротор должны повернуться на тот же угол, что и дирижабль. Прецессионного движения также не возникает. Таким образом на продольные и поперечные крены дирижабля чувствительный элемент указателя поворота не реагирует. При повороте дирижабля вокруг вертикальной оси возникает прецессионное движение оси ротора, вызывающее поворот рамки гироскопа относительно оси у - у. Этот поворот используется для приведения в движение стрелки указателя поворота.
Основными частями прибора (фиг. 162) являются: корпус прибора, гироскопический элемент прибора, верхняя пластинка с демпфером и передаточным механизмом на стрелку, шкала и креноскоп.
Корпус / изготовлен из алюминиевого сплава и служит для сохранения всех действующих частей прибора, а также для возможности создания внутри него
760
fupockon
Фиг. 161. Принципиальная схема указателя поворота.
4
\
-Ф

Фиг. 162. Указатель поворота
1 - корпус, 2 - штуцер, з - сопло, 4 - крышка сопла, 5 - сетка-фильтр, S - крышка корпуса, 7 - стекло, S - резиновая прокладка, в - ротор, Ю - подшипники ротора, 11 - центровые винты ротора, 12 - рамка ротора, 13 - винты, 14 - подшипники рамки, IS - центровые винты рамки, 1U - основание передающего механизма, 17 - латунный диск, IS - нижний палец, 10 - верхний палец, 20 - цилиндр демпфера, 21 - поршень демпфера,!"-22 - тяшок, 23 - изогнутый рычаг, 24 - прилив демпфера, 24а - конусный штифт, 25 - регулировочный винт, 26 - ось стрелки, 27 - глобан, 2S - вилка, 29 - спиральная пружина, 30 - плоская пружина, 31 - регулировочный винт, 32--шкала, 33 - указатель скольжения.
вакуума, необходимого для приведения в действие гироскопа. Для последней цели к корпусу снизу приделан штуцер 2, служащий для присоединения трубопровода от трубки Вентури. Сверху к корпусу ввинчено сопло 3, через которое попадает наружный воздух для разгона ротора. Отверстие сопла снаружи закрыто металлической крышкой с сеткой-фильтром. С лицевой стороны корпус герметически закрывается крышкой 6 со стеклом. Герметичность обеспечивает резиновая прокладка.
Чувствительный элемент прибора состоит из массивного ротора 9. На внешней поверхности ротора сделаны вырезы-лунки, в которые ударяют струйки воздуха. В ротор запрессованы два шарикоподшипника. Вращение ротора осуществляется на полуосях, зажатых в рамке 72.
Рамка вращается относительно продольной оси на запрессованных в нее двух шарикоподшипниках.
К передней части рамки привинчен латунный диск 17, несущий на себе поводок стрелки 18 и палец 19 поводка поршня демпфера.
Передающий механизм смонтирован на основании, представляющем собой круглую латунную пластинку. Для пропуска пальцев 18н 19 в основании сделаны отверстия. На основании установлен демпфер, служащий для успокоения колебаний.
Демпфер состоит из цилиндра 20, внутри которого ходит хорошо притертый цилиндрический поршень 27. Поршень при помощи тяжка 22 и изогнутого рычажка 23 соединяется с пальцем 19 диска рамки. Цилиндр демпфера сообщается с окружающим воздухом через капиллярное отверстие в приливе 24.
Пропускная способность отверстия регулируется золотниковым устройством.
Ось стрелки 26 одним концом опирается на основание механизма, а другим входит в подшипник глобана 27. На ней укреплена вилка 28.
В прорезь вилки 28 входит нижний палец 18 диска.
Таким образом поворот рамки ротора и нижней платинки 77 передается стрелке прибора.
К выступу изогнутого рычага 23 присоединена спиральная пружина 29, прикрепленная другим концом к плоской пружине 30. Последняя одним концом, приклепывается к корпусу прибора. Натяжение спиральной пружины 29 может быть изменено при помощи регулировочного винта 31.
Работа прибора происходит следующим образом. При отсасывании воздуха из корпуса прибора внешний воздух входит через сопло и ударяет в лунки ротора. Нормальная скорость вращения ротора 6000-8000 об/мин, и для создания такой скорости необходимо, чтобы через прибор протекало 20л воздуха в минуту (вакуум у штуцера около 50 мм рт. ст.).
При поворотах дирижабля ротор с рамкой и диском поворачивается в сторону,, обратную повороту дирижабля (прецессия).
Спиральная пружина препятствует повороту рамки.
Поворот рамки вызывает поворот стрелки прибора в ту сторону, куда происходит поворот дирижабля. С прекращением поворота прецессионный момент ротора становится равным нулю и спиральная пружина возвращав(tm) ротор и рамку/ в первоначальное положение, отводя стрелку на нуль.
Вес прибора около 650 г.
Трубка Вентури
Трубка Вентури (фиг. 163) предназначается для создания вакуума путем отсоса воздуха из корпуса прибора через соединительный трубопровод. Принцип действия трубки Вентури состоит в том, что при протекании воздуха через суженное сечение трубки давление в этом сечении уменьшается, а скорость истечения увеличивается. Благодаря этому явлению и наличию щели (которая соединена трубопроводом с корпусом прибора) в узком сечении трубки происходит отсос воздуха через трубопровод из корпуса прибора. По своей форме трубка Вентури представляет собой два круглых усеченных конуса, соединенных вместе своими меньшими основаниями.
762
Интенсивность действия достигается наличием двух трубок 7 и 2, вставленных одна в другую так, чтобы выходное сечение внутренней трубки 7 совпадало с наиболее суженным сечением охватывающей ее наружной трубки 2.
Узкие сечения внутренних конусов расположены на небольшом расстоянии друг от друга так, что между ними образуется щель а, которая связана с отверстием б в кронштейне 3.
На кронштейне устанавливается и припаивается наружная трубка, имеющая отверстие в месте соединения патрубка с отверстием в кронштейне. Отверстие, проходящее сквозь весь кронштейн,имеет в конце основания кронштейна нарезку, в которую ввинчивается штуцер 4 для соединения трубки Вентури через трубопровод с прибором. Для крепления
трубки на основании кронштейна р-----------------г S3
имеются четыре сквозных отверстия.
Вес трубки Вентури 500 г.
Трубка Вентури устанавливается в потоке воздуха от винта и крепится четырьмя винтами через указанные отверстия.
Принято считать рабочей частью
пропеллера 2/3 его лопасти; так L____/00-
как около втулки и на конце ло- фиг. 163. трубка Вентури.
пасти получается незначительный
воздушный поток, то рекомендуется устанавливать трубку Вентури в диапазоне этих 2/3 от центра втулки.
Для предохранения от возможности обледенения трубки Вентури в полете рекомендуется устанавливать ее, как можно ближе к выхлопному патрубку мотора, на расстоянии не менее 0,5 м от конца выхлопного патрубка. Трубка Вентури устанавливается своим передним конусом (малым конусом) в направлении полета, т. е. стрелка, имеющаяся на заводской марке, прикрепленной к основанию кронштейна, должна совпадать с направлением переднего конуса.
При установке трубки Вентури необходимо учитывать возможность изменения ее установки в случае недостаточного или слишком большого вакуума.
Указатель скорости
Воздушная скорость является одним из основных элементов, входящих в различные аэронавигационные расчеты (курс, путевая скорость и т. п.). Для измерения воздушной скорости служит прибор, называемый указателем скорости. Прибор основан на принципе измерения аэродинамического давления (скоростного напора), возникающего при движении дирижабля.
Аэродинамическое давление воспринимается приемником, так называемой трубкой Пито, устанавливаемой в воздушном потоке вне сферы влияния воздушных винтов. По специальным трубопроводам давление передается к измерителю прибора, монтированному на приборной доске в рубке управления.
Высотомер
Для определения высоты полета служит прибор, называемый высотомером или альтиметром. Прибор помогает сохранять заданную высоту полета, а также обеспечивает полет в условиях плохой видимости земли.
Устройство высотомера основано на принципе измерения атмосферного давления воздуха. Как известно, с увеличением высоты атмосферное давление уменьшается. Зная зависимость между высотой и атмосферным давлением, можно определить высоту полета.
Таким образом высотомером может служить точный барометр (анероидного типа), на шкале которого нанесены деления, соответствующие высоте в метрах. .Последняя берется обычно по установленному среднему соотношению.
из
Определение высоты может быть произведено и электрическим путем, при помощи электроальтиметра.
Последний представляет собой постоянный конденсатор, емкость которого меняется с изменением атмосферного давления, а следовательно, и с высотой. В связи с значительно большим весом электроальтиметра сравнительно с обычным высотомером на современных дирижаблях он применяется очень редко.
Никогда не следует забывать ту особенность высотомера, что во время всего полета он показывает высоту относительно уровня того места, откуда взлетел дирижабль. На показаниях высотомера не отражается изменение высоты местности, над которой пролетает дирижабль.
Высотописец
Прибор, автоматически регистрирующий высоту полета, называется высотописцем. Принцип действия высотописца тот же, что и высотомера. Принятый на снабжение в нашем воздушном флоте высотописец завода Метприбор (фиг. 164) устроен следующим образом. Основной частью прибора являются две анероид-ные коробки /. Внутри коробок смонтирована пружина, растягивающая их.
Фиг. 164. Высотописец (крышка снята).;
Ход коробок через систему рычагов 2 передается на перо 3, записывающее высоту на высотограмме, натянутой на барабан 4. Внутри барабана находится часовой механизм, равномерно поворачивающий его. Установка пера на нуль высоты производится винтом 5.
Высотописец подвешивается обычно к потолку гондолы или надоконному стрингеру при помощи пружинной амортизации из четырех спиральных пружин.
Вариометр
Вариометр (фиг. 165) указывает вертикальную скорость полета, помогает сохранять постоянство высоты полета, облегчает сохранение наивыгоднейшего угла набора высоты.
В корпусе прибора помещена чувствительная коробка Види 7, наружная поверхность которой подвергается барометрическому давлению наружного воздуха, поступающего через отверстие 2. Внутренняя полость коробки соединена трубкой с герметически изолированным дюаровским сосудом-термосом 3 и капиллярной трубкой 4. Термос гарантирует сохранение температуры (объема) воздуха; медленное изменение температуры не может повлиять на показания прибора.
764
Фиг. 165. Схема устройства вариометра .
Когда прибор находится в течение некоторого времени при определенном барометрическом давлении, то давление внутри и снаружи коробки Види одинаково. При изменении высоты давление не успевает выравниваться ввиду малых размеров диаметра капилляра. Разность давлений, пропорциональная скорости подъема или спуска, заставляет коробку расширяться или сокращаться и через передаточный механизм отклонять стрелку по шкале. Шкала разградуирована по вертикальной скорости, т. е. в м/сек.
Для показаний малейшего отклонения дирижабля от заданной высоты полета служит прибор статоскоп. В настоящее время на кораблях этот прибор применяется редко. Рациональнее применять комбинированный прибор статоскоп-вариометр.
Для этого в вариометре описанного типа добавляется кран, которым можно перекрывать капиллярную трубку и тем самым изолировать внутреннюю полость коробки Види от атмосферы. После закрытия крана, что производится поворачиванием барашка, давление воздуха внутри и снаружи коробки будет одинаково, а стрелка будет стоять на нуле. При отклонении дирижабля от заданной высоты полета давление воздуха в корпусе прибора изменяется, а в коробке остается прежним, соответствующим заданной высоте полета.
Разность давлений выводит стрелку из нулевого положения. Шкала для статоскопа имеет 10 делений, нанесенных по обе стороны от нуля. Каждое деление шкалы на приборах советского производства соответствует, примерно, 3 м/сек, а на приборах германских фирм 6-7 м/сек.
Часы
Использование часов в полете штурвальными и штурманом несколько различно. Штурману часы необходимы для точного измерения путевого времени, для навигационных расчетов, определения небольших промежутков времени (при промерах путевой скорости) и для точного определения того или иного момента времени при астрономической ориентировке.
Командиру необходимо знать оставшееся время полета для учета расхода эксплоатационных материалов.
Штурвальному высоты часы необходимы для учета времени при сбрасывании балласта.
В соответствии с этими разными назначениями на дирижабле принято устанавливать часы двух типов: 1)г л а в н ы е, устанавливаемые с особой тщательностью и предохранением от вибрации у места командира дирижабля, и 2) б о р т о в ы е, устанавливаемые на приборной доске штурвального высоты.
В качестве главных часов в настоящее время применяются авиационные часы-хронометр АЧХО с обогревом, а в качестве бортовых - часы АЧО с обогревом.
Часы АЧО* состоят из часового механизма типа карманных часов (без секундомера), заключенного в прочный корпус, приспособленный для закрепления на приборной доске.
Особенности механизма часов заключаются в большой прочности и способности переносить значительные толчки и резкие изменения температуры.
Часы имеют три стрелки: часовую, минутную и секундную. Корпус и циферблат часов окрашены в черный цвет. Цифры и деления циферблата, а также стрелки покрыты светящейся в темноте краской. Часы имеют 30-часовый завод.
* Подробное описание см. Н. В. Колпаков, Аэронавигационные приборы, Воениздат, М., 1938.
Авиационные приборы, часть III.
165
Примерное оборудование рубки управления дирижабля мягкого (полужесткого) типа
Таблица 9
№ п/п.	Наименование приборов	Тип и марка	Количество	Вес 1 комплекта в кг	Основное назначение	Место установки
1 2	Компас магнитный (путевой) Указатель поворота Трубка Вентури	КИ-б ПА 1937	1 1 1	о'бЭО Указание курса дирижабля o'lGO • Указание положения дирижабля		Приборная доска штурвального направления. Трубка Вентури в воздушном потоке винта
3	Статоскоп-вариометр	10 м/сек	1	1.200	Указание вертикальной скорости	з
4	Вариометр (с термосом и проводкой)	10 м/сек	1	1,200	То же	" 0
5	Высотомер двухстрелочпый	12000 м	1	0,500	Определение высоты полета	% 1
	(альтиметр)				,	§ °
G	Уклономер с воздушным пузырьком		1 "	0,200		
7	Газовые манометры	Стеклянный	1 комплект на	-	Определение сверх-давления в отсеке	а °
		жидкостный	отсек			Я X
8	Воздушные манометры	То же	1 комплект на		Определение сверх-давления в бал-	О. Л S §
			каждый отсек		лонете	>о ш 5 Ш
			баллонета		Определения температуры газа в	О. О. С >*
9	Газовый термометр				газовом отсеке	U-. ь
10	Воздушный термометр	ТВЭ-6			Определение температуры воздуха	
11	Компас магнитный (главный)	АН-4	1	2,000	Указание курса дирижабля	
12	Высотомер двухстрелочный	12000 м	1	0,500	Определение высоты полета	i S_,
13	Высотописец	1000 м	1	2,000	Регистрация высоты полета	га и я
14	Указатель скорости	150 км/час	1	0Х500	Указание воздушной скорости	S га 05
	Трубка Пито	1937	1	0,250		*?" '
15	Часы главные	АЧХО-2	1	0,205	Указание времени	?!""
16	Визир оптический	ОПБ-1	1 комплект	~ 8,000	Определение углов сноса и путевой	о 3 V <? 5
					скорости	5 s§.
17	Визир бортовый	НВ-5	1		То же	S g.1
18	Воздушный термометр	ТВЭ-0	1		Измерение температуры воздуха	5 з
19	Кабинный термометр		1		То же	>о п
20	Тахометр индукционный	АТИ/АГД	По числу моторов	~ 2.500	Определение числа оборотов мотора	?.
21	Набор штурманского инструмента	-	1 комплект	1,100	Производство работ при различных	
					вычислениях	
22	Тахометр индукционный	АТИ/АГД	По числу моторов	~ 2.500	Определение числа оборотов мотора	s m •^ о
23	Термометр масла	ТМЭ-0 '2 комшг. на мотор				0 И ' о s
24	Термометр головного цилиндра	ТЦЭ-5 2 компл.на мотор				"ж
25	Термометр карбюратора	ТКЭ-G ;По числу моторов				их
26	Манометр масла		По числу моторов		Указание давления масла	= 1
27	Беизиномер гидростатический а) измеритель с переключателем		1 по числу баков		(указание количества горючего в | бензиновых баках	&ё. 1& (tm) (Q
	б) приемник				1	С-" "^
28	Часы бортовые	АЧО 1		0,275	Указание времени	1 С
Часы устанавливаются на приборной доске в положении, удобном для чтения цифр, и крепятся болтами за лапки. Часы имеют электрообогреватель.
Часы АЧХО состоят из трех механизмов: 1) механизма обычных часов для отсчета суточного времени, 2) механизма для показания времени нахождения в полете и 3) секундомера для замера и отсчета коротких промежутков времени с точностью до 0,2 сек.
Внизу у корпуса часов справа и слева имеются две заводные головки. Одна головка служит для завода механизма часов, перевода стрелок для пуска в ход и остановки механизма времени полета. Другая головка служит для пуска в ход и остановки секундомера. Первый нажим включает механизм секундомера, второй останавливает секундную стрелку и третий приводит ее в нулевое положение. Полные обороты секундной стрелки, т. е. минуты, отсчитываются по нижней шкале. Полный завод пружины обеспечивает нормальную работу часов в течение 7 суток.
Часы АЧХО снабжены внутри электрообогревом, допускающим работу их при температуре до - 60° С. Электрообогрев включается в 12- или 24-вольтовую сеть дирижабля.
Установка часов АЧХО требует хорошей амортизации, поэтому, если приборная доска поставлена на недостаточной амортизации, то под корпус часов следует подкладывать губчатую резину.
В заключение настоящей главы в табл. 9 даны сведения о примерном оборудовании рубки управления дирижабля мягкого или полужесткого типа. { j
ГЛАВ А VII
ПЛАНИРОВКА И ВНУТРЕННЕЕ УСТРОЙСТВО ПОМЕЩЕНИЙ
ДИРИЖАБЛЯ
Дирижабли могут выполнять самые различные задачи хозяйственно-культурной жизни страны: транспортные, спортивные, учебные, агитационные, научно-исследовательские, аэрофотосъемку и многие другие.
В зависимости от основного назначения различают дирижабли учебные, транспортные и военные. Помимо требования в отношении объема, грузоподъемности, автономии и других летных качеств, предъявляемых к каждому из этих видов дирижаблей, еще выдвигаются особые требования к внутреннему устройству и распределению помещений. Все помещения дирижабля разделяются на служебные, пассажирские и помещения для экипажа.
Помещения, оборудованные для размещения пассажиров на дирижабле, предназначаются для сна, принятия пищи, отдыха, культурных развлечений (спальные каюты, салоны, столовые, курительные). Кроме основных пассажирских помещений предусматриваются также вспомогательные помещения для обслуживания пассажиров (кухни, провизионные, буфеты) и санитарные (уборные, умывальные, ванные и душевые).
Помещения для экипажа служат для сна, отдыха и принятия пищи части команды, не несущей вахты (спальные каюты, столовые и кают-кампаний).
Служебные помещения по своему назначению весьма различны; к ним относятся грузовые помещения, контора, мастерские, складские помещения для запасных частей и провианта, радиорубка, помещения электростанции, почтовое помещение и др.
Для сообщения между отдельными помещениями, расположенными на корабле, служат ходы сообщения.
На учебных дирижаблях мягкого и полужесткого типа, рассчитанных на кратковременные полеты, не устраивается каких-либо добавочных помещений, кроме распланированных в гондоле.
На учебном или опытном дирижабле жесткого типа предусматриваются помещения для экипажа и служебные помещения, так как автономия его значительно больше, чем дирижаблей мягкого и полужесткого типа.
167
Военные дирижабли должны быть оборудованы специальными помещениями,, а также устройствами и помещениями для экипажа. Наибольшее разнообразие-помещений наблюдается на дирижаблях транспортных. Здесь, помимо служебных помещений, предусматриваются также пассажирские помещения; их характер, размеры и внутреннее устройство зависят от длительности полета, грузоподъемности дирижабля и степени комфорта, предоставляемого пассажирам на данном дирижабле.
Предметом последующего описания будет главным образом планировка и внутреннее устройство различных помещений транспортных дирижаблей. Проектирование внутренних помещений дирижабля, их устройство и оборудование являются совершенно новой областью. Если в области самолетостроения накоплен большой опыт проектирования и имеется много построенных хороших образцов пассажирских самолетов, то в области дирижаблестроения есть только несколько хорошо оборудованных пассажирских дирижаблей.
1. ПЛАНИРОВКА ПАССАЖИРСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ
На дирижаблях небольшого объема мягкого или полужесткого типа, предназначенных для кратковременных рейсов (12-15 час.), помещения для пассажиров располагаются обычно в гондоле. Внутреннее оборудование помещений ограничивается устройством удобных, сидячих мест. Площадь пола помещения в этом случае обусловливается числом сидячих мест и шириной прохода между рядом кресел. При определении площадки пола можно исходить из статистических данных, приведенных в табл. 10, и принимать на одно сидячее место от 0,8 до 1, Ю м2-. Высота помещения должна быть не меньше 1,85 м *.
Таблица 70
Площадь пассажирских помещений при сидячих местах
Наименование дирижабля	Габариты помещения			Площадь помещения м*	Число сидячих мест	Площадь на одно сидячее место	Примечание
	длина	ширина	высота				
	м	м	м			л2	
"СССРВ-2" .....	2,0	2,0	2,2	4,0	4	1,00	
N-1 ("Норвегия*) . .	10,0	1,6	2,0	16,0	20	0,80	
"СССР В-6" ("Осо-							
авиахим") ....	5,0	1,6	2,0	8,0	10	0,80	
							В гондоле
LZ-120 ("Бодензее") .	2,5	2,5	2,2	6,3	6	1,05	5 шестиместных купе
							(30 чел.)
							В гондоле
LZ-126 ("Лос-Анже-							5 шестимест-
	2,5	2,0	2,5	5,0	6	0,85	ных купе
							(30 чел.)
Внутреннее устройство пассажирских помещений с сидячими местами показано на фиг. 166-167. Основные требования к архитектурному оформлению и внутренней отделке помещений сводятся к получению минимального веса всех предметов оборудования, их рациональности в сочетании с изяществом оформления.
Мебель в пассажирских помещениях выполняется из различных материалов и может быть самой различной конструкции. Там, где особенно важна экономия в весе, применяется плетеная мебель дачного типа.
* Площадь на одно сидячее место в пассажирском самолете хотя по величине и мало отличается от приведенных выше, однако на дирижабле имеются несравненно большие возможности в отведении площади под другие помещения" создающие комфорт для пассажиров.
768
На дирижаблях полужесткого типа с килем, направленным вершиной вверх, в целях сокращения размеров гондолы пассажирские помещения могут быть
Фиг. 166. Внутренний вид гондолы дирижабля <<СССРВВ-2".
расположены непосредственно в киле скости нижних балочек шпангоутов, шпангоуты. Однако при таком расположении трудно обеспечить достаточную освещенность, тепло- и звукоизоляцию помещений.
На дирижаблях, предназначенных для рейсов, длительность которых превышает 12-15 час., необходимо устройство спальных мест. Последние располагаются в отдельных спальных каютах.
На дирижаблях большого объема жесткого типа, предназначенных для длительных рейсов, требования к пассажирским помещениям возрастают. Места для них отводятся либо в гондоле, либо в корпусе дирижабля. Размещение пассажирских помещений в корпусе дирижабля позволяет уменьшить размеры гондолы и этим самым улучшить его аэродинамические качества (снижается коэ-фициент лобового сопротивления). Кроме того, помещения в этом случае могут быть сделаны более просторными, что предоставляет пассажирам больше удобств и комфорта. При этом освобождение от помещений
В этом случае пол располагается в пло-Все нагрузки передаются через пол на
Фиг. 167. Пассажирское помещение дирижабля LZ-126.
кормовой части гондолы открывает из рубки управления хороший обзор назад. Недостатками такого расположения являются потеря газового объема и трудность обеспечения всех помещений нормальным естественным освещением.
169
Ветрянка
Умывальня
Радио-pyffhct \
Py6ha управлении
v Каюты
Столовая Фиг. 1G8. Планировка пассажирских помещений дирижабля LZ-126.
На первых дирижаблях жесткого типа (после 1918 г.) предусматривались помещения только для дневного пребывания пассажиров, и внутреннее их устройство было примитивным.
На последующих дирижаблях пассажирские помещения значительно расширяются и лучше оборудуются. На фиг. 168 показана планировка помещений дирижабля LZ-126, рассчитанных на 30 сидячих или 20 спальных мест. Под пассажирские помещения на этом дирижабле отведена задняя часть гондолы, непосредственно за помещениями рубки управления и радиорубки. Сиденья в каютах устроены таким образом, что из них можно на ночь устраивать верхние и нижние койки. Позади пассажирских кают за перегородкой с дверью находятся бытовые и вспомогательные помещения: с левого борта - умывальные и уборные, а с правого - столовая и кухня. Помещения отапливаются при помощи электрической энергии, источником которой служит специальная динамомашина, приводимая
Фиг. 169. Планировка помещений гондолы дирижабля LZ-127
t - рубка управления, 2 - аэронавигационная, 3 - радиорубка, i - кухня, 5 - столовая (го-стинная), 6 - спальные каюты, 1 - коридор, 8 - мужская умывальная, 9 - мужские уборные, 10 - дамская умывальная, 11 - дамские уборные, 12 - кладовая для ручного багажа, 13-
умывальная экипажа.
в движение ветрянкой *. Последняя установлена вне гондолы на поворачивающемся кронштейне. Для приведения в действие динамомашины кронштейн с ветрянкой опускаются, а когда в отоплении нет нужды, он подтягивается к гондоле. Освещение пассажирских помещений электрическое.
На фиг. 169 показана планировка пассажирских и вспомогательных помещений дирижабля LZ-127. Этот дирижабль запроектирован для длительных (трансатлантических) рейсов. Помещения его размещены также в гондоле. Большой газовый объем дирижабля позволил увеличить размеры гондолы и этим самым расширить помещения и оборудовать их более комфортабельно. Общая площадь, отводимая под пассажирские помещения, достигает 100 м-. На предшествующих образцах дирижаблей этого типа спальные помещения служили и для дневного пребывания; на этом дирижабле они отделены и служат своему основному назначению. Помимо спальных кают имеется столовая, служащая также салоном-гостинной.
Столовая расположена непосредственно за служебными помещениями (рубкой управления, навигационной и радиорубкой). За столовой, по обеим сторонам гондолы расположено 10 двухместных спальных кают. Двери кают выходят в продольный коридор, идущий по оси гондолы. В кормовой части гондолы помещаются умывальные, уборные и кладовая для ручного багажа. В конце гондолы устроена лестница, служащая для сообщения гондолы с килевым коридором. Кухня помещается в непосредственной близости от столовой, с правого борта, против радиорубки.
* Некоторые сведения об электрооборудовании этого дирижабля можно найти в книге: Пет-ру шев. Электрооборудование дирижабля, ОНТИ, М. Л., 1935.
171
Верхняя палуба
НиЖняя палуба.
Фиг. 170. Планировка пассажирских помещений дирижабля R-101
а - вид сбоку, б - верхняя палуба, е - нижняя палуба.
772
В дальнейших конструкциях дирижаблей увеличиваются размеры пассажирских помещений и возрастает их комфортабельность без снижения аэродинамических качеств дирижабля. Уже на английских дирижаблях R-100 и R-101 пассажирские помещения размещаются не в гондоле, а в корпусе дирижабля.
На фиг. 170 приводится планировка помещений дирижабля R-101. Под них отведено пространство в корпусе дирижабля между шестым и восьмым шапнгоу-тами. Газовый объем при таком расположении пассажирских помещений уменьшился примерно на 2850 м3, что снизило подъемную силу примерно на 3 т. Устройство большой пассажирской гондолы по подсчету английских конструкторов увеличило бы лобовое сопротивление корабля почти на 12%, а это в свою очередь потребовало бы для достижения той же скорости полета увеличения запасов горючего. По проекту вес конструкции пассажирских помещений выразился в 102 кг на одного пассажира, практически же вес оказался еще большим.
Помещения для пассажиров распределены на двух палубах. Площадь пола верхней палубы (за вычетом боковых прогулочных галлерей) составляет 510 л2; площадь пола нижней палубы - 162 м2. Эту площадь предполагалось увеличить еще на 370 лг2 путем устройства балконов по обеим сторонам. Вес ферм, из которых собран каркас палуб, составил около б кг на 1 м2 площади пола.
Силовая конструкция (каркас) помещений присоединяется к корпусу так, что деформации ее не вызывают вторичных напряжений в элементах корпуса, и наоборот.
Наиболее комфортабельно устроены пассажирские помещения дирижабля LZ-129*. Дирижабль запроектирован для обслуживания регулярных рейсов на пассажирской линии Германия - Бразилия. Помещения дирижабля рассчитаны на 50 пассажирских спальных мест. При дневных рейсах это количество могло быть значительно увеличено. По сравнению с ранее построенным дирижаблем LZ-127 общая площадь пассажирских помещений дирижабля LZ-129 значительно расширена и сотавляет 400 м?. Такое увеличение площади при размещении помещений в гондоле вызвало бы значительное увеличение ее размеров, а поэтому все пассажирские помещения размещены внутри корпуса дирижабля на двух палубах. Для этого нижняя часть двух соседних шпангоутов развивается в двухэтажную раму. Нагрузка от пассажирских помещений передается продольными балками на эти рамы и корпус дирижабля.
Устройство одной палубы над другой дает возможность основные пассажирские помещения разместить на более просторной верхней палубе, а помещения вспомогательные (хозяйственные, санитарные и др.) - на нижней палубе. Планировка помещений показана на фиг. 171 и 172.
Такое комплексное расположение позволяет изолировать пассажирские помещения от прочих помещений дирижабля, находящихся внутри килевого коридора и в гондоле управления.
При планировке помещений верхней палубы основным руководящим соображением было то, чтобы отвести под помещения для дневного пребывания пассажиров возможно большую площадь и создать хорошие условия естественного освещения. В этих целях помещения для дневного пребывания (столовая, салон) распределены по правому и левому борту и имеют большое количество окон, устроенных в корпусе дирижабля.
При большой глубине помещений окна не могут обеспечить нормального освещения средней части палубы, поэтому в этой части расположены те помещения, которые не нуждаются в дневном свете (спальные каюты). Спальные каюты 3 (фиг. 171) в количестве 25 расположены в четыре ряда. Доступ к ним осуществляется через два коридора, проходящие вдоль палубы.Пространство палубы, незанятое спальными каютами, представляет собой две полосы идущих по обеим сторонам и предназначенных для дневных помещений. С левого борта распола-. гается большая столовая /, а с правого - читальный зал, комната для занятий 4
* Материалами для описания пассажирских помещений этого дирижабля послужили: 1) книга Langsdorff, Luftschiffzeppelin LZ-128 и 2) статья Diirr из журнала VDI, т. 80, № 13 13/111, 1936.
173
и салон 5. Кроме того, у самых окон с обеих сторон оставлено место для прогулочной галлереи 6 шириной, примерно, 2 м и длиной 15 м.
Площадь пола нижней палубы, естественно, получилась меньше. Как было сказано выше, здесь расположены вспомогательные помещения. С правого борта непосредственно под читальней, расположенной на верхней палубе, помещается курительная комната 14, под салоном - бар 75, канцелярия дирижабля 77, уборные 18 и умывальные комнаты 19.
С левого борта расположена столовая для командного состава 70, кухня 11, судомойка 72, столовая для экипажа 13, ванная с душем 20 и уборная с умывальником 18. J
Палубы между собой сообщаются двумя лестницами 9.
Фиг. 171. Пассажирские помещения дирижабля LZ-129:
Верхняя п а л у б 'а: 1 - столовая и буфет, 3 - спальные каюты. t - читальня, 5 - салон, 6 - прогулочные галлереи.
II и ж н я я палуба: 10 - столовая командного состава, и - кухня, и судомойка, 13 - столовая экипажа, 14 - курительная, 15 - бар, 1C - шлюз, If - канцелярия корабля, 20 - уборные, умывальные, ван-пая с душем.
/
Пройти из пассажирских помещений в килевой коридор можно только через канцелярию дирижабля 77. Помещения кухни и столовых экипажа также отделены от прочих пассажирских помещений.
По соображению экономии в весе отказались от применения деревянной мебели; здесь она сделана из легкого металла и по внешнему виду походит на мебель из стальных труб, применяемых в ресторанах и кафе.
Наряду с большим удобством она сравнительно легка. По тем же соображениям экономии в весе отказались от деревянной или металлической обшивки стен.
Для обшивки стен применена шелковая аэростатная материя. Наряду с прочностью она чрезвычайно легка.
На плоскостях стен ра-змещены картины, написанные под углом зрения, как будто бы они рассматриваются с высоты "птичьего полета".
Пассажирские помещения дирижабля LZ-130. построенного в конце 1938 г., по планировке несколько отличаются от описанных выше (см. фиг. 172 а). Поме-
174
5
12
Ю
В
Фиг. 172. Планировка пассажирских помещений дирижабля LZ-129.
1 - курительная комната и бар, 2 - кухня, 3 - контора, < - уборные, 5 - главный выход, 6 - спальные" каюты (от 1 до 20), 7 - салон и читальня комсостава, S - килевой коридор, 10 - помещение электрогенератора, и - столовая, 12 - салон
S - столовая
&3N--
	"~	~:~"." ::;. г ":	i L i	j ]_N^^	fl CZl
\S Нижняя палу&а
Фиг. 172а. Расположение пассажирских помещений дирижабля LZ-\3Q:
Верхняя палуба: 1 - столовая и буфет, з - спальные каюты, i - читальня, 5 - салон, 6 - щю-
гулочныс галлерии, 4 - продольные коридоры, 9 - лестничная клетка.
и и и п а л у б а: 10 - столовая комсостава, 11 - кухня, 12 - судомойка, 13 - столовая эки-11 - курительная, И~бар, 17 - канцелярия, 18 - уборные, W - умывальные, 20 - ванная
с душем.
II п ;к паша,
176
щения рассчитаны не на 50 пассажирских спальных мест, что имело место на дирижабле LZ-129, а только на 40 чел. Отсутствуют прогулочные галлереи, за счет чего несколько увеличивается площадь помещений для дневного пребывания пассажиров.
Вместо одного салона имеются два. Курительная комната перенесена на верхнюю палубу.
На нижней палубе отведено помещение для электростанции, в то время как на предшествующем дирижабле она размещалась в килевом коридоре.
Из описанных примеров планировок пассажирских помещений дирижаблей можно получить представление о преимуществах комфорта для пассажиров дирижаблей сравнительно с самолетами.
2. ВНУТРЕННЕЕ УСТРОЙСТВО ПАССАЖИРСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ
Внутреннее устройство различных пассажирских помещений, расположенных на дирижабле, зависит от их назначения.
Ниже приведено описание различных помещений и их внутреннее устройство.
Основные помещения
Спальные каюты. На дирижаблях жесткого типа (LZ-127, R-100, R-101, LZ-129 и LZ-130) спальные каюты устраиваются двухместными или четырехместными с расположением коек в два яруса. Каждый пассажир обеспечивается спальным местом. Площадь, приходящаяся на одного пассажира, выбирается в зависимости от степени комфорта, предоставляемого пассажирам *. При выборе размеров и площади спальных кают можно пользоваться статистическими данными, приведенными в табл. 11.
Таблица 11
Спальные каюты
Н а и м е н о-ванне д и-р и ж а б л я	Габариты каюты			Площадь ж2	Кубатура м3	Число спальных мест в каюте	На одного пассажира	
	длина	ширина	высота				площадь	кубатура
	м	м	м				м-	м3
LZ-126 . . .	2,5	2,0	2,5	5,0	12,5	4	1,25	ЗЛО
LZ-127 . . .	2,0	1,7 ! 2,5		3,4	8,5	2	1,70	4,25
				!				
LZ-129 . . .	2,0	1,9	2,2	4,2	9,2	2	2,10	4,60
LZ-130 . . .	2,0	1,8	2,2	3,6	8,0	2	1,80	4,00
		:						
Наиболее простой и желательной формой каюты является четырехугольная, дающая экономию в весе, сокращающая площадь каютных переборок и облегчающая уборку и содержание помещений в чистоте. Спальные каюты располагаются обычно рядами вдоль дирижабля. При их распределении следует учитывать удобства сообщения с другими пассажирскими помещениями. Месторасположение спальных кают при размещении их в корпусе принимается обычно центральное, как, например, на дирижабле LZ-129. Это, как было сказано выше, делается из тех соображений,чтобы предоставить лучшие (в смысле освещенности) места для помещений дневнзго пребывания пассажиров.
На дирижаблях, где пассажирские помещения размещены в гондоле, спальные кабины имеют дневной свет и могут служить местом пребывания пассажиров в дневное время. Это позволяет несколько уменьшить площадь общих помещений.
* На морских судах, по правилам Регистра СССР, наименьшая норма площади спального места на одного пассажира в судах первой категории (морские, заграничного плавания) принимается равной 1,4 м2, при расположении в четырехместных каютах.
Лосик - 940-12
777
На фиг. 173 показана спальная каюта дирижабля LZ-127. Каюта оборудована двумя койками, расположенными в два яруса - одна над другой, с небольшим шкафчиком для хранения одежды, столом и складным стулом. Верхняя койка может откидываться к стене для превращения нижней койки в удобное сидение в дневное время. Стены и потолки каюты покрыты шелковой материей, различной расцветки и рисунка для каждой каюты.
Для освежения воздуха в каждой каюте устраивается вентилятор. Днем в каютах естественный свет через окна, а вечером электрическое освещение. На фиг. 174 показано внутреннее устройство спальной каюты дирижабля LZ-129. Каюта рассчитана на двух человек. С правой стороны видны расположенные
друг над другом койки. На верхней койке установлена предохранительная веревочная сетка. В дневное время верхняя койка может откидываться кверху.
Фиг. 173. Спальная каюта дирижабля LZ-127.
Фиг. 174. Спальная каюта дирижабля LZ-Ш.
В каюте предусматривается умывальник, откидывающийся к стене. Раковина" стенки и окантовка зеркала сделаны из легкой белой пластмассы. К умывальнику обеспечена подача горячей и холодной воды.
Рядом с умывальником расположена вешалка и платяной шкаф. В выдвижной двери, выходящей в коридор, устроен небольшой откидывающийся столик; также имеется складной стул. Каюта не имеет дневного света и освещается электричеством.
Помещение каюты вентилируется, отапливается и имеет телефон.
Столовые. На пассажирских дирижаблях, предназначенных для кратковременных полетов (12-15 час.), столовая не устраивается, а на них предусматривается только помещение для буфета. Оборудование последнего может быть весьма разнообразно. Желательно предусматривать в оборудовании такие устройства, как кипятильник типа Титан или емкие термосы. >
На первых же пассажирских дирижаблях жесткого типа, рассчитанных на более длительные рейсы, предусматривалось помещение для столовой. Это помещение также использовалось как общее помещение для дневного пребывания? т. е. как салон-гостинная (фиг. 175).
178
На дирижаблях последнего выпуска, как правило, 'под столовую отводится отдельное помещение. При небольшом количестве пассажиров (до 20 чел.) столовая может обслуживать не только их, но и весь экипаж дирижабля. На дирижаблях с числом пассажиров свыше 20 для пассажиров устраивается отдельная столовая.
При больших пассажирских столовых необходимо предусматривать подсобное помещение буфета-раздаточной, где хранится вся сервировка столов и где пассажиры могут получить холодные закуски и напитки.
Помещения столовой и буфета предпочтительно располагать в непосредственной близости от кухни.
Фиг. 175. Столовая на дирижабле LZ-127.
При определении размеров столовой исходят из числа сидячих мест. Это число обычно меньше полного числа-пассажиров на дирижабле. Так, например, столовая дирижабля LZ-129 рассчитана на число сидячих мест, составляющее 67% от полного количества пассажиров.
Для сокращения площади столовой можно прибегать к отпуску обедов в две смены.
Площадь помещения столовой зависит еще от числа и формы обеденных столов. На построенных пассажирских воздушных кораблях применялись столы четырехугольной или круглой формы на два, четыре и самое большее шестнадцать мест.
В табл. 12 приведены площади столовых на различных дирижаблях. По статистическим данным и по аналогии с морскими судами площадь столовой рекомендуется принимать из расчета 1,1-1,6 м2 на одно сидячее место.
Таблица 12 Пассажирские столовые
Наименование	Общее	Мест в	столовой	Общая	Площадь на одно
дирижабля	сажиров	число	в % к общему числу пассажиров	площадь л2	место м-
R-100 .........	100	50	50	90	1 80
R-101 ... . ...	100	50	50	90	1 80
LZ-127 ........	20	20	100	25	1 25
LZ-129 . • .	50	34	67	KR	1 65
LZ-130 ........	40	40	100	50	1 25
					
779
Столовая дирижабля LZ-127 рассчитана на 20-28 сидячих мест и занимает площадь примерно в 25 м2; в столовой имеется четыре больших наклонных окна по два с каждой стороны, дающих хорошее дневное освещение и обзор вниз. Некоторые из окон имеют отворяющиеся фрамуги, что обеспечивает хорошую естественную вентиляцию.
На дирижабле LZ-129 столовая имеет длину около 14 м и ширину 4 м\ общая площадь равна 56 м*. Со стороны прогулочной галлереи столовая отделена невысокими перилами, имеющими по середине проход. В этой столовой размещаются четыре небольших квадратных стола с четырьмя креслами и два круглых стола с пятью креслами у каждого из них. Кроме того, у стен, примыкающих к спальным помещениям, имеется еще четыре прямоугольных стола меньших размеров с двумя креслами около каждого. Таким образом, в столовой 34 сидячих места, что составляет 67% от общего числа пассажиров. Площадь, пола приходящаяся на одно сидячее место, составляет 1,65 м2. Большие окна, идущие вдоль прогулочной галлереи, дают достаточное дневное освещение. В вечернее время помещение освещается небольшими плафонами.
Непосредственно к помещению столовой примыкает буфет, куда из кухни по лифту подается пища.
Салоны-гостинные. На дирижаблях с большим числом пассажиров имеется салон-гостинная, которая служит местом дневного пребывания и отдыха пассажиров. Как указывалось выше, на первых пассажирских дирижаблях отдельных помещений под салон не отводилось, а в этих целях использовались помещения столовых.
Размеры салона могут быть весьма различны; во всяком случае, они зависят, конечно, так же, как помещения столовых, от числа сидячих мест и размеров мебели *.
В табл. 13 приведены данные о салонах на построенных дирижаблях.
Салоны-гостинные
Таблица 13
Наименование	Общее	Мест в	салоне	Общая	Площадь на одно
д и р и ж а о л я	сажиров	число	в % к общему числу пассажиров	л2	место jii2
R-101 .......	100	115	115	210	1 85
LZ-Ш ........	20	20	100	25	1 25
LZ-129 . . ........	50	17	34	34	200
LZ-130 ..........	40	40	100		
					
На дирижабле LZ-129 имеется салон, рассчитанный на 17 сидячих мест (34%от полного числа пассажиров). Салон устроен по правой стороне верхней палубы дирижабля (фиг. 171, 5); низкими перилами из легких металлических труб он отделен от прогулочной галлереи. Освещение естественное, через ряд окон, идущих вдоль борта.
Меблировка и оформление салона показаны на фиг. 176.
Комнаты для занятий (читальни). На пассажирском дирижабле могут находиться пассажиры, которые совершают путешествие не только с туристской целью, поэтому необходимо предоставить им возможность спокойно работать. Для этих целей отводится специальное помещение для занятий, чтения и корреспонденции. При ограниченной площади такие помещения отдельно не устраиваются.
На морских кораблях на 1 сидячее место площадь пола принимается 1,5-2,5 ж2.
/80
На более комфортабельно устроенных кораблях такие помещения имеются, например на дирижабле LZ-129 комната для занятий расположена по правому борту, в углу верхней палубы (фиг. 171, 4) по соседству с салоном. Она рассчитана на 10 сидячих мест, т. е. на 20% от общего числа пассажиров.
Достаточное представление о меблировке комнаты для занятий дает фиг. 177.
Фиг. 176. Салон дирижабля LZ-129.
Курительные комнаты. На дирижаблях, наполненных водородом, вначале воздерживались от устройства курительной комнаты. Это создавало большие неудобства для курящих пассажиров. С другой стороны, не было гарантии в том,
Г
1 1	"Tjfr-**	'If'
i 1	,-•?, *./.	if
Ч "гй* 1! "•-•		Л
it *~ч
, **
Фиг. 177. Читальня на дирижабле LZ-129.
что курение не будет происходить нелегально, в спальных каютах, уборных и других помещениях, поэтому устройство специального помещения для курения с принятием соответствующих мер дает больше гарантии в безопасности.
На дирижаблях, наполненных гелием, и эти соображения безопасности сокращаются.
181
На дирижабле LZ-129 курительная комната (фиг. 178) рассчитана на 16 сидячих мест, т. е. 32% от полного числа пассажиров*; общая площадь пола составляет 23 мг, следовательно, на одно сидячее место приходится 1,45 м2.
Курительная комната не входит в общую систему вентиляции и имеет специальную принудительную систему воздухопитания, благодаря которой она может длительное время находиться под сверхдавлением. Таким образом проникновение воздуха из внутренней части дирижабля в курительную совершенно исключено. Это имеет существенное значение при наполнении дирижабля водородом.
Фиг. 178. Курительная комната дирижабля LZ-129.
Благодаря хорошей изолированности от прочих помещений дирижабля курительная может быть использована в случае необходимости для наполнения баллонов водородом. Доступ в курительную возможен только через дверь, оборудованную в виде шлюза. Шлюзовая дверь может открываться пассажиром самостоятельно только внутрь. Для выхода наружу необходимо прибегать к помощи человека, обслуживающего это помещение. Таким образом осуществляется контроль.
Помещение курительной оборудовано четырьмя круглыми столами, восемью мягкими креслами. Вдоль стен, в местах, свободных от окон и дверей, размещены мягкие диваны. Помещение курительной может служить для игры в шахматы, домино и т. п. Рядом с курительной расположено помещение бара. Стены обтянуты не материей, а кожей толщиной 1 мм, что создает хорошую воздухоизоля-цию и декоративно украшает помещение. В целях пожарной безопасности предусмотрено специальное устройство пепельниц. Пепельницы-вделаны в столы, автоматически защелкиваются и тушат брошенную папиросу.
Прогулочные галлереи. Длительные рейсы (5 - б суток) чрезвычайно плохо отражаются на самочувствии пассажира, если он ограничен в возможности прогуляться. Для последних целей необходимо отводить, кроме прочих пассажирских помещений, еще площадь для прогулок, так называемые прогуле ч-н ы е галлереи. Нормы площади для них не установлены **.
Ширина обычно может приниматься в пределах от 1,2 до 5 м. По длине прогулочные галлереи должны быть возможно больше. Хороший обзор с корабля
* На морских судах площадь помещения курительной комнаты определяется числом сидячих мест, принимаемым 15-40% от общего числа пассажиров, при площади на 1 сидячее место 1,5-2 /I2.
** Прогулочные палубы на морских судах,предназначенные для тех же целей, выбираются площадью для пассажиров 1-го класса 2,5-5 м3, 2-го класса 2-3,5 м- и 3-го класса 1,5-2м2 на одного пассажира.
182 '
вниз и в стороны является необходимым условием, предъявляемым при проектировании прогулочных галлерей.
Прогулочная галлерея дирижабля LZ-129 устроена по обеим сторонам пассажирских помещений; ширина ее примерно 2м и длина 15 м. Галлерей правого и левого бортов соединены поперечным коридором. Общая длина всех прогулочных галлерей на дирижабле составляет примерно 50 м.
Для того чтобы дать возможность пассажирам ближе подойти к наклонным окнам, балки пола верхней палубы вынесены за пределы поперечного сечения корабля.
Вспомогательные помещения
Кухни. В целях экономии места принято устраивать одну общую кухню для пассажиров и экипажа. Расположение кухни на корабле взаимно связано с помещениями столовых (пассажирской и экипажа). Кухня может быть расположена в одном этаже со столовой или в разных. При расположении в одном этаже (на дирижаблях LZ-126, LZ-127 и др.) и близком расстоянии кухни от столовой достигается более удобное обслуживание пассажиров.
При расположении в разных этажах на нижней палубе помещается обыкновенно кухня, а на верхней, непосредственно над кухней, пассажирская столовая (на дирижабле LZ-129).
Такое расположение выгодно иногда в смысле лучшего использования отводимого пространства, но, с другой стороны, несколько затрудняет обслуживание.
Для хранения провизии предусматриваются отдельные помещения или определенные места в килевом коридоре или в кухне. При длительных рейсах для хранения скоропортящейся провизии (мясо, рыба, масло, овощи и т. п.) необходимо иметь холодильники и небольшую рефрижераторную установку для выработки искусственного льда.
Размеры помещения самой кухни и ее оборудование зависят от общего числа обслуживаемых пассажиров и экипажа, а также от способа обслуживания (отпуск общих блюд или порционных по карточке).
Ширина плиты на кухне принята от 500 до 700 мм, а длина в зависимости от количества изготовляемых блюд.
Отопление кухонных плит, применяемых на дирижаблях, почти исключительно электрическое. Преимуществами этой системы отопления являются: чрезвычайно простая подача тепла, незначительная загрязняемость топок, отсутствие потери времени на растопку и отсутствие затруднений в регулировке горения и температуры нагрева.
Устройство отопления кухонных плит другого типа (газовое, нефтяное, паровое) вызывает увеличение веса оборудования, затруднения в эксплоатации и не всегда осуществимо, особенно когда подъемным газом служит водород, а не гелий.
Несмотря на сравнительно высокие эксплоатационные расходы, электрическая плита находит наиболее широкое применение на дирижаблях.
Впервые электрическая плита была установлена на дирижабле LZ-120 постройки 1919 г. Потребляемая ею мощность 500 W. На последующих моделях дирижаблей помимо плиты устраиваются и другие электроприборы.
На дирижабле LZ-127 помимо электрической плиты и кастрюль для варки с электронагревателями устроены духовой шкаф и электрическая мойка, снабжающая кухню горячей водой и имеющая приспособление для мытья посуды. Кроме плиты в кухне устроены специальные электрические кипятильники для приготовления чая, кофе, какао. В связи с введением такого количества элементов нагрева общая мощность, потребная для кухни дирижабля LZ-127, достигает 4,5 kW. Удельный расход мощности на 1 чел. составляет 0,095 kW.
На фиг. 179 представлен общий вид описываемой кухни. Как видно из приводимой фотографии, вся кухонная утварь размещена весьма компактно. Это имеет особо важное значение, если учесть, что площадь, отводимая под кухню, была чрезвычайно мала.
183
Наиболее благоустроенная и оборудованная кухня на дирижабле LZ-129, Помещение кухни имеет площадь около 23 и*2; планировка ее показана на фиг. 180.
Кухня предназначена для обслуживания как пассажиров, так и экипажа,, поэтому ее расположение взаимно связано со столовыми. Столовые экипажа и пассажиров располагаются по соседству.
Сообщение с первой происходит через прилегающую к кухне моечную, а со второй - через коридор, проходящий по оси дирижабля, и через окно в кухне.
Так как столовая для пассажиров размещена на верхней палубе, сообщение с нею (транспортировка кушаний и разгрузка от грязной посуды) осуществляется при помощи лифта. Устройство лифта дает большие удобства и некоторую экономию в площади по сравнению с лестницами.
Максимальная нагрузка лифта 60 кг~, эксплоатационная скорость подъема 0,4 м/сек. Лифт сообщается ре с самой столовой, а с буфетом-; наздаточной, расположенным рядом
Фиг. 179. Кухня с оборудованием и утварью на дирижабле LZ-127*
1 - электрическая плита, 2 - духовой шкаф, 3 - кипятильник, 4 - бак чистой воды.
Фиг. 180. Планировка кухни [на дирижабле. LZ-129
1 - электроплита, 2 духовой шкаф, 3 - стол, 4 - чо-лодильннк, а - стол для мытья посуды, 6 - судомойка, 1 - лифт.
с ней. Обслуживающий персонал пользуется приставной листницей-стремянкой.
Оборудование кухни выполнено рационально и вместе с тем комфортабельно.
Плита изготовлена из легкого металла длиной 1620 мм, шириной 700 мм, размещена у окон поперек дирижабля и имеет четыре очага диаметром 350 мм. каждый для варки пищи.
Температура нагрева плиты регулируется автоматически при помощи специального регулятора. Нагревательные элементы залиты в силуминовые пластины, чем достигается особенно благоприятная передача тепла на рабочую поверхность.
Рядом с плитой расположен духовой шкаф. Шкаф имеет три духовки, из которых две размером 600x400x300 мм и одна размером 500х 400 х 150 мм. Расход энергии на каждую духовку 900 W. Кроме того, в кухне имеется холодильная установка для изготовления искусственного льда. Она состоит из двухцилиндрового компрессора, смонтированного на легкой металлической раме, вместе с электромотором в 500 W и конденсатором с воздушным охлаждением. В качестве охлаждающего вещества применяется S02 - двухокись серы (сернистый ангидрид). Часовая выработка при температуре испарения - 10° С и температуре внешнего воздуха + 25° С равна 350 б. кал.
Теплая вода получается не из кипятильников, а используется вода, охлаждающая дизельмоторы ЦЭС дирижабля, поступающая по водопроводу в алюминиевые
184
котлы. Это дает значительную экономию в расходе электроэнергии. Наибольшая мощность всего электрического оборудования кухни 12,6 kW. Электроэнергия поступает от центральной электрической станции дирижабля. Удельный расход электроэнергии на одного человека приблизительно 0,126 kW.
Посуда и прочая кухонная утварь почти исключительно алюминиевая и размещается на специальных полках над плитой и под нею.
Особое внимание обращено на удаление кухонных испарений и нормальный обмен воздуха в помещении самой кухни, а также в прилегающих помещениях. Помимо хорошей естественной вентиляции через окна, выходящие наружу, предусмотрена достаточно мощная искусственная вентиляция через вытяжную шахту.
Непосредственно к кухне примыкает небольшое помещение, предназначенное для мытья посуды и кухонных отбросов. Здесь имеется специально оборудованный стол из легкого металла с котлами для воды. Кухня включена в общую-телефонную систему дирижабля.
На военном дирижабле ZRS-4 ("Акрон"), заполненном гелием, применялось газовое отопление кухонной плиты пропаном. Последний сохраняется в стальных баллонах; сжигание его происходит под предохранительной крышкой из специальной проволочной сетки. Помещение кухни изолировано, стены и полы огнеупорны. Плита выполнена из алюминия и вес ее около 50 кг. Кроме плиты и кипятильника, обогреваемых пропаном, есть электрические приборы для приготовления кофе и ужина. Кухонная плита и остальные нагревательные приборы рассчитаны на обслуживание 75 чел. Кухонная утварь сделана из алюминия, а столовая посуда из бумажной массы; ее употребление рассчитано на один раз, и после употребления она выбрасывается за борт. В кухне предусмотрены приспособления для хранения кухонных отбросов; последние выбрасываются за борт по мере надобности (как балласт).
Санитарные помещения
Особых требований к размещению санитарных помещений на дирижаблях не предъявляется, так как под них отводятся свободные площади. Желательно их располагать вблизи лестниц и трапов и выходов в коридоры, что упрощает пользование ими.
Уборные устраиваются на каждом дирижабле. На учебных дирижаблях с небольшим количеством экипажа ограничиваются устройством уборной на одно очко. Нормы, устанавливающие количество пассажиров, приходящихся на одно очко, отсутствуют *. Уборные должны быть мужские и женские; количество рассчитывается, исходя из возможного числа пассажиров каждого пола; на дирижабле должно быть не менее одной для каждого пола. В мужских уборных, кроме ватерклозетов, необходимо предусматривать писсуары из расчета на одно мужское ватерклозетное очко один писсуар. Размеры одиночного ватерклозета, как минимум, могут приниматься 1,0х 0,8 л* при высоте помещения 1,85 м. Стульчаки по ширине принимаются 450 мм. Полы уборных необходимо покрывать специальной мастикой или легкими плитками, дающими возможность содержать их в чистоте. Метлахские плитки, применяемые обычно на морских судах, по своему весу тяжелы для дирижаблей. Ватерклозеты должны устраиваться с достаточно обильной промывкой, для чего может быть предусмотрено устройство специального бака, расположенного в корпусе дирижабля, который питает ватерклозеты по трубопроводу. Для отвода смывных вод предусматривается к а-нализационнаясистема. Помимо водопровода и канализации необходимо обеспечить надежную вентиляцию уборных, освещение их и отопление. Освещение может быть принято как естественное, так и искусственное (электрическое) в зависимости от расположения уборных. Уборные размещаются обособленно от других помещений. От соседних помещений они должны быть хорошо изолированы.
Умывальные для пассажиров устраиваются обычно отдельно от экипажа. Умывальники могут быть общие, и тогда они располагаются в отдельных
* Минимальная норма для морских судов - 1 очко на 50 пассажиров.
185
помещениях, в непосредственной близости от уборных, что упрощает систему канализации сточных вод. Кроме того, на больших дирижаблях желательно устройство их в спальных каютах, что представляет большие удобства пассажирам. Для выбора числа умывальников можно рекомендовать устройство 1 крана на 15 пассажиров. При общих умывальниках краны следует устраивать в расстоянии не ближе 600 мм друг от друга. Пол под умывальником и переборки на высоту, примерно, 1,25 м от пола должны быть покрыты водонепроницаемым материалом.
Как к общим, так и к отдельным умывальникам должна быть подведена по водопроводу пресная вода, которая на больших дирижаблях поступает из соответствующего бака. На более комфортабельно оборудованных дирижаблях необходима бывает подача в умывальники и горячей воды. На небольших дирижаблях, где расход воды невелик, можно расположить небольших размеров бак при самом умывальнике, заливка которого производится ведром или кувшином, но при таком устройстве необходим более тщательный уход за помещением умывальных. Грязная вода из умывальников отводится через сточный трубопровод. Помещения для умывания должны иметь естественное или искусственное освещение, надежную вентиляцию и отопление. На фиг. 181а представлена умывальная комната дирижабля LZ-129. Она оборудована двумя умывальниками, зеркалами и различными принадлежностями для туалета. В умывальнике два крана с горячей и холодной водой. Освещение дневное через небольшое окно, а в вечернее время - электрическое.
Ванные и душевые на дирижаблях, построенных до дирижабля LZ-129, не устраивались. Хотя с гигиенической точки зрения устройство ванн на дирижабле желательно, но для их размещения требуется дополнительная площадь при сравнительно слабой их пропускной способности. Приготовление и уборка этих помещений требуют специального обслуживающего персонала. Гораздо рациональнее применять вместо ванн души с горячей и холодной водой. Помещения для душей обеспечивают большую пропускную способность при относительно малой площади и не требуют специального обслуживающего персонала. Для некоторого представления о системе водоснабжения и канализации санитарных и других помещений на фиг. 1816 приведена схема, примененная на дирижабле LZ-127.
Санитарные каюты для изоляции внезапно заболевшего пассажира на воздушных кораблях пока не устраивались, поэтому о рациональности устройства таких кают судить трудно*. Однако можно заметить, что в устройстве санитарной каюты на кораблях с числом пассажиров до 50-75 чел. не встречается острой необходимости, и при заболевании пассажира или кого-либо из состава экипажа может быть использована одна из спальных кают, которая должна быть изолирована.
3. ПОМЕЩЕНИЯ ДЛЯ ЭКИПАЖА
Работа экипажа, обслуживающего дирижабль, часто протекает в тяжелых условиях, требующих большой затраты физических сил и нервной энергии. Это заставляет при проектировании помещений для экипажа обращать особое внима-
* На морских судах при количестве пассажиров не менее 300 чел. устраивается санитарная каюта на 1 койку для изоляции внезапно заболевшего пассажира.
186
Фиг.
181а. Умывальная LZ-129.
дирижабле
К шпангоуту ISO
Насос В В
Сточная fioda.
Трубопровод для ''свежей Bodbi ^.175
РасходнЬш <л. ы бачеЬ ho
У:
Чмы бальная для 'КоманШ
Для свежей Bodhi
"^\_ Уму Сальна я для 1 пассажиров
Свежая Soda
Схема расположения свежей Подо/
Разрез а-а Разрез b~b
Фиг. 1816. Схема водоснабжения и канализации дирижабля L7.-127.
Кцхня
Разрез с-с
ние на предоставление ему максимально удобных условий работы и жизни на дирижабле. В зависимости от размеров дирижабля, его назначения и количества членов экипажа под помещения отводится соответствующая площадь и предусматривается их устройство.
На дирижаблях мягкого типа, рассчитанных на кратковременные полеты (12-15 час.), с количеством членов экипажа по числу рабочих мест, не преду сматривается каких-либо жилых помещений для экипажа. Обычно в этом случае члены экипажа проводят весь полет в гондоле управления, каждый за своим рабочим местом. Учитывая последнее обстоятельство, необходимо к проектированию рабочих мест подходить особо тщательно, удовлетворяя требования летно-подъемного состава и предоставляя максимальные удобства на рабочих местах.
,/>-
Гамаки
lllkiHpvuku
Фиг. 182. Схема устройства спальных мест для экипажа в киле дирижабля.
На дирижаблях полужесткого типа, полет которых может длиться несколько суток и где работа экипажа проводится по вахтам, необходимо предусматривать, если не отдельные жилые помещения, то, по крайней мере, места для отдыха членов экипажа, несущих вахту. Наличие килевой фермы (с вершиной, обращенной кверху) дает возможность устройства спальных мест. Последние размещаются внутри киля. Обычно в этих случаях не прибегают к делению килевого пространства на отдельные помещения, и это дает преимущество в смысле воздухообмена. При расположении спальных мест вдоль килевой фермы следует избегать помещения их вблизи грузовых, гайдропных и других люков, так как, несмотря даже на хорошую изоляцию последних, существует интенсивное поступление воздуха снаружи, а это может вызывать простудные заболевания.
На фиг. 182 дана схема устройства спальных мест экипажа, расположенных в килевой ферме полужесткого дирижабля. Конструктивно спальные места выполняются в виде подвесных коек, наподобие гамаков. Размеры их по длине не менее 1,85 м, а по ширине не менее 0,6 м. Располагать койки рекомендуется не более чем в два яруса. Подход к койкам осуществляется с длинной их стороны. Ширина прохода между койками при расположении их по обеим сторонам килевой фермы должна быть не меньше 0,7 м.
На дирижаблях жесткого типа большого объема, предназначенных для дальних рейсов, с большим составом экипажа, доходящим до 50 чел., уже необходимо устройство для экипажа общих спальных кают и бытовых помещений.
7SS
На дирижабле LZ-126 по бокам килевого коридора предусмотрены следующие помещения его экипажа: каюта командира, две каюты пилотов, столовая для командного состава, шесть спальных кают для экипажа, два помещения кают-кампаний, две умывальных комнаты.
Помещения для экипажа дирижабля LZ-127 расположены группами в килевом коридоре. Спереди, вблизи рубки управления расположена каюта командира, оборудованная койкой, диваном, столом и гардеробом. Имеется еще три одноместных каюты пилотов, оборудованные койками, столами и сиденьями. Команда размещается в двухместных каютах. Последние представляют собой пространства, отделенные от прохода только матерчатыми шторками. Все спальные места размещены таким образом, чтобы доступ к рабочим местам был наиболее коротким. Так, например, помещения для бортмехаников отодвинуты к корме, где помещаются моторные гондолы.
Жилые помещения экипажа дирижабля LZ-129 распределены по килевому коридору тремя группами. В носовой части, перед гондолой управления расположены помещение командира корабля, три спальных каюты пилотов и пять двухместных спальных кают экипажа. В средней части килевого коридора имеются две одноместные и десять двухместных кают. В кормовой части перед оперением есть еще шесть двухместных спальных кают. В килевом коридоре помещаются также уборные и умывальные, снабжаемые горячей и холодной водой. Столовые для экипажа расположены в комплексе пассажирских помещений на нижней палубе.
Жилые помещения для экипажа дирижабля ZRS-5 расположены в средней части корабля, рядом с ангаром для самолетов. С левой стороны помещается уборная, умывальная и две просторные спальные каюты. Одна из спальных кают для лиц младшего комсостава располагает восемью койками, а другая для членов экипажа - двадцатью койками. С правой стороны расположены помещение для генератора, кухни, общая столовая для экипажа, столовая для младшего комсостава, столовая (каюткампания) для старшего командного состава и две спальных каюты, имеющих по четыре койки для старшего командного состава. Количество коек соответствует тому количеству членов экипажа, которое осталось свободным после вахты.
Командиру дирижабля и его помощнику по административной части отведены отдельные каюты. К командирской каюте примыкают две каюты: одна из них на две койки для вахтенного, а другая на четыре койки. Каютные койки как командного состава, так и экипажа сконструированы таким образом, что представляют часть конструкции самого дирижабля. Обстановка кают состоит из стульев, столов, пюпитров, шкафчиков, изготовленных из алюминия.
Спальные каюты обычно рассчитываются на помещение в них двух человек, причем командный состав (командир, пом. командира) размещается, как правило, в одноместных каютах. Это дает возможность делать спальные каюты небольших размеров, экономно используя отводимое пространство. На некоторых дирижаблях (например ZRS-4, ZRS-5) устраивались спальные каюты не на двух человек, а на гораздо большее число. Спальные каюты экипажа чаще всего располагаются в килевом коридоре, по всей его длине в местах, остающихся после размещения основных эксплоатационных грузов (горючее, балласт, грузы). Размещение отдельных членов экипажа по каютам взаимно связано с расположением их рабочих мест. Так, например, каюты командира дирижабля и пилотов желательно располагать ближе к гондоле управления; каюты бортмехаников - ближе к моторным гондолам; помещения для персонала, обслуживающего пассажиров, - в непосредственной близости от пассажирских помещений и т. д.
При размещении экипажа в отдельных каютах рекомендуем принимать объем их из расчета 4 м3 на одного человека, а высоту помещения при одноярусном расположении коек - не менее 1,85 м и при двухярусном - не менее 2 м.
Оборудование каюты состоит обычно из коек, столика, стульев и индивидуальных шкафиков для хранения вещей.
Расположение коек может быть одноярусное и двухярусное, в зависимости от высоты отводимого пространства. При двухярусном расположении желательно
189
нижнюю койку помещать на высоте от пола не менее 0,4 м, а расстояние между верхней и нижней койкой назначать не менее 0,85 м. Иногда нижняя койка располагается в уровне пола, что, вообще говоря, неудобно для пользования ею. Койки должны удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям; они выполняются в виде жесткой рамы, на которую натягивается сетка или парусиновая материя. Размеры койки, измеренные по внутренним кромкам рамы, могут быть приняты, как и для подвесного типа, по длине 1,85 м при ширине 0,7 м.
В зависимости от численности экипажа на дирижабле предусматривается одна или две столовых. Местоположение их - или в комплексе пассажирских помещений вблизи кухни, или в килевом коридоре. Площадь столовой выбирается из расчета 1,0 м2 на сидячее место. Число сидячих мест зависит от количества свободных от вахты членов экипажа. На больших дирижаблях обычно вахта составляет, примерно, а/3 всего состава и, таким образом, число сидячих мест принимается равным 2/3 состава экипажа.
4. СЛУЖЕБНЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ
К числу служебных помещений дирижабля относятся: грузовые помещения, корабельная мастерская и складские помещения запасных частей, помещение корабельного инженера, помещение электростанции и радиорубки, контора дирижабля и т. п. В настоящем разделе описано назначение и устройство некоторых из служебных помещений.
Грузовые помещения
Грузовые помещения на больших транспортных дирижаблях предназначены для приема на борт различных грузов, общий вес которых достигает 12 т. Большой вес грузов требует рассредоточить их по всей длине дирижабля, поэтому грузовые помещения располагаются обычно в килевом коридоре по обеим сторонам его. Число грузовых помещений и грузоподъемность каждого из них назначаются сообразно роду и весу перевозимого груза. Расположение отдельных грузовых помещений по коридору дирижабля выбирается согласно весовому балласту и условий хорошей центровки*.
Наиболее простым в конструктивном отношении типом грузового помещения является так называемая грузовая площадка (фиг. 182а). Конструктивно она представляет собой две поперечных рамы /, собранные из труб и соединенные между собой в продольном направлении четырьмя тросами 2. Все грани полученного таким образом параллелепипеда, кроме верхней, обтягиваются прочной проволочной сеткой, которая поддерживает груз. Сверху площадка затягивается веревочной сеткой 3, которая не дает грузу возможности выпасть при диференте и крене дирижабля.
По восьми углам площадки предусматриваются ушки, при помощи которых она тросами укрепляется в килевом коридоре (фиг. 182а). Натяжение тросов подвески регулируется при помощи тендеров. Подвесная система (фиг. 1826), выбранная для крепления грузовых площадок, должна быть статически неизменяемой, что обеспечивает неподвижность площадки во всех случаях.
Панели обтяжек коридора, в которых расположены грузовые площадки, имеют открывающиеся люки. Размеры люков должны соответствовать габаритам поднимаемых на борт дирижабля грузов. Во время погрузки и выгрузки грузов панельные расчалки могут сниматься. Для подъема и опускания грузов служат подъемные механизмы. В качестве последних применяются ручные или электрические лебедки. Грузоподъемность лебедок, применяемых на корабле, - 200 - 500 кг. Конструирование лебедок особой сложности не представляет и ведется по общим правилам машиностроения, однако особые требования предъявляются при выборе материала. Материалом может служить дюралевое или электронное литье, прутковый и листовой дуралюмин.
* Грузовые помещения дирижабля LZ-129 были рассчитаны на нормальный вес перевозимого груза 8700 кг. Грузоподъемность между отдельными помещениями распределялась следующим образом: десять помещений по 500 кг, два по 600 кг и одно 2500 кг.
Расположение помещений по коридору дирижабля показано па фиг. 3.
190
ш
c>Vw ~ъ*
^Wo\'>w4*
ттт^:]Ш^^
••^'^ri-^:
•: '• •: •••: • '••': • - 'Г ^тЗДЖ;
ЛЛ^й^й^т--V.V \ч"" •-, ' ;-i. •,--.. r-L. '^•fJГ^•^UГ^^^aT &?if\\$~* •*• '"'•'• с"Хг><.' 7"*-' ' • • чTSLJ^-^r^N-tNCj^4-
,~ -ъ'-*'^~'-.'.'^-V>''v^'V*\"fe^r5i^'^^^t^'
/ ^ЩШФР^
Фмг. 182а. Конструкция грузовой площадки.
\
Фиг. 1826. Крепление грузовой площадки в килевом коридоре.
79Т
Крепление лебедки к конструктивным элементам коридора должно быть съемным на болтах для возможности снятия лебедки и установки ее в другом месте коридора.
Корабельная мастерская
На дирижаблях большого объема отводится специальное помещение для корабельной мастерской. Здесь располагается все существенно необходимое для срочного ремонта и скорейшего возвращения дирижаблю его летных качеств в случае обнаружившихся повреждений и неисправностей оборудования или конструктивных элементов. Номенклатура оборудования и снаряжения корабельной мастерской устанавливается на основании эксплоатационной практики. В основных чертах оборудование и снаряжение мастерской состоит из одного-двух небольших столов-верстаков с комплектами различного инструмента (моторный, такелажный, слесарный, баллонный, электротехнический и т. п.) с набором материалов и нормалей (баллонные материалы, листовой дуралюмин, листовая сталь, заклепки, болты, гайки, ролики, тросы разных диаметров, проволока, веревки, шпагат). Обычно здесь же в мастерской или вблизи от нее хранятся запасные части (поршни, клепачи, фильтры, отстойники, кольца, свечи, прокладки, карбюраторы, магнето, трубопроводы, балочки, профили, раскосы и т. п.), запасное аэронавигационное оборудование, приборы для определения чистоты газа, динамометры, тросовые тензометры и т. п.
Помещение мастерской располагается обычно в килевом коридоре.
Помещение корабельного инженера
В то время как командир дирижабля руководит полетом, корабельный инже-мер обеспечивает полеты и отвечает за хорошее состояние всех систем оборудования и материальной части дирижабля в целом.
На дирижаблях жесткого типа в распоряжении корабельного инженера находятся бортмеханики, такелажмейстеры, электромонтеры и механики. Наиболее выгодное расположение помещения корабельного инженера следует признать в килевом коридоре. Отсюда обеспечен скорейший доступ во все подсобные помещения и к различным устройствам и оборудованию. Помещение оборудовано столом, стулом, соответствующей аппаратурой для связи с другими помещениями и частями корпуса. Здесь обычно устанавливается машинный телеграф для связи с моторными гондолами, указатель скорости, сигнальные приборы газового давления. Также обеспечена прямая связь с командиром дирижабля. '
5. ХОДЫ СООБЩЕНИЯ
Для доступа к отдельным устройствам на дирижабле в целях осмотра и ремонта их и для соединения отдельных помещений между собой служат ходы сообщения.
На мягких дирижаблях, где почти все оборудование находится в гондоле, необходимо обеспечить доступ только на хребет оболочки для осмотра и ремонта газовых клапанов, проводки управления к ним и штурвальной проводки руля направления. Для этих целей служит газовая шахта с подвесной лестницей (фиг. 26).
На полужестких дирижаблях большое количество устройств расположено в килевой ферме (проводки управления, баки, причальные устройства и пр.). Доступ к ним из рубки управления легко осуществим. Обычно из гондолы в киль попадают по приставной лестнице через люк в потолке. Для удобства подъема лестница устанавливается не вертикально, а с небольшим (10-15°) наклоном (фиг. 183).
В киле передвижение членов экипажа осуществляется по мостикам и трапам, перекинутым через шпангоуты и идущим от крайней носовой части до оперения-
При киле с вершиной, обращенной наружу, мостиками служат нижние стрингерные балочки, для чего на них укладывается настил. Последний представляет
-792
Труба ф 35''32 •
Триба ф25*23
300~350лин
Фиг. 183. Лестница из алюминиевых труб.
!%0-40й
Фиг. 184. Мостик в киле с вершиной, обращенной наружу
1 - поручни, 2 - мостик, 3 - хомутик, 4 - нижний стрингер, S - шайба, в - фанера (2-3-мм), 7 - гофр.
193
собой дуралюминовый поперечный гофр толщиной 0,5-0,8 мм с приклепанной фанерой толщиной сверху 2-3 мм (фиг. 184). Со стороны фанеры под заклепки подкладываются дуралюминовые шайбы диаметром 10-12 мм и толщиной 1 мм. К стрингерным балкам панели настила крепятся при помощи хомутиков. При расчете балочек необходимо учитывать местные нагрузки от двух человек.
При киле с вершиной, направленной внутрь, применяются мостики двух типов: свободные и подвесные.
Фиг. 185. Свободный мостик Tf~ушко, 2 - гофр, 3 - фанера.
Свободные мостики представляют балку на двух опорах. Опорами в этом случае служат нижние балочки соседних шпангоутов. На фиг. 185 показана осуществленная конструкция свободного мостика. Он представляет собой решетчатую балочку трехгранного сечения. Пояса выполнены из дуралюми-новых Q-образных профилей. По длине балочка разбита на несколько панелей, а последние отделены друг от друга диафрагмами из листового дуралюмина толщиной 1-0,8 мм с отверстиями для уменьшения веса мостика. Длина панелей принимается обыкновенно 400-500 мм. В панелях балочки расчаливаются стальной проволокой диаметром 1 - 1,5 мм. В концах балочки к верхним поясам ее приклепываются стальные ушки, при помощи которых балка опирается и крепится на шпангоуте. Крайние панели для большей жесткости зашиваются листовым дуралю-мином. К верхним поясам приклепывается настил из гофра и фанеры.
На фиг, 186 приводится другая конструкция свободного мостика. Здесь профили заменены дуралюминовыми трубами дна-
Фиг. 186. Мостик с трубчатыми поясами. метром 30-27 мм. Вместо диа-
фрагм приняты трубчатые подкосы, укрепленные к поясам через сварные стаканчики. Настил остается той же конструкции.
От вышеописанных свободных мостиков значительно отличаются подвесные м о с т и к и. На фиг. 187 изображена схема и конструкция подвесного мостика. Балочка не трехгранная, как у свободных мостиков, а плоскостная и состоит из двух продольных труб диаметром 25-23 мм, соединенных между собой через 800 мм поперечными трубами. Трубы оплетаются проволочной сеткой, которая служит настилом. В местах установки поперечных труб предусмотрены ушки, к которым присоединяются проволочные расчалки подвесной системы из стальной проволоки диаметром 1,8 мм. Расчалки сходятся по средине панели над мостиком на распорной трубке; которая расчалена за верхние узлы соседних шпангоутов. Вес мостика с подвесной системой пролетом в 4 м составляет 3,5 кг.
194
В носовой части, где наклон килевой фермы круче, вместо мостиков применяют трапы. По конструкции они сходны с свободными мостиками, только настил в них заменен ступеньками (фиг. 188). Ступеньки трапа выполняются составными из трубы и имеют деревянные накладки, которые покрываются рифленым алюминием. Стаканчики, к которым крепятся ступеньки, дают возможность при сборке устанавливать их плоскость в нужном положении, в зависимости от уклона трапа.
Труба ф25*?л
Стрингер
\ - воо-^
Фиг. 187. Подвесной мостик.
Доступ на хребет оболочки в полужестких дирижаблях осуществляется через газовую шахту или носовой люк.
Для сообщения киля с боковыми моторными гондолами служат мостики, устанавливаемые на подкосах моторной гондолы, а с задней моторной гондолой
из киля сообщаются чаще всего по специально устроенной лестнице.
Для выхода из гондолы на землю при стоянке дирижабля служат сходные (з а -б о р т н ы е) т р а п ы, которые в полете убираются внутрь. На фиг. 189 показан небольшой трап, примененный на дирижабле объемом 5000л/3.
Фиг. 188. Расположение трапов в киле 1 - киль, 2 - трап, 3 - мостин.
Он состоит из двух дуралю-миновых труб диаметром 35 - 33 мм, связанных через 350мм ступеньками; ступеньки изготовлены из труб диаметром 25-23 мм. На дирижаблях жесткого типа выход из гондолы обеспечивается при помощи лестницы, убирающейся в полете и устанавливаемой, когда это нужно. Конструкция такой лестницы видна из фиг. 190.
195
Фиг. 189. Забортный трап из гондолы дирижабля.
Фиг. 19Э' Забортный трап из гондолы дирижабля LZ-129.
В пассажирских помещениях для сообщения отдельных кают и других поме' щений между собой служат продольные и поперечные коридоры.
При двухпалубных помещениях доступ с одной палубы на другую осуществляется по лестницам (фиг. 191). При проектировании желательно, чтобы на каждую лестницу приходилось возможно меньшее количество пассажиров.
Располагают лестницы так, чтобы пассажир, находящийся в каюте или другом помещении, был удален от лестницы не более чем на 10-15 м. Расположение может быть двоякое: а) в продольном направлении по оси дирижабля, т. е. симметрично по обоим бортам, б) в поперечном направлении, т. е. в диаметральной плоскости дирижабля. Особое внимание должно обращаться на устройство удобных лестниц для схода в общие помещения (столовые, салоны и т. п.), где скопляется большое число пассажиров.
Уклон лестниц может приниматься равным 30°, но из соображений экономии площади в некоторых слу-: чаях он может быть и больше, но | во всяком случае не более 57°. Ширина лестницы должна быть достаточна для того, чтобы разойтисьi двум пассажирам, т. е. от 0,8 до 2,0 м; ^ нормальной шириной следует считать 1,0 м. При расположении лестниц необходимо учитывать удобное их распределение, обеспечивающее быстрый выход из данного помещения.
В дирижаблях жесткого типа вдоль дирижабля проходит килевой коридор, который начинается от носового купола и доходит до начала плоскостей оперения. Таким образом коридором соединяются все служебные помещения, жилые помещения экипажа и открывается доступ к оборудованию, расположенному в киле. Кроме килевого коридора на таких дирижаблях иногда предусматривается устройство коридора, проходящего по оси дирижабля, - так называемый осевой коридор. Он служит для доступа к газовым клапанам, которые обычно располагаются в газовых шахтах над ним.
На дирижаблях с пространственными шпангоутами килевой коридор отсутствует и его заменяют два боковых коридора.
В дирижаблях с двумя коридорами, килевым и осевым, сообщение первого со вторым и с хребтом корпуса осуществляется через подъемную шахту. Эти же шахты служат для целей вентиляции корпуса.
В дирижаблях с боковыми коридорами сообщение между ними осуществляется через пространственные шпангоуты, для чего в них предусматриваются специальные лестницы.
При системе с двумя коридорами, осевым и килевым, доступ к моторным гондолам осуществляется через проходы, идущие в плоскости главных шпангоутов. У самых моторных гондол устраиваются короткие боковые коридоры, где расположены расходные баки горючего, масла и воды для охлаждения моторов. От этих коридоров к моторным гондолам проходят через люк в наружной обтяжке по мостику, опирающемуся на подкос моторной гондолы.
6. ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ДИРИЖАБЛЯ
При полетах в холодное время года вследствие низкой температуры помещения, расположенные на дирижабле (в гондоле, в корпусе), отдают свое тепло
797
Фиг. 191. Палубная лестница дирижабля LZ-129.
через стены, двери, окна и другие конструктивные элементы. Для поддержания температуры в помещениях на определенном уровне служит отопление.
На дирижаблях небольшого объема мягкого и полужесткого типа, имеющих небольшую автономию (до 10 летных часов) и предназначенных для учебно-тренировочных целей, обычно гондолы не отапливаются. Конструкция гондолы может иметь в этом случае хорошую теплоизоляцию, а летно-подъемный состав обеспечивается достаточно теплой одеждой.
На пассажирских дирижаблях, имеющих автономию свыше 10 летных часов, как правило, гондола и основные помещения в корпусе отапливаются.
Отопление, применяемое на дирижаблях, бывает местное и центральное. Местное отопление применяется главным образом на дирижаблях мягкого или полужесткого типа. К числу устройств местного отопления относятся различного рода нагревательные приборы. Для создания тепла в нагревательных приборах используются либо тепловые действия тока, либо тепло, получаемое в результате химического процесса.
В некоторых случаях применяется обогревательная одежда, сшитая из ткани с электрическими проводами внутри, проводящими ток низкого напряжения (12 или 24 V). Обогревательной одеждой снабжаются в первую очередь члены экипажа, которые по условиям работы находятся в неподвижном состоянии (штурвальные, бортмеханики)*.
Для согревания помещения гондолы могут применяться электрические или каталитические согреватели. Каталитический согреватель представляет собой ящик с металлическими опилками, смешанными с несколькими каплями каталитического вещества (например аммиак). Поддерживая влажность путем прибавления воды, вызывают химическую реакцию с большим выделением тепла.
На дирижаблях жесткого типа, как правило, применяется отопление центральное.
Приемлемым по принципу действия для дирижаблей отоплением является воздушное, воздушно-паровое и электрическое.
При воздушном отоплении обычно система отопления совмещается с системой вентиляции, вследствие чего для отопления приходится пользоваться свежим воздухом.
Принцип действия воздушной системы отопления в основных чертах таков. Засасываемый вентилятором из атмосферы воздух поступает в подогреватель, где он подогревается до требуемой температуры и далее нагнетается в магистраль отопительной системы.
Для нагревания воздуха используют тепло отходящих газов моторов. На дирижабле R-101 была применена система отопления воздушно-паровая. Главные моторы дирижабля имели водяную систему охлаждения, основанную на принципе испарения воды, находящейся в рубашках цилиндров мотора. Роль конденсатора выполнял радиатор, помещенный не в моторной гондоле, а на некотором расстоянии в пассажирских помещениях. Пар от моторов поступал в радиатор, который в холодное время года служил для нагревания воздуха в вентиляторе, а в жаркое время этот радиатор выставлялся снаружи корпуса дирижабля.
Электрическое отопление применяется главным образом для кухонных плит и приборов. Оно менее экономично, чем отопление воздушное и воздушно-паровое.
На дирижаблях вентиляция имеет двойное назначение: во-первых, она служит для создания в помещениях санитарных условий, отвечающих требованиям гигиены, и, во-вторых, создает воздухообмен в воздушной прослойке дирижабля, удаляя отсюда скопившийся газ в атмосферу. В зависимости от этих двух назначений различают систему вентиляции воздушной прослойки и систему вентиляции помещений.
* При арктическом полете дирижабля N-1 применялась специальная одежда, нагреваемая от аккумуляторной батареи в 12 V. Потребляемая мощность для различных ее типов: пара перчаток 25-30 W, пара стелек 10 W, пояс 70 W, шлем 40 W. Хотя эффективность такой одежды большая, учитывая условия работы экипажа (двухдневное пребывание почти на открытом воздухе при температуре значительно ниже 0°), но большой расход требует значительного веса аккумуляторных батарей.
198
На дирижаблях жесткого типа вентиляция корпуса приобретает особое значение. В силу конструктивного устройства между газовыми баллонами дирижабля и наружной обтяжкой корпуса образуется воздушная прослойка. В этой прослойке со временем скопляется газ, диффундирующий через материю газовых баллонов. При наполнении газовых баллонов водородом последний попадает в воздушную прослойку, смешивается с воздухом и образует при определенном соотношении взрывоопасную смесь. Чтобы не допустить образования такой смеси, необходимо обеспечивать корпус надежной вентиляцией. Эта вентиляция должна происходить непрерывно.
На английском дирижабле R-101 применялась продольно-встречная (динамическая) вентиляция, основанная на различных давлениях, возникающих по длине дирижабля. Вследствие конструктивных особенностей дирижабля R-101 воздушная прослойка, образованная пространственной системой шпангоутов, по объему велика, поэтому вентиляция корпуса мощная.
На германских жестких дирижаблях устраивается естественная поперечная вентиляция, для чего применяются вертикальные вытяжные шахты. Нижняя обтяжка килевого коридора делается из воздухопроницаемой ткани; в носовой ее части предусмотрено несколько отверстий для входа воздуха.
На американских дирижаблях ZRS-4 ("Акрон") и ZRS-5 ("Мэкон") вопросам вентиляции корпуса не уделялось большого внимания, так как подъемным газом служил инертный газ гелий.
Вопросы вентиляции внутренних помещений особое значение приобретают на дирижаблях жесткого типа с большим числом пассажиров. Назначение ее - удалять непригодный для организма человека воздух и пополнять помещения свежим воздухом.
Необходимость вентиляции обусловливается постоянным засорением воздуха в помещениях вследствие выделения людьми теплоты, водяного пара и углекислоты.
На жестких дирижаблях вентиляция помещений осуществляется при помощи вентиляторных установок, которые зачастую (в зимнее время) объединены с отопительной системой.
Такие помещения, как кухня, провизионные склады, курительная, электростанция, имеют свою, отдельную от общей отопительную систему.
7. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДИРИЖАБЛЯ
Каждый дирижабль в зависимости от его типа, геометрических размеров, радиуса действия и назначения имеет то или иное электрооборудование. На дирижаблях применяется чаще всего постоянный ток.Вопрос применения переменного тока, дающего экономию в весе приборов, пока практически не разрешен.
Из существующих напряжений в 6, 12, 24, 65 и 115 V наиболее применимым является напряжение в 24 V.
На дирижаблях жесткого типа последних лет постройки применялось более высокое напряжение. Так, например, на дирижабле LZ-129 напряжение выбрано в 220 V из соображений экономии веса оборудования.
Применение такого напряжения стало возможным после длительной проверки электроустановок в ПО V на предыдущем дирижабле LZ-127.
Источником питания всех электроустановок на дирижабле могут быть: 1) ди-намомашина с приводом от авиационного мотора дирижабля, ветрянки или индивидуального двигателя, 2) аккумуляторные батареи.
На дирижаблях мягкого и полужесткого типа применяются генераторы постоянного тока с приводом от ветрянки. Обычно в этих случаях генератор устанавливается на выносном кронштейне, укрепленном на гондоле дирижабля в потоке струи винта. Примерная мощность таких генераторов 350 - 500 W. Ветрянка состоит из воздушного винта, насаженного на один вал с генератором. Лопасти винта могут поворачиваться (7-10°), чем регулируется число оборотов..Как правило, на мягких и полужестких дирижаблях кроме генератора устанавливается аккумулятор с напряжением 12 V; он заряжается обычно от ветрянки.
199
На дирижаблях жесткого типа мощность источников питания значительно повышается. Зависит это главным образом от количества установок-потребителей и потребляемой ими мощности. В табл. 14 приведены некоторые сведения об источниках питания дирижаблей.
Таблица Н
	Источник питания					
Наименование	'			мощность kW		Привод
дирижабля	тип	число	напряжение V			
						
				одного	общая	
	i					
LZ-126	Аккумуля-	1	24			_
	тор					
	Генератор	1	115	6	-	Ветрянка
						
LZ-127	Генератор	2	115	8	16	БензинР мото
LZ-129	Генератор	<•)	220	30	60	Дизель
ZRS-5	Генератор	2	115	11	22	Бензиновый .мотор
			1			
Таблица 15
№ п/п.	Наименование потребителей электроэнергии	Количество светильников	Мощность W	Сумарная мощность W	lit III	н о> г; со Ш	н о. " § & Г °& С с о.	§в life о я п	Посадка	га X о. 0 ю >>
					мощность W					
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	Аэронавигационные огни (АНО) . . .	3/1 2 1 2 1 1 4 1 1 2 1	10/5 5 5 5 5 2,5 5 5 100 10 260	35 10 5 10 5 5 20 5 100 20 260	35 10 5 10 5 5 20 5	35 10 5 10 5 5 .0 J	35 10 5 10 5 5 10 5 260*	35 5 .10 _ 1 20 260*	35 10 5 10 5 5 10 5 100 10**	35 10 5 10 5 5 20 5
	Освещение приборов командира . .... Освещение приборов направления ..... Освещение приборов высоты и манометрических трубок ...									
	Освещение щита командира .....									
	Сигнализация									
	Плафоны рубки управления и бортмеханика ......									
	Освещение центрального распределительного щита (ЦРЩ) . ...									
	Фара ....									
	Аварийные огни .... Радиостанция ...									
	Итого . .	-	-	~	95	85	85/345	75/335	195	95
* Радиостанция работает по 10 мин. в каждый час.
** При посадке используется один из аварийных огней.
200
Потребителями электроэнергии на дирижабле являются различного рода; приборы для освещения, аэронавигационные огни (АНО), сигнальные приборы, радиотелеграфная установка, всевозможного рода вентиляторы, помпы электрическая кухня и др.
В табл. 15 приводятся данные о потребителях электроэнергии для дирижабля небольшого объема (2000-3000 м3).
Несравненно больших мощностей потребители энергии на дирижаблях жесткого типа. Так, например, на дирижабле LZ-129 общая мощность доходила до 42 kW.
В табл. 16 приведены данные о распределении общей мощности электроустановок этого дирижабля по отдельным потребителям электроэнергии.
Потребители электроэнергии на дирижабле LZ-129
Таблица 16
Сеть 24 V	Мощность kW	Сеть 220 V	Мощность kW
Установка для световых сигналов	05	Вентиляторы . . ...	33
Освещение . . .	03	Помпы ...... . .	05
Измерительные и сигнальные при-		Управление рулями .....	07
	02	Антенные лебедки ....	03
Электрические зажигалки (в курильной) ...........	0 1	Лифт (из кухни в столовую) . . . Холодильная установка .	0,6 05
Радиотелеграфная установка ....	0,1	Эхо-лот с моторами для сирен . . .	0,2
Итого. . .	1,2	Электрическая кухня ...... Подогрев главных и вспомогательных моторов . . ....... Общее и рабочее освещение (190 ламп от 15 до 60 W) ..... . Прожектор ............ Радиотелеграфные установки . . . Умформер для зарядки 220/24 V . .	12,6 9,0 5,5 4,2 2,4 0,7
		Итого. . .	40,5
ГЛАВА VIII
СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 1. АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И СНАРЯЖЕНИЕ
На каждом дирижабле предусматривается аварийно-спасательное оборудование и снаряжение. Основное назначение его - обеспечение быстрой эвакуации пассажиров, экипажа и аварийного запаса (провианта и снаряжения) в случае происшедшей аварии. Характер, номенклатура и количество аварийно-спасательных средств на дирижабле зависят от типа, объема и назначения последнего.
Кроме этих средств еще в процессе проектирования дирижабля принимается ряд мер, имеющих аварийно-спасательное назначение. К числу таких мер относится, например, обеспечение внутренних помещений помимо основных выходов еще достаточным количеством запасных выходов наружу. Их количество должно удовлетворять условиям быстрой эвакуации, а расположение обеспечивать быстрый и удобный доступ к ним из помещений по кратчайшему расстоянию. На дирижаблях жесткого типа запасные выходы выполняются в форме отверстий в наружной, матерчатой обтяжке килевого коридора, заклеиваемых материей и лентой; в нужных случаях лента обрывается и отверстие открывается.
20
Кроме того, на дирижабле предусматривается целый ряд сбрасываемых грузов. Перечень таких грузов и очередность их сбрасывания устанавливаются еще в процессе проектирования. К числу сбрасываемых грузов относятся: стулья, матрацы, баки с горючим и балластом, один из моторов*, радиостанция, запасные части и т. п. При проектировании дирижабля необходимо иметь в виду эти меры, хотя к ним прибегают и редко. Отсоединение сбрасываемых грузов должно занимать минимальное время- Габариты проектируемых люков должны соответствовать размерам сбрасываемых грузов. На основании работы конструктора эксплоатационная часть составляет инструкцию для летно-подъемного состава, в которой указывается порядок сбрасывания грузов и элементов оборудования.
Аварийно-спасательное оборудование размещается: на дирижаблях мягкого типа в гондоле, полужесткого - -в киле и гондоле и жесткого - в гондоле, килевом коридоре и пассажирских помещениях, если последние в корпусе. Вес аварийно-спасательного оборудования в общем весовом балансе дирижабля занимает незначительную часть, поэтому размещение его в требуемых местах не вызывает особых осложнений.
Аварийно-спасательные средства в зависимости от степени охвата делятся на индивидуальные и групповые. К числу индивидуальных спасательных средств относятся парашюты, спасательные пояса, спасательные куртки.
Парашюты являются наиболее распространенным и в то же время наиболее надежным спасательным средством. На дирижаблях применяются парашюты обычного авиационного типа неавтоматического раскрытия. В отличие от самолетов на большом жестком дирижабле часть экипажа всегда находится в движении, поэтому парашюты пилотские (ранец в виде сидения) неприменимы; носимые же парашюты (ранец на спине или на груди) слишком стесняют движения. Вот почему на некоторых дирижаблях парашюты подвешиваются в килевом коридоре** в определенных местах.
Спасательные пояса служат средством спасания при аварии, случившейся в море. Непотопляемость их достигается устройством камеры, в которую вдувается воздух***. Наполнение производится силами легких человека или от специального баллончика со сжатым воздухом. Пояса конструкции ЦАГИ, изготовленные на заводе "Каучук" и применяемые при полете Москва - Северная Америка, могли автоматически наполняться от баллончика со сжатым воздухом (весом 2,5 кг). Пользование этим поясом чрезвычайно просто. Пояс одевается и затягивается вокруг туловища, затем открывается пробка, освобожденная спиральная пружина распирает впускное отверстие и воздух входит внутрь камеры пояса.
Устройство спасательных курток основано на том же принципе, что и спасательные пояса.
К числу групповыхспасательных средств относятся пневматические лодки и пневматические плоты.
Пневматические лодки изготовляются из прочной прорезиненной материи****. Грузоподъемность лодки от 150 до 1500кг. Достоинства пневматических лодок заключаются в том, что в сложенном виде они занимают мало места, вес их сравнительно невелик и подготовка к спуску на воду занимает незначительное время. Лодка в середине имеет камеры, в которые вдувается воздух от баллона. Для большей устойчивости в лодках устраивается киль. Лодку можно приспособить для установки на ней мачты, аварийной рации и паруса.
Лодки описанного типа применялись при перелетах советских летчиков Москва - Северная Америка. Изготовлялись они из материи завода "Каучук",
* На многомоторных дирижаблях.
** На дирижабле L-72 в нижней обтяжке килевого коридора были устроены круглые люки, закрепленные материей, через которые в случае необходимости можно было выброситься с парашютом. Над каждым таким люком помещался парашют, подвешенный к балкам коридора.
*** На дирижабле N-1 применялись спасательные пояса из кенафа (волокнистое растение). **** Иногда с легким металлическим каркасом.
202
обладающей минимальной воздухопроницаемостью и хорошо выдерживающей соленую воду. Наполнение камеры такой лодки производилось автоматически от баллона со сжатым воздухом, помещенного при лодке. Внутренняя камера лодки имеет три отсека. При помощи несложного приспособления воздух можно перекачивать из одного отсек^самеры в другой. Грузоподъемность такой лодки 1500 кг при конструктивном :ifece 15 кг без весел.
Несколько на другом принципе основано устройство надувных лодок, применяемых на дирижабле LZ-129. Надувание камер лодки производилось не механическим путем, а посредством химического воздействия воды на вещества, которыми пропитана материя. При попадании лодки в воду материя намокает и в результате химической реакции образуется газ, заполняющий внутренние камеры лодки, придавая ей пловучесть. Образовавшийся коллоидный слой не пропускает воду внутрь камер и устраняет диффузию газа.
Практическое применение надувные (пневматические) лодки нашли при аварии американского дирижабля ZRS-5, когда из 85 чел. спаслось 83 чел., пересев на лодки.
Пневматические плоты по принципу сходны с пневматическими лодками, описанными выше, однако они служат только для поддержания людей, упавших в воду. Для этого по периметру плота укрепляется веревка, за которую можно держаться на воде долгое время, до прибытия помощи. Поддерживающая сила на одного человека принимается равной 15 кг.
Основные требования, предъявляемые к плотам, - это размеры, удобные для сбрасывания и хранения, и небольшой вес при максимальной поддерживающей силе.
Кроме людей в случае аварии необходимо спасать аварийный запас, в который входит продовольствие и некоторое необходимое снаряжение (порох, патроны, ружья). Все эти предметы упаковываются в мешки из прочной прорезиненной материи. К мешкам укрепляются грузовые парашюты, и они снабжаются амортизационными приспособлениями на случай удара.
]При полетах над морем и другими водными пространствами мешкам с аварийным запасом обеспечивается пловучесть. Сама конструкция парашюта или мешка может быть выполнена такой, что при падении на воду он приобретает пловучие свойства.
Аварийный запас размещается в нескольких мешках, которые подвешиваются в килевом коридоре над люками.
2. ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРЫ НА ДИРИЖАБЛЯХ
Пожар на дирижабле является одной из самых серьезных опасностей. Наиболее опасным является пожар на дирижабле, наполненном водородом. Надежных средств тушения такого пожара нет, поэтому гораздо важнее принятие профилактических мер, не допускающих возникновения пожара.
Наиболее частой причиной пожара является вспышка, источником которой могут быть: 1) электрический разряд (неисправность электропроводки дирижабля, атмосферное статическое электричество), 2) открытое пламя (зажженная спичка, возгорание смазочного масла при попадании на горячую поверхность, воспламенение паров бензина и т. п.), 3) отдельные предметы, нагретые до высоких температур.
Противопожарными мерами для предотвращения электрического разряда являются: хорошая изоляция электропроводов, тщательный уход за проводами и достаточно частый осмотр их. Для предохранения дирижабля на случай удара молнии все металлические части должны быть соединены между собой. Во время грозы категорически воспрещается выпуск газа (водорода) в атмосферу через клапаны, так как электропроводимость водорода в 4,5 раза больше проводимости воздуха, и при ударе молнии разряд может попасть в водородную струю, воспламенив ее.
Солнечные лучи при сухом атмосферном воздухе делают баллонную материю непроводником, что не позволяет "стекать" образовавшимся статическим разрядам и, следовательно, ведет к накоплению больших масс электричества.
203
Поэтому при стоянке дирижабля в таких атмосферных условиях необходимо, помимо соединения металлических частей между собой, еще и достаточно хорошее заземление.
Наличие на дирижабле бензиновых двигателей требует большой осторожности при работе с ними.
Неисправное состояние проводов магнето дШгателя может вызвать искру и воспламенение взрывчатой смеси, образуемой при неисправности (течи) бензо-магистрали. Для предотвращения скопления взрывчатой смеси в воздушной прослойке корпуса дирижабля обеспечивается надежная вентиляция. На дирижаблях мягкого и полужесткого типов между гондолой и газовым пространством находится воздушная прослойка в виде баллонета, препятствующего попаданию водорода в гондолу, где не исключена возможность искрообразования. Воздух в баллонетах должен время от времени освежаться.
Во время эксплоатации дирижабля газ, заполняющий газовое пространство, засоряется, поэтому его нужно периодически освежать.
|В системе бензо- и маслопитания моторов предусматривается противопожарная система, состоящая из огнетушителей с проводкой к местам возможного воспламенения.
В пассажирских и внутренних служебных помещениях дирижабля предусматривается установка стационарных огнетушителей авиационного типа.
Мерами понижения пожарной безопасности на дирижабле является переход с водорода на гелий и с бензина на тяжелое горючее для двигателей. Тяжелое топливо, которое входит в применение последнее время, имеет высокую точку воспламенения и высокую температуру вспышки. Попадая на раскаленную поверхность, тяжелое топливо не воспламеняется, образуя пар.
3. ГОНДОЛЫ НАБЛЮДЕНИЯ
Опыт империалистической войны 1914-1917 гг. доказал, что дирижабли могут играть немаловажную роль при выполнении задач дальней разведки и бомбардировки.
Из истории этой войны известен целый ряд успешно завершенных рейдов германских цеппелинов на Англию. Росту боевой мощи дирижаблей наносило большой ущерб интенсивное развитие средств противовоздушной обороны.
Уже в 1917 г. англичане настолько хорошо организовали оборону, что германские цеппелины обнаруживались самолетами еще до прихода к берегам Англии. В свою очередь последовало улучшение тактических свойств дирижаблей: возросла их кубатура, потолок, увеличилась весовая отдача. Для германских жестких дирижаблей последних дней войны потолок достигал 8000 м, а весовая отдача 60%.
Большая полетная высота дирижабля давала ему неоспоримые преимущества по сравнению с самолетом и делала противовоздушную оборону недейственной.
Полет на большой высоте над облаками позволял незаметно подойти к намеченной цели, но, с другой стороны, естественно ухудшилось наблюдение за землей с дирижабля. К тому же еще не было таких аэронавигационных приборов, по которым можно было бы вести полет длительное время без земных ориентиров. Все эти обстоятельства вызывают применение так называемых гондол наблюдения. Последние представляют собой гондолы легкого типа обтекаемой формы; такие гондолы с наблюдателем спускаются с дирижабля на стальном тросе. Таким образом дирижабль, скрытый в облаках, был невидим с земли и для самолетов, а необходимые для командования дирижабля наблюдения могли вестись из гондолы наблюдения, обнаружить присутствие которой было почти невозможно.
Уже в первых конструкциях гондол наблюдения заметно стремление конструкторов уменьшить сопротивление движению их в воздухе, в связи с чем им придается форма, несколько напоминающая воздушный корабль с сильно заостренной кормой. Миделево сечение значительно отнесено вперед. Относительное удлинение принимается, примерно, X =3,5ч-4. Каркас сделан наподобие шпангоутного фюзеляжа и состоит из нескольких кольцевых шпангоутов, соеди-
204
ненных между собой продольными рейками-стрингерами. Кормовая часть выполнена в виде конуса и на конце несет стабилизирующие поверхности, придающие устойчивость гондоле в горизонтальном и вертикальном направлении. На вертикальном оперении предусматриваются рули, позволяющие при помощи штурвальных тросов, протянутых к наблюдателю, управлять направлением. Каркас гондолы обтягивается материей, которая покрывается лаком. В передней верхней части гондолы сделан вырез, через который наблюдатель усаживается на сидение. Подвеска гондолы к несущему тросу осуществляется через тросовую уздечку. Четыре конца уздечки крепятся к узлам на каркасе. Последние для большей устойчивости гондолы широко разнесены.
W?^
'WESV л ./ л
,"ад*А--4.- ж
^0"*te "'
Фиг. 192. Гондола наблюдения.
Дальнейшее развитие гондол наблюдения выражается в некоторых конструктивных усовершенствованиях. Форма гондолы улучшается в аэродинамическом отношении (фиг. 192). Перед наблюдателем устанавливается козырек, защищающий от встречного потока воздуха. Вырез гондолы снабжается застегивающимся матерчатым фартуком, защищающим гондолу от задуваний. От рулей на стабилизирующих поверхностях отказываются, для того чтобы максимально разгрузить работу наблюдателя, и без того трудную. Устанавливается телефонная связь с главной гондолой. Гондола снабжается парашютом, прикрепленным к уздечке. Наблюдатель снабжается спасательным морским поясом. В послевоенный период гондолы наблюдения применялись на американских военных дирижаблях ZRS-4 ("Акрон") и ZRS-5 ("Мэкон"). Известно, что эти гондолы являются прототипом германских наблюдательных гондол военного времени. В отличие от последних здесь приняты только вертикальные, неподвижные стабилизирующие поверхности.
Длина, на которую опускается гондола наблюдения, составляет около 915 м. В качестве несущего троса применен стальной трос особой прочности, вес погонного метра которого составляет 0,021 кг. Связь наблюдателя в гондоле с командиром дирижабля нашли выгодным (в весовом отношении) осуществить при помощи радиоустановки, а не телефона. Спуск гондолы наблюдения с дирижабля производится через люк при помощи лебедки, снабженной спускным тормозом, без включения мотора. Подъем гондолы производится со скоростью 2-2,5 м/сек путем вращения барабана лебедки от специального мотора или включения его через передачу к основной моторной установке.
Гондола наблюдения применялась в последнее время на американском военном дирижабле мягкого типа ТС-13 постройки 1932 г.
Гондола наблюдения опускалась с дирижабля на 305 м. Для подъема и спуска применялась небольшая лебедка с приводом от специального мотора, установленного в главной гондоле.
205
Подъем гондолы наблюдения производился со скоростью 1,2 м/сек. Спуск можно производить без включения мотора, однако для обеспечения безопасной скорости его лебедка снабжена автоматическими тормозами, которые включаются в этом случае. Между гондолой наблюдения и главной гондолой обеспечена телефонная связь.
Примерные технические условия, которым должна удовлетворять гондола наблюдения, следующие:
1. Габаритные размеры гондолы должны позволять размещение одного человека (наблюдателя) с надлежащим оборудованием.
2. Гондола должна быть устойчива при эксплоатационной скорости дирижабля. Устойчивость в горизонтальной плоскости может обеспечиваться неподвижными вертикальными стабилизаторами, а в вертикальной плоскости подвижными горизонтальными стабилизаторами (рулями). Управление последними должно обеспечиваться небольшим штурвалом или рукояткой и тросом.
3. В носовой части гондолы должен укрепляться парашют, обеспечивающий спуск гондолы с наблюдателем со скоростью 5 м/сек. Стропы парашюта должны .крепиться к верхнему узлу уздечки. Подвесная Система должна легко отстегиваться от несущего троса. В нижней части гондолы желательно предусмотреть пневматический амортизатор, легко надуваемый перед предстоящим спуском на землю.
4. Расположение наблюдателя в гондоле должно допускать полный обзор вниз с.наименьшими мертвыми конусами. Сидение в этих целях можно делать поднимающимся; на 150-200 мм.
5. Тросы уздечки должны регулироваться.
6. Узел соединения уздечки с несущим тросом должен устранять кручение гондолы вокруг несущего троса.
7. Запас прочности для деталей гондолы должен быть 4-5, а для несущего троса и тросовой уздечки 6-7.
8. Должна быть обеспечена связь с главной гондолой (телефон или радио). Лебедка, применяемая для подъема и спуска гондолы наблюдения, должна
удовлетворять следующим требованиям.
Скорость подъема и спуска должна быть, примерно, 2 м/сск. Максимальная длина выпускаемого троса желательна в пределах от 300 до 1000 м. Помимо механического привода необходимо наличие также и ручного (запасный). В конструкции лебедки обязательно наличие спускного тормоза, гарантирующего полную остановку барабана лебедки. Так как трос на барабан наматывается под натяжением, то для равномерного распределения его желательно наличие специального устройства (распределитель троса). Действие последнего должно быть согласовано с вращением барабана и синхронизировано с приводом при помощи передачи. Устройство распределителя троса с ручным приводом делать нерационально, так как оно требует постоянного наблюдения. Для учета длины, на которую опускается гондола наблюдения, необходимо предусмотреть счетчик длины троса. Точность показаний счетчика 2-3 м. Для конструктивного выполнения его может быть использован подсчет числа оборотов барабана, указатель же прибора тарирован на длину в метрах. Конструкция лебедки должна позволять осмотр и смазку отдельных деталей. Обслуживание ее должно быть простым, удобным и доступным для одного человека. Крепление лебедки и мотора необходимо делать съемным (на болтах).
При конструировании лебедки желательно сделать ее применимой не только для спуска и подъема гондолы наблюдателя, но и для других целей (подтягивание при посадке на воду, подъем грузов и т. п.).
4. ПРИЕМ САМОЛЕТОВ НА БОРТ ДИРИЖАБЛЯ
Мысль о применении самолетов для совместной работы с дирижаблями зародилась в начале империалистической войны 1914-1917 гг., когда корабли при выполнении заданий дальней разведки подвергались нападению со стороны самолетов противника.
206 .
Для увеличения их боевой мощи явилась мысль помещать на борту дирижабля самолеты, могущие отражать нападение самолетов противника. Техническое несовершенство дирижаблей (малая грузоподъемность, недостаточная прочность) не позволило осуществить намерение. Однако уже к концу войны в Германии были проведены опыты по подвешиванию самолетов к дирижаблям при стоянке на земле и по спуску их в полете. Об этих ранних опытах подробных сведений в литературе не имеется.
В 1930 г. во время воздушно-морских маневров США были произведены опыты спуска самолетов-разведчиков с дирижабля и обратный прием их (прицепка) в полете.
Механизм зацепного устройства состоит в общих чертах в следующем.
К килю дирижабля приделана металлическая решетчатая рама, заканчивающаяся внизу поперечиной. Самолет снабжен автоматическим треугольным замковым устройством, при помощи которого но зацепляется во время полета к поперечине рамы. Эта рама затем поднимается и подтягивает самолет к дирижаблю внутрь его корпуса на специально отведенное место, через отверстие, имеющее форму буквы Т.
Для выпуска самолета производится обратный маневр. Упомянутые опыты можно рассматривать как предварительные. Цель их заключалась в определении возможностей для применения дирижаблей, главным образом жесткого типа, больших объемов в качестве авианосцев. Полученные результаты были вскоре использованы.
Уже на дирижаблях ZRS-4 ("Акрон") и ZRS-5 ("Мэкрон"), предназначенных для совместной работы с морским флотом на Тихоокеанском побережьи, было предусмотрено специальное помещение ангара для самолетов. Помещение оборудовано в нижней части корпуса и занимает пространство между двумя главными шпангоутами; длина помещения 21,4 м, ширина 17,7 м и высота 4,9 м. Оно рассчитано на размещение 4-7 самолетов-разведчиков, истребителей или легких бомбардировщиков.
Нормально в ангаре располагается пять самолетов, весом каждый 2,5 т (с горючим, командой,оборудованием и вооружением).В нижней части помещения, во внешней обтяжке для впуска и выпуска самолетов устроено Т-образное отверстие шириной 9,75 м и длиной 12,2 м. Отверстие прикрывается створчатыми дверцами, которые частично открываются, а частично откидываются внутрь помещения. Так как отверстие прорезает часть стрингеров, то для сохранения прочности корпуса установлена дополнительно силовая рамная конструкция. Последнее обстоятельство несколько сократило газовый объем дирижабля. Рамная конструкция несет рельсовые пути, по которым на кошках передвигаются самолеты в подвешенном состоянии к местам их хранения.
В ангаре самолеты распределяются по четырем углам и в центре, и подвешиваются к специально устроенным трапециям. При постройке дирижабля помещение ангара собиралось отдельно от корпуса, в последнем устанавливались временные балки. При окончательной сборке помещение ангара вставлялось в предназначенное место и соединялось с корпусом, а временные балки снимались.
Фиг. 193. Стрела для приема и подъема самолетов на борт дирижабля ZRS-4 ("Акрон").
207
Прием самолетов на дирижабль производится в полете. Для этого служит выдвигаемая из ангара стрела решетчатой конструкции длиной около 7 м (фиг. 193). На конце стрелы размещена круглая труба (трапеция), ось которой направлена перпендикулярно направлению полета. Самолеты снабжены зацепным приспособлением. Подъем стрелы производится лебедкой, приводимой в действие электромотором. Операция с момента зацепления самолета на стреле и до момента установки его в ангаре занимает около 3 мин. За сравнительно недолгий срок эксплоатации дирижаблем ZRS-4 было проведено 401 зацепление самолета.
Маневр приема самолета на борт дирижабля в полете производится следующим образом.
Самолет подходит под дирижабль и уменьшает число оборотов мотора, доводя собственную скорость до скорости полета дирижабля. Приспособление для подвешивания (гак), размещенное на верхней плоскости самолета, входит в зацепление с трапецией, спущенной с дирижабля. Вводят в действие механизм лебедки, расположенной в корпусе дирижабля, и подтягивают трапецию к корпусу, а вместе с ней и подвешенный самолет.
Дирижабль-авианосец может иметь, примерно, в пять раз большую скорость, чем морской корабль-авианосец.
Воздушный авианосец, укрытый в наиболее подходящей местности прибрежной полосы, отличается большой подвижностью. Большая сравнительно с самолетом скороподъемность позволяет ему укрыться от самых неожиданных нападений. Атакующие самолеты всегда могут быть обнаружены заранее при хорошо поставленной службе воздушного наблюдения.
Авианосец морской находится в менее выгодных условиях, на него атака может быть произведена внезапно, и торпеда, пущенная с подводной лодки, не позволит самолетам, находящимся на его борту, вылетать.
fАвианосец воздушный при отцеплении самолетов получает добавочную подъемную силу и большую маневренность.
По мнению американских морских специалистов воздушные корабли в настоящее время бесполезны для наблюдательных целей, но они могут быть весьма ценны для переброски самолетов и для перевозки нагруженных бомбардировщиков. Такой воздушный авианосец может нести самолеты половину пути над океаном, а затем их выпустить для нападения на территорию противника.
Сочетание внезапности действия самолета с большим радиусом действия дирижабля дает большие преимущества при выполнении различных боевых задач.
В 1937 г. до начала регулярных рейсов дирижабля LZ-129 в Бразилию было произведено несколько опытов по прицеплению к дирижаблю самолета типа -биплан фирмы Focke Wulf Stieglitz. Операции прицепления и отцепления были произведены вполне удачно.
Методы приема самолета на дирижабль и отцепления его в полете еще не настолько проверены, чтобы их применять на транспортных дирижаблях. Однако, дальнейшая разработка этого вопроса может дать большие преимущества этому виду транспорта. Дирижабль, рассчитанный на длительные рейсы и несущий на своем борту легкие самолеты, может не делать стоянок в промежуточных портах, применяя самолеты, имеющиеся на его борту, для высадки и посадки пассажиров, погрузки и выгрузки грузов. Таким же путем может производиться пополнение корабля эксплоатационными материалами (балласт, горючее, масло), что значительно увеличит автономию дирижабля.
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Общие вопросы дирижаблестроения и оборудования дирижаблей
l.D. Engberding, Luftschiff u. Luftschiffahrt in Vergangenheit, Oegenwart u. Lukunft, VDI, 1928. f
2. C. Burgess, Airship Design, New-York, 1927.
3. Ч. Верджесс, Проектирование воздушных судов, Пер. с англ., Оборонгиз, М. - Л.,
1938.
4. Т. В 1 a k e m о г е, and W. Pagon, Pressure Airships, The Ronald Press Company,
New-York, 1927.
5. Э. П.Уорнер проф., Аэростатика. Пер. с англ., ОНТИ, Госмашметиздат, М.-Л,,
1934.
6. Летурнер, Курс аэростатики. Пер. с франц., 2-е изд., Госавиаавтоиздат, М., 1932.
7. Rigid Airship Manual, Washington, 1927.
8. P. Вердуцио, Полужесткая система воздушных кораблей. Пер. с итал., ГОНТИ,
М. - Л., 1932.
9. И. Ш в е н г л е р, Постройка жестких воздушных кораблей. Пер. с нем., литограф.
издание Военно-воздушной академии РККА, М., 1927.
10. Н. В. Лебедев, Дирижабли, Госавиаавтоиздат, М. - Л., 1933.
И. Проектирование металлических конструкций дирижаблей, ОНТИ, М. - Л., 1936.
12. Проектирование баллоно-такелажных конструкций и оборудования оболочек воздушных судов, ОНТИ, М. - Л., 1936.
13. А. М. Вахминцев. Постройка воздушных судов, ОНТИ, М. - Л., 1935.
14. F. К о 1 1 m a n, Das Zeppelinluftschiff, seine Entwicklung, Tatigkeit u. Leistung,
Berlin, 1924.
15. В. А. Ольденборгер, Дирижаблестроение за рубежом, ОНТИ, 1935.
16. Л ю и т, Жесткий воздушный корабль. Пер. с англ., литограф, издание, Институт граж-
данского воздушного флота, 1931.
2. Оборудование различных дирижаблей '
17. Зодиак Е-9 "L'Aeronautique" № 166, 1933.
)8. R-100 и R-101, Ri с hmo nd V. С., R-101, "I. R. A.S"., 1929.
19. Г. Д е л а н ж, Конструкции жестких дирижаблей R-100 и R-101, <<Le Genie Civil" № 26,
1930.
20. LZ-126, "Scienti fie American", 1924.
21. LZ-127, Ф. Ф. Ассберг, Э. Т. Кренкель, Дирижабль в Арктике, ОНТИ, Гос-
машметиздат, 1933.
22. Langsdorff, LZ-127. Graf Zeppelin, 1928.
23. LZ-129, W. E. Dorr, Das Zeppelin-Luffschiff LZ-129, "VDL> № 13, Bd. 80, 1936. '
24. M. Mi 1 1 a r, The New Zeppelin, Flight, 1936.
25. L a n g s d о г f f, Der Luffschiff LZ-129.
26. LZ-130, Engineering, 1930.
27. К. Фриче, Воздушное судно с металлической оболочкой, ОНТИ, Госмашметиздат, М. - Л., 1934.
3. Газовая система
28. И. Когутов, Газовое дело в дирижаблестроении, Ред.-издат. отдел Аэрофлота, М., 1938.
29. Rigid. Airship Manual, 1927.
30. Автоматический газовый клапан дирижабля R-101.
4. Балластная система
31. Rigid Airship Manual, 1927.
32.Пашуканис, Сварные бензо- и маслобаки из алюминиевого сплава 95, "Авиапромышленность" № 7-8, 1937.
33. Е в с ю к о в, Расчет аварийных отверстий в самолетных бензобаках с трубопроводами,
"Техника воздушного флота" № 11, 1934.
5. Причально-посадочные устройства
34. Rigid Airship Manual, 1927.
35. Д ж. Г. С к о т т, Маневр причала дирижабля и производство швартовки, "IRAS"
№ 227, 1929.
Лоспк - 940-14 '- 1 209
36. Вольете р, Механическое оборудование для причала больших жестких дирижаблей,
"Aeronautical Engineering" № 3, 1933.
37. Арнштейн и Клемперер, Проблема причаливания и наземного маневрирова-
ния дирижабля (статья из Дюранд "Теория аэродинамики", гл. V и VI).
38. Дж. Г. Скотт, Ввод дирижаблей в эллинг и вывод из него, "IRAS" № 227, 1928.
39. Дж. Г. Скотт, Механизированный причал дирижаблей, "Aircraft Engineering" № 19.
1930.
40. Блейштейн, Дирижабль у мачты, "ZFM" № 14-15, 1928.
41. Самодвижущаяся причальная мачта для дирижаблей в Акроне (США), "Engineering
News Record" № 4, v. 107, 1931.
42. Мачты для причаливания дирижаблей в Санивеле (США), "Aero Digest" №4, v. 21, 1932.
43. Передвижение дирижабля у земли "Flight" № 3, 1933.
44. Управление дирижабля у поверхности земли, "L'Aeronautique" №384 (150), 1931.
45. Б л е к м о р, Конструкции для маневрирования у земли мягких дирижаблей, "Aero-
nautical Engineering", апрель - июнь 1929.
46. Розендаль, Пришвартовывание жесткого дирижабля и наземные маневры с ним,
"IRAS" № 268, 1933.
47. Шевченко, Некоторые предварительные итоги опытов по посадке на воду корабля
"СССР В-Ь> "Технический бюллетень дирижаблестроя" № 2 (18), 1936.
48. Ко ль б, Дирижабельные порты для обслуживания воздушного транспорта на дири-
жаблях типа Цеппелин, "VDI" № 13, Bd. 80, 1936.
49. Блейштейн Б., Причал дирижабля на открытом воздухе, Труды второй полярной
конференции, изд. Аэроарктика, 1930.
50. Носовое причальное устройство дирижабля R-101, "Engineering" № 28, февраль, 1930.
51. К р е л л ь О., Техника приземления больших дирижаблей, "ZFM" № 18, 1928.
52. В. А. Ольден борге р, Простейшие средства механизации причаливания дири-
жаблей, "Самолет" №4, 1932.
6. Оборудование гондол управления
3. А. Л. Воронин, Монтаж пилотажно-аэронавигационного оборудования дирижабля, Ред.-изд. отдел Аэрофлота, М., 1936.
54. В. Пахгаммер, Штурманское дело на дирижабле, "Luftfahrt" № 17, 1929.
55. Ф. Б у т че р, Пилотаж жесткого воздушного корабля, "Airship" № 2, 1934.
56. Оборудование гондолы дирижабля "Enterprise", "Airship" № 18, 1938.
57. П. Богер, Д. Побарт, Л. Попов и др. под ред. Г. Френкеля, Авиационные приборы, 2-е изд., Госвоениздат, М., 1934.
58. Авиационные приборы, ч. III, Аэронавигационные приборы, сост. Н. В. Колпаков, Госвоениздат, М., 1938.
59. Авиационные приборы, ч. IV, Гироскопические приборы, сост. В. В. Брандт, Гос-
воениздат, М., 1938.
60. В. Г. Григорьев, Оборудование самолетов, Оборонгиз, 1938.
61. С. А. Данилин, Аэронавигация, 2-е изд., Госвоениздат, М., 1938.
62. Д. Н. Иконников, Электронавигационные приборы, 2-е изд., Гострансиздат, Л., 1936.
63. Н. С. Козловский, Общее оборудование самолетов, Госмашметиздат, М. - Л., 1934.
64. В. Н. Тюлин, Современные эхо-лоты, "Морской сборник" № 7, 1935. '
7. Различные вопросы оборудования дирижаблей
65. Кев-Проун-Кев, Пожарная безопасность на дирижаблях, "IRAS" № 202, 1927.
66. Ж о в и н с к и и, Вопросы вентиляции и ртопления самолетов, "Техника воздушного
флота" № 6, 1935.
8. Электро- и радиооборудование дирижаблей
67. Е. М. Петрушев, Электрооборудование дирижаблей, ОНТИ, М. - Л., 1935.
68. Е. Xиллигард, Электрооборудование дирижабля LZ-129, "ETZ" № 13, 1936.
9. Прием самолетов на борт дирижабля и гондолы наблюдения
69. Р. X э г, Большие дирижабли в качестве авианосцев, "Aviation" № 13, v. XXII, 1927. .
70. Подвешивание самолетов к американским дирижаблям, "Luftschiff" № 7-8, 1930.
71. В. А. Ольден гборгер, Наблюдательные гондолы дирижаблей, "Техника и воору-
жение" № 6, 1936.
72. Устройство для приема самолетов на Дирижабле "Акрон", "U. S. Naval Institute Procee-
dings", 1935.
73. Гондола наблюдения, "Popular Mechanics Magazine", 1934.
74. Наблюдательская гондола дирижабля "Мэкон", "Luftweer" № 12, 1934.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие ..................................... 3
Введение ............................................ 4
Глава I. Газовая система................................. 8
1. Аэростатные газы................................... 8
2. Устройство газовой системы............................. 11
3. Газовые клапаны................................... 20
4. Газовые шахты .................................... 33
5. Управление газовыми клапанами.......................... 36
6. Контроль газового состояния дирижабля ............'......... 40
Глава II. Воздушная система .............................. 44
1. Устройство воздушной системы дирижабля .................... 44
2. Воздухоулавливатели, их конструкция и способы крепления.......... 47
3. Вентиляторы..................................... 53
4. Воздушные клапаны................................. 55
5. Управление воздухом ................................ 59
6. Выбор и расчет системы воздухопитания ..................... 62
Глава III. Балластная система.............................. 65
1. Балласт, его назначение и разновидности...................... 65
2. Устройство балластной системы........................... 67
3. Балластные баки................................... 71
4. Конструкции креплений балластных баков .................... 80
5. Балластные мешки.................................... 90
6. Управление балластом................................ 95
Глава IV. Система управления рулями......................... 101
1. Назначение, общее устройство и различные системы управления рулями ... 101
2. Рулевые механизмы ................................. 108
3. Штурвальная проводка................................ 114
Глава V. Причально-посадочные устройства ...................... 118
1. Причально-посадочные устройства различных дирижаблей............ 118
2. Устройства для стоянки дирижабля и причаливания его на руки стартовой команды . ...................................... 122
3. Устройства для причаливания и стоянки на мачте............... 129
4. Механизированный ввод и вывод дирижабля из эллинга............ 138
5. Посадка дирижабля на водную поверхность.................... 139
Глава VI. Оборудование гондол управления ...................... 140
1. Назначение и внутреннее устройство гондол ................... 140
2. Планировка и оборудование рабочих мест экипажа в рубке управления ... 141
3. Планировка и оборудование рубок управления различных дирижаблей .... 145
4. Аэронавигационное оборудование, его размещение и устройство......... 155
Глава VII. Планировка и внутреннее устройство помещений дирижабля...... 167
1. Планировка пассажирских помещений....................... 168
2. Внутреннее устройство пассажирских помещений................. 177
3. Помещения для экипажа............................... 186
4. Служебные помещения................................ 190
5. Ходы сообщения .................................. 192
6. Отопление и вентиляция помещений дирижабля ................. 197
7. Электрооборудование дирижабля ......................... 199
Глава VIII. Специальное оборудование..........................201
1. Аварийно-спасательное оборудование и снаряжение ...............201
2. Противопожарные меры на дирижаблях .....................203
3. Гондолы наблюдения ..............................204
4. Прием самолетов на борт дирижабля.......................206
Указатель литературы .................209
Редактор Г. К. Холоманов Техн. редактор А- А. Базанова Подписала к печати А. Н. Савари
Сдано в набор 11/VII 1939 г. Подписано к печ. 8/IX 1939 г. Автор, дог. № 10182/126. Инд. А-40-5-2. Тираж 1300- Кол. печ. лист. 13V4 + 1 вклейка. Учетно-авт. лист. 20,57. Формат бум. 70х108/16. Уполн. Главл. А-16560. Заказ № 940.
' Типография Оборонгиза. v Киев, Крещатик, 42.
.25
Фиг. 3. Схема жесткого) дирижабля LZ-129:
1 - носовой причал, 2 - гайдропный люк, 3 - каюта командира, 4 - помещения для экипажа, 5 - оттяжки механизированного ввода и вывода, в - электростанция, 7 - подгондольное колесо, i - рубка управления, 9 - почтовое отделение, ю - пассажирские помещения, 11 - грузовые помещения на 500 -кг, 12 - грузовые помещения на iCOO т, 13 - грузовые помещения на 2500 -кг, 14 - управляемые газовые клапаны, 15 - автоматические газовые клапаны, 16 - газовая шахта, 17 - шахта с лестницей между коридорами, 18 - газовые баллоны, 19 - вентиляционная шахта, 20 - стригеры, 21 - промежуточные шпангоуты, 22 - главные шпангоуты, 23 - вертикальные стабилизаторы, 24 - горизонтальные стабилизаторы, 25 - рули направления, 26 - рули высоты, 27 - кормовой гайдроп, 28 - радиорубка, 29 - осевой коридор, ai - двадцать восемь баков по 2500 л для горючего, оа - четыре бака для горючего по 2500 л с клапанами для быстрого опоражнивания, аз - четыре расходных бака для горючего по 800 л. Л, - чзтыр; бяка т,ля горчэчего п) 12)0 л, а. - два бака для горючего, по 850 ч, Ь, - шесть баков для смазочного по 500 л, hi - четыре бака для смазочного П) 3?0 л. с - один бак для питьевой воды в 2500 л, d - два бака для чистой воды по 2500 л, е - два бака для сточной воды по 2500 л, /, - девять баков дтя пэса.'очччго балласта п> 2500 л, f, - два бака для посадочного балласта по 2000 л, д - -четыре сдвоенных балластных "иггаюв" по 2X500 л, h - четыре бака системы водяного охлаждения моторов по 400 л, г - два багажных отделения по 500 кг, k - два помещения для запасных чпгза по 500 кг, Z - клатовая для съестных припасов на 500 кг, т - одна кладовая для съестных припасов на 250 кг, п - помещение механика, о - вентилятор, р - умывальная и убор-;ная, я - мастерская, г - ход к -моторам, -s - три лестницы к шахтам между коридорами, ( - четыре прохода к балластным "штанам", j
уасл Хяола.ч олсёАа л-з. -йтао/г.Л/млзн p/ncefo <"2
Т&зо/Ья afGXrtc Автомат, ила/гон o/mettff'ff з •Автомат. fuio/iK/ L,- отсШ'л:2
Лосик - 940 (к стр. 6)
• См, на обороте вклейки фиг. 122)
Фиг. 122. Крепление роликов на трубчатых поясах балочек.
(к стр. И 5)