ДИРИЖАБЛЬуменьшение ее от охлаждения газа, утяжеление корабля от атмосферных осадков и т. д.).
Этот дополнительный динамический импульс, порождаемый рулями высоты, и дает возможность воздушному кораблю совершать длительные перелеты при различных атмосферных условиях без расхода балласта и выпуска газа.
Теория воздушного корабля сложна и в наст, время представляет вполне разработанную стройную научную дисциплину. Основоположником ее является франц. воздухоплаватель Шарль Ренар, а окончательным своим завершенней теория Д. обязана талантливому итал. исследователю Артуро Крокко, а также целой группе англ. математиков, как Бейрстоу, Нэйлер и Джонс. Основным вопросом этой теории является вопрос об устойчивости воздушного корабля. Последний подобно морскому судну подвергается при полете ряду колебаний. Важнейшие из них: продольные колебания Д. в вертикальной плоскости, называемые тангаж о м; колебания в горизонтальной плоскости, называемые вилянием, или рыскливостью, и наконец боковая качка.' Наиболее недопустимым колебанием, до крайности ухудшающим устойчивость воздушного корабля, является тангаж, и вся история разработки теории устойчивости за последние 30 лет свелась к выработке мер для борьбы с этим тангажом. Ренар еще в 1904 доказал, что удлиненный корпус стремится под действием воздушного потока опрокинуться, как только скорость этого потока становится выше определенного предела. Эту скорость Ренар назвал, критической и указал на необходимость оперять корпуса воздушных кораблей, т. е. снабжать их корму горизонтальными и вертикальными килями подобно концевым перьям стрел. К определению необходимой и достаточной площади горизонтальных килей, предназначенных для борьбы с тангажом, и. сводится, в сущности говоря, вся теория устойчивости.
Крокко доказал, что площадь этих килей требуется меньше, чем это следует по теории Ренара. В результате своей теории Крокко дал формулу для определения площади т. н. строгого оперения, при к-ром критическая скорость воздушного корабля будет бесконечной, или, иначе говоря, корабль будет устойчив на. всех скоростях:
сКуа^Му+гп)^ где S есть полная площадь горизонтальных планов оперения; с — нек-рый коэффициент, относящийся к планам оперения, к-рый может быть для современных длинных килей воздушных кораблей в среднем принят равным 0, 12; Mv — т. н. виртуальная масса воздушного корабля, т. е. масса, действительно участвующая в движении, а именно: масса воздушного корабля, увеличенная за счет увлекаемого движением воздуха сателлита.
Величина этой виртуальной массы определяется экспери — ментальным путем; d есть плечо восстанавливающего момента горизонтальных планов оперения, а Ку и п — аэродинамические коэффициенты подъемной силы и опрокидывающего момента, определяемые экспериментальным путем на модели Д.
Произведя подсчет по этой формуле площадей оперений итал. военных Д., Крокко нашел, что площадь оперения может быть с успехом также рассчитана по приближенной формуле S = rs*0, 23V2/3, где V есть внешний объем корпуса воздушного корабля в м$. Однако кроме устойчивости от воздушного корабля требуется еще другое важное качество, а именно стойкость, под которой разумеют способность корабля быстро погашать колебания, вызванные какой-либо возмущающей причиной.
Из анализа основных дифференциальных уравнений движения дирижабля Крокко нашел, что существует особая скорость, названная им характеристической и определяемая уравнением: * Vg^V2mghJ,
где I есть коэффициент погашающего момента, определяемый экспериментальным путем, J — момент инерции, а h — метацентрическая высота корабля, т. е. расстояние между его центром тяжести и центром подъемной силы.
Выше этой скорости колебания корабля носят апериодический, быстро затухающий характер, ниже — периодиче ский, с медленным затуханием. Вследствие этого корабль тем более стоек/ чем он быстроходнее. Чтобы сделать корабль более стойким, необходимо увеличить его оперение. Однако по ряду практических соображений это увеличение нежелательно, а потому строгое оперение, рассчитанное по вышеуказанным формулам, дает для характеристической, скорости весьма незначительную величину, вполне приемлемую для всех условий полетной практики.
Наконец у воздушного корабля существует еще скорость, т. н. инверсионная, определяемая ур-ием:У N + Kydв котором значения всех величин уже были даны выше и где N = n-cSd (здесь S — площадь оперения). При этой скорости Д. перестает слушаться рулей высоты.
При дальнейшем же уменьшении скорости, т. е. когда V<Vj, рули начинают действовать в обратном направлении, т. е. для подъема корабля надо поставить рули на снижение и для спуска — на подъем. Об этой инверсионной скорости пилот должен очень хорошо помнить, особенно поблизости от места спуска, когда скорость малаш земля близка и когда всякая ошибка в маневре может иметь самые гибельные последствия. Инверсионная скорость должна быть возможно малой, что и достигается соответственным уменьшением h, т. е. метацентрической высоты воздушного корабля.
В самое последнее время Крокко уточнил теорию устойчивости воздушного корабля и дал чрезвычайно простой критерий устойчивости: Кт-(1-/) п>0, к-рый и может быть выражен следующим образом: разность между произведением коэффициента девиации (К) на коэфф, погашения (г) и произведением коэфф, приведенной силы инерции (1 — /) на коэфф, опрокидывания (п) должна быть положительной или равняться нулю.
Достаточно поэтому для проверки устойчивости определить лишь четыре не зависящих от измерений коэффициента путем опытов над моделью Д. в водяном бассейне.
История Д. Тотчас же после появления первых аэростатов братьев Монгольфье и физика Шарля усилия многочисленных изобретателей направляются к тому, чтобы сделать аэростаты управляемыми, т. е. способными сопротивляться ветру и перемещаться в желаемом направлении. Очевидно для этого требовалось приложить к аэростату какую-нибудь механическую Силу, способную создать*точку опоры в самом воздухе. Поэтому и стали применять в гондолах аэростатов установки различных комбинаций из гребных или ударяющих конструкций. В 1784 Бланшар первый применяет для этой цели бьющие весла и парашют;.
Альбан И Вале — четырехлопастные, подобна крыльям ветряных мельниц, винты; ТестюБриси — гребные мельничные колеса и т. д.
Но все эти опыты показали, что применявшаяся мускульная сила людей слишком слаба и что* низкое развитие техники является главным тормазом управляемого воздухоплавания. 'Французский генерал Менье еще в 1783—85 предвосхитил ряд основных идей современного дирижаблестроения.
> ? Неудачи первых опытов не расхрлодили. изобретателей. На протяжении ряда лет предлагаются самые необыкновенные, часто фантастические проекты управляемых аэростатов.
Аббат Миолан предлагал воспользоваться реакцией струи горячего воздуха, выходящей из бокового отверстия оболочки, но эта попытка окончилась пожаром. Австриец Кайзерер в 1801 додумался до идеи запрягать в ^аэростат дрессированных орлов и даже написал по этому поводу специальный трактат. Подобных фантастических проектов было множество на протяжении почти врей первой половины 19 в. Только в 1850 удачный опыт парижского часовщика Жюльена с большой моделью Д., — снабженного парой воздушных винтов, приводившихся в действие часовой пружиной, заинтересовал серьезные умы и поставил в неловкое положение Парижскую академию наук, приравнявшую проблему управляемого воздухоплавания к проблеме «перпетуум мобиле». Эксперимент Жюльена заставил Анри Жифара — одного из крупных техников прошлого столетия — заняться управляемым воздухоплаванием. С управляемого аэростата Жифара, построенного в 1852, начинается новый период истории*Д. — период применения механических двигателей и выработки основных конструкций. Жифар построил специальную паровую машину в 3 л. с,, которая вместе с котлом весила всего 150 кг,
