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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Dirigeable. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Un dirigeable (du français dirigeable - contrôlé) est un aéronef plus léger que l'air, qui est une combinaison d'un ballon avec un moteur électrique à vis, ou avec un moteur à combustion interne et un système de contrôle d'attitude (gouvernails), grâce auquel le dirigeable peut se déplacer dans n'importe quelle direction, quelle que soit la direction des courants d'air.
Un peu plus de 150 ans se sont écoulés depuis le début de l'histoire des aéronefs plus légers que l'air - ballons et dirigeables - jusqu'à son achèvement apparemment complet. En 1783, les frères Montgolfier ont soulevé un ballon libre dans les airs, et en 1937, sur le mât d'amarrage à Lakehurst (USA), le dirigeable LZ-129 Gindenburg, construit en Allemagne, a brûlé, à bord duquel se trouvaient 97 personnes . Trente-cinq d'entre eux sont morts et la catastrophe a tellement choqué la communauté mondiale qu'elle a persuadé les grandes puissances d'arrêter de construire de grands dirigeables. Ainsi s'est écoulée toute une ère dans l'aéronautique, dont les 40 dernières années sont tombées sur le développement de dirigeables rigides appelés zeppelins (d'après l'un des principaux développeurs, le général allemand le comte Ferdinand von Zeppelin). Si le monde animal s'est développé du squelette externe (comme chez les araignées et les crustacés) vers le squelette interne, alors l'évolution des machines volantes plus légères que l'air est allée dans la direction opposée. Le ballon des frères Montgolfier était hors de contrôle. Mais lors de la création d'avions, les inventeurs voulaient simplement se déplacer dans la direction choisie. Et un an plus tard, un ingénieur militaire et scientifique, le célèbre mathématicien et inventeur Jacques Meunier a présenté son projet à l'Académie de Paris, qu'il a appelé le mot "contrôlé" - "dirigeable". Il a suggéré de rendre l'appareil non pas sphérique, mais allongé, comme un fuseau. Et pour maintenir la forme et l'élasticité en vol, insérez quelque chose comme un sac caoutchouté (ballonnet) dans la coque extérieure. Comme l'hydrogène fuyait à travers l'enveloppe du dirigeable, l'air pompé dans le ballon devait compenser la fuite et, en plus, réguler l'altitude de vol.
Ce n'est qu'en 1852 que le designer français Henri Giffard crée le premier ballon contrôlé avec une machine à vapeur. Dans le même temps, il a attaché le ballon de l'appareil à une forte tige longitudinale, ce qui a donné à la structure une rigidité supplémentaire. Après tout, sinon sa coquille allongée pourrait se plier et même se plier en deux, ce qui rendait le vol impossible.
Un sujet particulier est le matériau des coquillages. Comme l'hydrogène a longtemps été utilisé pour remplir les avions, la coque devait non seulement être solide, légère et résistante à la lumière du soleil, mais aussi étanche au gaz. Dans le même temps, l'amélioration de certaines qualités pourrait entraîner la détérioration d'autres. Par exemple, plus l'imperméabilité aux gaz était bonne, plus le tissu était lourd. Néanmoins, ces tissus laissaient passer jusqu'à dix litres de gaz par mètre carré et par jour et vieillissaient rapidement. À la fin des années 20, la célèbre société américaine Goodyear a créé un tissu de ballon léger enduit de gélatine et les Allemands ont commencé à développer des films polymères. Pendant ce temps, les ingénieurs essayaient de résoudre le problème de la rigidité des dirigeables. L'étape suivante a été le développement du designer et explorateur polaire italien Umberto Nobile (de 1938 à 1946 - chef du bureau de design soviétique "Airshipablestroy", responsable de la création du plus grand dirigeable soviétique "URSS-B6 Osoaviakhim"). Il a placé une poutre rigide à l'intérieur de l'appareil. La "colonne vertébrale", bien qu'elle ait amélioré les caractéristiques des dirigeables, n'a pas résolu les problèmes de rigidité structurelle réelle. Besoin d'une "coquille". L'idée de fabriquer la coque en métal est venue au designer autrichien David Schwartz après que son prédécesseur Hermann Welfert, traditionnellement rempli d'hydrogène et équipé d'un moteur à essence, ait explosé dans les airs. Dans le même 1897, un ballon Schwartz contrôlé a décollé à Berlin, dont le corps était déjà en aluminium riveté, mais des problèmes de moteur ont forcé un atterrissage d'urgence, au cours duquel l'appareil est tombé en ruine et n'a plus été restauré. Après avoir pris connaissance des travaux de Schwartz, le général à la retraite, le comte von Zeppelin, a vu leur promesse, mais s'est également rendu compte que la coque rigide à paroi mince précédemment utilisée n'était pas une panacée: des charges de flexion agissant en vol créeraient inévitablement des forces qui provoqueraient des plis et détruiraient le matériau le plus solide. Il a proposé un cadre de fermes légères en caisson rivetées à partir de bandes d'aluminium avec des trous estampés dessus. Le cadre était composé de cadres en treillis en forme d'anneau, reliés entre eux par les mêmes longerons. Entre chaque paire de cadres, il y avait une chambre avec de l'hydrogène (un total de 1217 pièces), de sorte que si deux ou trois cylindres internes étaient endommagés, le reste maintiendrait la volatilité et l'appareil ne serait pas endommagé. Après avoir effectué des calculs de résistance et des tests d'éléments structurels avec son assistant ingénieur Theodor Kober, Zeppelin était convaincu que la tâche était réalisable. Cependant, à la suggestion de scientifiques locaux qui ne croyaient pas aux idées du comte, les journaux l'ont d'abord qualifié "d'aristocrate fou". Néanmoins, deux ans après l'accident du ballon Schwartz, Zeppelin, ayant investi toutes ses économies, entreprit de construire un appareil, appelé sans fausse modestie Luftschiffbau Zeppelin ("Zeppelin Airship" - LZ-1). Et à l'été 1900, un géant de huit tonnes en forme de cigare de 128 m de long, 12 m de diamètre et 11,3 3 m18 de volume, après avoir effectué un vol réussi de XNUMX minutes, a transformé le général von Zeppelin, qui était réputé pour être presque un fou urbain, en héros national.
Le pays, qui a récemment perdu la guerre avec la France, a pris l'idée du général d'une arme miracle avec un bang. Les fans de Zeppelin ont collecté plus de six millions de Reichsmarks, qui sont devenus le capital social de la société par actions Luftschiffbau Zeppelin GmbH. Et pour la Première Guerre mondiale, Zeppelin a construit plusieurs machines d'une longueur de 148 m, atteignant des vitesses allant jusqu'à 80 km / h, qui, avec le déclenchement des hostilités, sont immédiatement allées bombarder l'Angleterre, qui se considérait imprenable sous la protection de la Manche. Ces léviathans aériens, planant à une hauteur énorme pour l'époque, n'avaient pas peur des avions et de l'artillerie de l'époque, et leur aptitude idéale à la reconnaissance aérienne a compensé les lacunes dans la précision des bombardements. Et même lorsque les ressources mobilisées en urgence par les Britanniques leur ont donné l'opportunité de créer une artillerie anti-aérienne efficace et des avions capables de prendre d'assaut les hauteurs, les zeppelins sont devenus des transporteurs pour livrer des renforts, des armes et du matériel militaire aux garnisons des colonies allemandes en Afrique. En 1917, le LZ-104 a été construit au chantier naval Zeppelin, développant une vitesse de croisière de 80 km / h, capable de transporter cinq tonnes de bombes à une distance pouvant atteindre 16 1900 km. En d'autres termes, il pourrait atteindre les côtes de l'Amérique. Ce zeppelin n'a pas eu le temps de participer aux combats et après la défaite de l'Allemagne, il a été détruit par son équipage. Au total, de 1916 à 176, 123 dirigeables ont été construits en Allemagne. La Première Guerre mondiale a mis la production en marche et XNUMX voitures ont été libérées des stocks dans le ciel.
Ferdinand von Zeppelin n'a pas vécu pour voir la fin de la guerre, après quoi l'Allemagne perdante a commencé à payer les réparations avec sa progéniture. En vertu du traité de Versailles, il lui était interdit de produire de nombreuses choses, y compris des dirigeables pouvant être utilisés à la fois à des fins pacifiques et militaires. Et pourtant, les créations du comte-inventeur ont atteint les États-Unis. Le successeur de son œuvre, Hugo Eckener, veut garder l'entreprise et propose aux Américains de recevoir gratuitement en réparation un nouveau dirigeable géant capable de conquérir l'Atlantique. Eckener réussit à persuader le gouvernement allemand de financer les travaux et, en 1924, le LZ-126 volant à l'hélium inerte (et donc non combustible) fut construit. Contrairement à l'Europe, les États ont produit en abondance ce gaz sûr à voler. Le Zeppelin a été mis en service dans la marine américaine et nommé Los Angeles.
L'Amérique, qui après sa guerre civile n'a toujours combattu que dans des territoires étrangers, avait besoin de véhicules puissants pour transporter des troupes et du matériel, ainsi que pour la reconnaissance maritime à longue distance. Puis, dans les années 20, un projet voit le jour aux États-Unis pour construire une puissante flotte aéronautique de 1012 dirigeables de type rigide. Ils étaient destinés à patrouiller dans les océans Pacifique et Atlantique. Dans le même temps, on supposait que chacun d'eux embarquerait de cinq à douze avions de reconnaissance ou bombardiers en piqué et serait capable de traverser deux fois l'océan sans faire le plein. En raison du déclenchement de la crise économique, la société spécialement créée Goodyear-Zeppelin n'a pas été en mesure de démarrer immédiatement la production de masse, mais en 1931, le premier dirigeable de la série ZRS-4 appelé Akron (longueur - 239 m, diamètre - 40,5 m, volume - 184 3 mètres cubes).m130, vitesse maximale - 17,5 km / h, portée de vol maximale - XNUMX XNUMX km) a pris son envol.
Il est à noter que les premiers zeppelins européens remplis d'hydrogène étaient très peu économiques : comme ils consommaient du carburant (jusqu'à 20 % du poids) et atteignaient une grande hauteur, il fallait, pour éviter la rupture des chambres à gaz, d'abord pour libérer l'air des ballonnets, puis à travers des vannes spéciales pour purger des dizaines de milliers de mètres cubes d'hydrogène, ce qui est assez coûteux à produire. L'hélium est 30 à 40 fois plus cher que l'hydrogène, et le rejeter dans l'atmosphère reviendrait à brûler des voitures avec des billets de banque. Dès 1928, des ingénieurs allemands utilisèrent une solution astucieuse dans la conception de l'énorme dirigeable Graf Zeppelin, qui permettait de ne pas perdre d'hydrogène en vol. Les Allemands y ont installé des moteurs capables de fonctionner au gaz dit « bleu » (blaugaz, ou gaz à eau carburé enrichi en gaz hypercalorique, obtenu dans les générateurs de gaz ou lors du craquage du pétrole ; utilisé comme carburant municipal). Sa densité est très proche de la densité de l'air, et en termes de calories, un mètre cube a remplacé 1,5 kg d'essence. Le "gaz Pigeon" pouvait également résoudre les problèmes des Américains, mais il n'était pas produit aux États-Unis et des concepteurs locaux ont placé une usine à bord de l'Akron pour extraire l'eau des gaz d'échappement des moteurs à essence. Dans un radiateur spécial, les gaz ont été refroidis et l'eau a été condensée et envoyée dans les ballasts, et le poids du dirigeable n'a pas changé en vol. Akron transportait cinq avions de reconnaissance, chacun pesant plus d'une tonne, dans des hangars à plancher hachuré. Pour décoller, l'avion avec le moteur en marche a été abaissé à l'aide d'un truss rod à travers la trappe et a commencé un vol indépendant. Pour l'atterrissage, la tige, au bout de laquelle se trouvait une boucle en forme de trapèze, était étendue vers l'extérieur, et l'avion, égalisant la vitesse avec la vitesse du dirigeable, volait jusqu'au trapèze, s'y accrochait avec un crochet spécial, et a été tiré dans le hangar. Des chasseurs et des bombardiers en piqué ont également été créés, capables d'opérer à partir d'un porte-avions. Après s'être envolé pendant deux ans, Akron est mort dans une violente tempête. Dans le même 1933, les Américains ont soulevé dans les airs un zeppelin de la même série - Maсon, qui est également décédé deux ans plus tard, tombant dans un courant descendant. Et la construction de dirigeables rigides aux États-Unis a cessé. Comme déjà mentionné, à l'occasion du 80e anniversaire de Zeppelin, le géant LZ-127 (236,6 m de long et 30,5 m de diamètre), baptisé Graf Zeppelin, est issu des stocks de sa société. Il a effectué 2700 30 vols, dont le premier vol autour du monde. Comme les autres dirigeables allemands, il utilisait de l'hydrogène. Mais ce n'était pas de l'air qui était pompé dans des chambres spéciales d'un volume de 3 XNUMX mXNUMX, mais du blaugaz, qui servait de carburant. Au fur et à mesure qu'il était consommé, le poids du dirigeable est resté presque inchangé et il n'a pas été nécessaire de purger l'hydrogène.
Le dernier vol de Graf Zeppelin a été effectué en 1936, et en 1940, il a été détruit sur ordre du chef de la Luftwaffe, Hermann Goering : dans la nouvelle guerre, il s'est appuyé sur des avions. Ainsi se termina l'histoire des zeppelins allemands. Dans l'ensemble, les dirigeables du système rigide ont anticipé d'autres types de dirigeables et d'avions émergents en termes de capacité de charge, de vitesse et de portée. Cependant, au moment de la mort du porte-avions Macon, l'avion avait déjà survolé l'océan Atlantique et le "temple volant du socialisme", l'avion Maxim Gorki, était capable de transporter 17 tonnes de charge utile - trois fois plus que n'importe quel dirigeable. Les zeppelins sous la forme dans laquelle ils ont été conçus sont devenus obsolètes. Aujourd'hui, l'aéronautique maîtrisée renaît à d'autres fins et s'appuie sur d'autres technologies. Auteur : S.Apresov
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