ВОЗДУХОПЛА́ВАНИЕ

ВОЗДУХОПЛА́ВАНИЕ, пе­ре­дви­же­ние и пре­бы­ва­ние в воз­душ­ной сре­де ле­та­тель­ных ап­па­ра­тов лег­че воз­ду­ха, среди которых раз­ли­ча­ют сво­бод­ные и при­вяз­ные аэ­ро­ста­ты, стра­то­ста­ты, ра­дио­зон­ды, ди­ри­жаб­ли, гиб­рид­ные ЛА.

Пер­вые по­пыт­ки под­нять­ся на ЛА лег­че воз­ду­ха бы­ли пред­при­ня­ты в 1670 итал. учё­ным Фран­че­ско де Ла­на Тор­ци, ко­то­рый соз­дал «ле­таю­щую лод­ку». В 1783 франц. изо­бре­та­те­ли бра­тья Э. и Ж. Мон­голь­фье из­го­то­вили возд. шар, ко­то­рый в даль­ней­шем стал на­зы­вать­ся мон­голь­фье­ром. Ап­па­рат, сде­лан­ный из льня­ной тка­ни, об­кле­ен­ной с двух сто­рон бу­ма­гой, под­нял­ся на выс. 2000 м. В 1784 франц. ген. Ж. Ме­нье пред­ло­жил про­ект управ­ляе­мо­го аэ­ро­ста­та, ко­то­рый уже имел гл. при­зна­ки совр. ди­ри­жаб­лей: про­дол­го­ва­тую си­га­ро­об­раз­ную фор­му и бал­ло­нет, слу­жив­ший для под­дер­жа­ния из­бы­точ­но­го дав­ле­ния в обо­лоч­ке при из­ме­не­нии темп-ры га­за и при его утеч­ке. В ка­че­ст­ве дви­жи­те­ля ис­поль­зо­ва­лись два двух­ло­па­ст­ных воз­душ­ных вин­та, раз­ме­щён­ных в гон­до­ле и при­во­ди­мых в дей­ст­вие мус­куль­ной си­лой эки­па­жа. По­сле пер­вых, гл. обр. раз­вле­ка­тель­ных, по­лё­тов аэ­ро­ста­ты ста­ли ис­поль­зо­вать в во­ен. це­лях. В 1812 в Рос­сии бы­ли при­ме­не­ны бое­вые аэ­ро­ста­ты, из­го­тов­лен­ные нем. ме­ха­ни­ком Ф. Леп­пи­хом. В 1875 Д. И. Мен­де­ле­ев вы­дви­нул идею соз­да­ния стра­то­ста­та и обос­но­вал вы­бор его не­ко­то­рых кон­ст­рук­тив­ных час­тей; в 1887 он со­вер­шил по­лёт на во­ен. аэ­ро­ста­те дли­тель­но­стью 3 ч 36 мин для на­блю­де­ния сол­неч­но­го за­тме­ния. В 1887 К. Э. Ци­ол­ков­ский пред­ло­жил кон­ст­рук­цию цель­но­ме­тал­лич. бес­кар­кас­но­го ди­ри­жаб­ля с из­ме­не­ни­ем его объ­ё­ма в по­лё­те. В 1893 нем. кон­ст­рук­тор А. Пар­зе­валь раз­ра­бо­тал кон­ст­рук­цию при­вяз­но­го аэ­ро­ста­та, ко­то­рый был дос­та­точ­но ус­той­чив и по­зво­лял вес­ти на­блю­де­ния при силь­ном вет­ре.

В раз­ви­тии ди­ри­жаб­ле­строе­ния зна­чит. роль сыг­рал Ф. Цеп­пе­лин, соз­дав­ший жё­ст­кую схе­му кор­пу­са из ме­тал­лич. шпан­го­утов и стрин­ге­ров. В 1900 им был по­стро­ен пер­вый жё­ст­кий ди­ри­жабль LZ-1 объ­ё­мом 11,3 тыс. м³, дли­ной 128 м и диа­мет­ром 11,6 м. Вы­со­кий тех­нич. уро­вень «цеп­пе­ли­нов» обес­пе­чил их при­ме­не­ние в во­ен. дей­ст­ви­ях для бом­бар­ди­ро­вок, пат­ру­ли­ро­ва­ния при­бреж­ных рай­онов, эс­кор­та су­дов, борь­бы с под­вод­ны­ми лод­ка­ми, об­на­ру­же­ния мин­ных по­лей, а так­же ис­поль­зо­ва­ния для даль­них пас­са­жир­ских круи­зов. 1-я треть 20 в. оз­на­ме­но­ва­лась раз­ви­ти­ем ди­ри­жаб­лей по­лу­жё­ст­кой схе­мы. Вер­ши­ной дос­ти­же­ний сре­ди ап­па­ра­тов та­ко­го ти­па стал ди­ри­жабль итал. инж. У. Но­би­ле – «Нор­ге» («N-1», 1923), на ба­зе ко­то­ро­го бы­ли по­строе­ны ди­ри­жаб­ли «N-2», «М. R», «N-4» в Ита­лии, «N-3» в Япо­нии и др. На «N-1» в 1926 норв. по­ляр­ный ис­сле­до­ва­тель Р. Амунд­сен со­вер­шил пе­ре­лёт по мар­шру­ту о. Шпиц­бер­ген – Сев. по­люс – Аля­ска про­тя­жён­но­стью 5300 км. В 1929 жё­ст­кий ди­ри­жабль LZ-127 «Граф Цеп­пе­лин» объ­ё­мом 105 тыс. м³ со­вер­шил пер­вый кру­го­свет­ный пе­ре­лёт про­тя­жён­но­стью 35 тыс. км за 21 день с тре­мя про­ме­жу­точ­ны­ми по­сад­ка­ми. Ди­ри­жабль экс­плуа­ти­ро­вал­ся 10 лет и за это вре­мя имел бо­лее 17 тыс. ча­сов на­лё­та, пе­ре­вёз 13 тыс. пас­са­жи­ров (со­вер­шил два кру­го­свет­ных пе­ре­лё­та, по­лёт к Сев. по­лю­су, ре­гу­ляр­ные рей­сы в Юж. Аме­ри­ку и США). Ком­форт на LZ-127 был со­пос­та­вим с ком­фор­том мор. лай­не­ров. В даль­ней­шем в Гер­ма­нии был по­стро­ен бо­лее бы­ст­рый и ком­форт­ный ди­ри­жабль «Гин­ден­бург» объ­ё­мом 217 тыс. м³, дли­ной 247,8 м, диа­мет­ром 41,2 м.

В Сов. Рос­сии в 1918 под рук. Н. Е. Жу­ков­ско­го был из­го­тов­лен аэ­ро­стат, со­вер­шив­ший по­лёт в 1919. В 1922 был ус­та­нов­лен ми­ро­вой ре­корд про­дол­жи­тель­но­сти по­лё­та на сво­бод­ном аэ­ро­ста­те – 22 ч 10 мин (пи­ло­ты Н. Д. Ано­щен­ко, И. И. Мейс­нер, Н. Г. Сто­бров­ский). В февр. 1933 по­стро­ен пер­вый сов. по­лу­жё­ст­кий ди­ри­жабль «СССР В-5», со­вер­шив­ший бо­лее 100 удач­ных по­лё­тов. На ос­но­ве опы­та по­строй­ки и экс­плуа­та­ции «В-5» в 1934 по­стро­ен ди­ри­жабль «СССР В-6», на ко­то­ром ус­пеш­но осу­ще­ст­в­ле­ны дли­тель­ные по­лё­ты и ус­та­нов­лен ми­ро­вой ре­корд по про­дол­жи­тель­но­сти (бо­лее 130 ч), что сви­де­тель­ст­во­ва­ло о при­год­но­сти ди­ри­жаб­ля для вы­пол­не­ния ре­гуляр­ных даль­них пас­са­жир­ских пе­ре­во­зок. В 1934–38 по­строе­ны ди­ри­жаб­ли: «В-7» («Че­лю­ски­нец»), «В-7-бис», «В-8», «В-10». В то же вре­мя ве­лись ра­бо­ты по про­ек­ти­ро­ва­нию по­лу­жё­ст­ких ди­ри­жаб­лей объ­ё­мом 55 тыс. м³, вы­сот­ных ди­ри­жаб­лей объ­ё­мом 29 и 100 тыс. м³, а так­же «В-12» (1942), «По­бе­да» (1945), «В-12-бис» («Пат­ри­от», 1947). Ре­корд­ный по про­дол­жи­тель­но­сти и даль­но­сти по­лёт со­вер­ши­ли 16.3.1941 С. С. Гай­ге­ров и Б. А. Не­ве­ров из Мо­ск­вы в Но­во­си­бир­скую обл., про­ле­тев за 69 ч 20 мин 2767 км. Боль­шой вклад в раз­ви­тие ди­ри­жаб­ле­строе­ния вне­сли учё­ные и спе­циа­ли­сты ЦАГИ и ОКБ «Ди­ри­жаб­ле­ст­рой» Б. А. Гарф, В. В. Ка­тан­ский, В. А. Се­мё­нов.

Наи­выс­ше­го рас­цве­та аэ­ро­ста­тич. ЛА дос­тиг­ли к сер. 20 в., ко­гда бы­ли по­строе­ны пас­са­жир­ские, транс­порт­ные и во­ен. ди­ри­жаб­ли-ги­ган­ты объ­ё­мом до 217 тыс. м³ и гру­зо­подъ­ём­но­стью до 100 т. Напр., в США для ВМФ соз­да­ны возд. авиа­нос­цы «Ак­рон» и «Мэ­кон» объ­ё­мом по 209 тыс. м³. Ка­ж­дый ди­ри­жабль нёс 5 са­мо­лё­тов, ко­то­рые раз­ме­ща­лись внут­ри его кор­пу­са и с по­мо­щью спец. штан­ги мог­ли стар­то­вать и, со­вер­шив по­лёт, воз­вра­щать­ся об­рат­но. Усо­вер­шен­ст­во­ван­ный ди­ри­жабль ZPG-2W объ­ё­мом 27,6 тыс. м³, обо­ру­до­ван­ный дву­мя ра­дар­ны­ми ус­та­нов­ка­ми для об­на­ру­же­ния возд. и мор. це­лей, про­шёл ряд ис­пы­тат. по­лё­тов, по­ка­зав­ших его вы­со­кую эф­фек­тив­ность. В од­ном из по­лё­тов бы­ла ус­та­нов­ле­на ре­корд­ная про­дол­жи­тель­ность – 264 ч, прой­ден­ное рас­стоя­ние со­ста­ви­ло 15 тыс. км. Круп­ней­шие ди­ри­жаб­ли то­го вре­ме­ни ZРG-3W объ­ё­мом 42,2 тыс. м³ вы­пол­ня­ли роль ле­таю­щих пунк­тов ра­дио­ло­кац. до­зо­ра.

Ин­те­рес к ис­поль­зо­ва­нию ди­ри­жаб­лей во­зоб­но­вил­ся в нач. 1980-х гг. в свя­зи с про­бле­ма­ми энер­ге­тич. кри­зи­са и не­об­хо­ди­мо­стью ре­ше­ния во­ен.-по­ли­тич. и со­ци­аль­но-эко­но­мич. за­дач. Кро­ме то­го, раз­ви­тие нау­ки и тех­ни­ки (тех­но­ло­гия ма­те­риа­лов, дви­га­те­ле­строе­ние, элек­тро­ни­ка и сис­те­мы управ­ле­ния, вы­чис­лит. тех­ни­ка и др.) по­слу­жи­ло толч­ком к во­зоб­нов­ле­нию ин­те­ре­са к ди­ри­жаб­ле­строе­нию, что оп­ре­де­ли­ло ни­шу их эф­фек­тив­но­го тех­ни­ко-эко­но­мич. ис­поль­зо­ва­ния. Бы­ли раз­ра­бо­та­ны мно­го­числ. про­ек­ты гиб­рид­ных ЛА для ре­ше­ния про­блем ба­лан­си­ров­ки в по­лё­те и в про­цес­се ос­во­бо­ж­де­ния от по­лез­ной на­груз­ки в кон­це по­лё­та. В та­ких про­ек­тах мас­са кон­ст­рук­ции (без по­лез­но­го гру­за) урав­но­ве­ши­ва­ет­ся подъ­ём­ной си­лой лёг­ко­го ра­бо­че­го га­за (во­до­род, ге­лий), а для подъ­ё­ма по­лез­но­го гру­за ис­поль­зу­ет­ся ис­точ­ник до­пол­нит. подъ­ём­ной си­лы (напр., тя­га вер­ти­каль­ных воз­душ­ных вин­тов, на­грев подъ­ём­но­го га­за внут­ри обо­лоч­ки или аэ­ро­ди­на­мич. си­лы).

Не­ко­то­рые из про­ек­тов бы­ли до­ве­де­ны до ле­таю­щих мо­де­лей. Так, в США бы­ла раз­ра­бо­та­на и ис­пы­та­на ле­таю­щая мо­дель ди­ри­жаб­ля «Аэ­ро­кран». Ап­па­рат со­сто­ял из на­пол­нен­ной ге­ли­ем сфе­рич. обо­лоч­ки диа­мет­ром 55 м с че­тырь­мя не­су­щи­ми ло­па­стя­ми дли­ной по 36 м, на кон­цах ко­то­рых ус­та­нов­ле­ны тур­бо­вин­то­вые дви­га­те­ли. При ра­бо­те дви­га­те­лей ло­па­сти вра­ща­лись, в ре­зуль­та­те че­го соз­да­ва­лась подъ­ём­ная си­ла.

Дирижабль «Термоплан».

В Рос­сии в сер. 1970-х гг. проф. МАИ С. Н. Егер раз­ра­бо­тал про­ект ди­ри­жаб­ля «Тер­мо­план» гру­зо­подъ­ём­но­стью 150 т, в ко­то­ром пред­ло­жил ис­поль­зо­вать вы­со­кие аэ­ро­ди­на­мич. свой­ст­ва дис­ко­об­раз­но­го кор­пу­са аэ­ро­ста­та во вре­мя крей­сер­ско­го по­лё­та и соз­да­вать до­пол­нит. подъ­ём­ную си­лу по­до­гре­вом воз­ду­ха вы­хлоп­ны­ми га­за­ми тур­бо­вин­то­вых дви­га­те­лей. Пред­ло­жен­ная схе­ма обес­пе­чи­ва­ла вер­ти­каль­ный взлёт и по­сад­ку с гру­зом и ре­ша­ла про­бле­му его без­бал­ла­сто­вой экс­плуа­та­ции. В 1991 был из­го­тов­лен 40-мет­ро­вый про­то­тип «Тер­мо­пла­на», ко­то­рый про­шёл на­зем­ные ис­пы­та­ния.

В нач. 21 в. боль­шой ин­те­рес про­явил­ся к стра­то­сфер­ным бес­пи­лот­ным ди­рижаб­лям (стра­то­сфер­ная плат­фор­ма), ко­то­рые мо­гут дли­тель­ное вре­мя функ­цио­ни­ро­вать на боль­ших вы­со­тах (17–22 км), обес­пе­чи­вать ком­му­ни­кац. связь, мо­ни­то­ринг для ме­тео­ро­ло­гич. служб и др. Их стои­мость мо­жет быть в неск. раз мень­ше су­ще­ст­вую­щих спут­ни­ко­вых сис­тем. Аэ­ро­ста­тич. ЛА но­во­го по­ко­ле­ния име­ют ши­ро­кую пер­спек­ти­ву эф­фек­тив­но­го ис­поль­зо­ва­ния в на­уч. ис­сле­до­ва­ни­ях, во­ен. це­лях, мо­гут быть ус­пеш­но при­ме­не­ны для дис­тан­цион­но­го зон­ди­ро­ва­ния, пло­щад­ных и гал­со­вых из­ме­ре­ний с по­мо­щью бор­то­вых вы­со­ко­точ­ных при­бо­ров для разл. от­рас­лей, пре­ж­де все­го МЧС; при ин­спек­ции, мо­ни­то­рин­ге, пат­ру­ли­ро­ва­нии и со­про­во­ж­де­нии объ­ек­тов для то­п­лив­но-энер­ге­тич. ком­плек­са, МО, МВД, ФСБ, ад­ми­ни­ст­ра­ций ре­гио­нов круп­ных го­ро­дов; для про­ве­де­ния НИОКР; в ка­че­ст­ве ле­таю­щих ла­бо­ра­то­рий. Раз­ви­ва­ет­ся спор­тив­ное воз­ду­хо­пла­ва­ние. Рос. спорт­сме­нам при­над­ле­жат ми­ро­вые ре­кор­ды, ут­вер­ждён­ные ФАИ: по про­дол­жи­тель­но­сти по­лё­та на те­п­ло­вом ди­ри­жаб­ле ка­те­го­рии BX-4 (20.2.2004); по про­дол­жи­тель­но­сти по­лё­та жен­щин на те­п­ло­вом ди­ри­жаб­ле ка­те­го­рии BX-4 (7 и 24.2.2005); по ско­ро­сти на га­зо­вом ди­ри­жаб­ле ка­те­гории BA-02 (10.2.2005); на ди­ри­жаб­ле ка­те­го­рии BX-02 по про­дол­жи­тель­но­сти (2.4.2005) и ско­ро­сти (1.3.2006) по­лё­та.

См. так­же Воз­ду­хо­пла­ва­тель­ный спорт.