Do tej pory w światowym przemyśle sterowców stosowano trzy główne typy konstrukcji statków powietrznych lżejszych od powietrza — miękką, półsztywną i sztywną.
Wybór ich zależał od przeznaczenia statku powietrznego i stąd jego rozmiarów. Dlatego objętość miękkich sterowców nie przekraczała 5—10 tys. m³, półsztywnych — 20 tys. m³, a wszystkie większe budowano wyłącznie według schematu sztywnego. Należy przypuszczać, że także przyszłe sterowce o objętości 100—800 tys. m³, o których doniesienia pojawiają się w zagranicznej prasie, również będą należeć do tej ostatniej kategorii.
Niestety, nie mamy wystarczającego doświadczenia w budowie „superów”, podobnych do „Hindenburgów” i „Makonów”. Nawet w latach 30. XX wieku objętość największego sterowca zbudowanego w naszym kraju — B-6 — wynosiła 18,5 tys. m³.
Dla przykładu, najwyższym osiągnięciem w długim procesie doskonalenia systemów lądowania do tej pory uważa się wynalezienie przez francuskiego inżyniera Gutta w 1896 roku (!!) masztu cumowniczego, do którego sterowce cumowały dziobem. Później podobne urządzenia modernizowano, i, na przykład, maszt wzniesiony w angielskim mieście Cardington zapewniał tankowanie sterowca gazem, paliwem, olejem i wodą, mimo że w tym czasie obracał się on w stronę wiatru niczym wiatrowskaz. Dobrze sprawdziły się również mini-maszty, często montowane na ruchomych środkach transportu — samochodach, statkach.
Względna prostota, taniość i niezawodność takich cum pozwalają mieć nadzieję, że znajdą one zastosowanie i w latach 80. Oczywiście, z uwzględnieniem nowych wymagań stawianych zarówno sterowcom, jak i systemom obsługi naziemnej. W końcu nawet wykorzystanie zestawu lin i bloków wymyślonego przez angielskiego inżyniera Scotta w celu ułatwienia cumowania nie pozwalało obejść się bez obozowej załogi składającej się z dziesiątki wykwalifikowanych specjalistów. To znaczy, że konstruktorzy będą musieli pomyśleć o mechanizacji, jeśli nie o pełnej automatyzacji, wszystkich operacji przy cumowaniu sterowca.
Nie mało trudności pojawiało się również przy eksploatacji sterowców w warunkach niskich temperatur (co jest powszechne na naszej Północy!), kiedy istnieje ryzyko oblodzenia, a walka załóg z oszronionym dodatkowym obciążeniem jest utrudniona ze względu na kolosalne rozmiary kadłuba statku powietrznego. Ponadto nie należy zapominać, że przy gwałtownych wahaniach temperatury zmieniają się, zazwyczaj na gorsze, fizyczno-mechaniczne właściwości elementów konstrukcji. Rozwiązaniem tych problemów może być zastosowanie materiałów odpornych na zimno, nie obmarzających, lub wykorzystanie do ich czyszczenia małogabarytowych urządzeń ultradźwiękowych działających uderzeniowo.
Oczywiście w jednym artykule trudno omówić całą masę kwestii technicznych, które należy rozwiązać nawet na pierwszych etapach prac nad nowoczesnym sterowcem. Ale na dwóch z nich, uważanych za podstawowe, należy się zatrzymać.
Zacznijmy od zarządzania aerostatyczną siłą nośną (ASN) sterowca, której wielkość zależy od objętości, czystości, temperatury i ciśnienia gazu znajdującego się wewnątrz niego oraz temperatury i ciśnienia otaczającego powietrza. Regulację ASN należy prowadzić za pomocą systemów włączonych w centralny punkt sterowania wraz z blokami sterowania silników i innymi urządzeniami. W tym celu planuje się zwiększenie ciśnienia w balonach zawierających gaz, albo jego podgrzewanie (chłodzenie) lub przepompowywanie do specjalnych zbiorników. Szczególne znaczenie problem regulacji ASN ma przy tworzeniu sterowców towarowych, których załogi muszą zmieniać siłę nośną w zależności od masy przyjętego na pokład ładunku.
Jednak te metody ograniczają manewrowość i pogarszają osiągi lotne sterowców, a stosowany w latach 20. balast wodny jest nie do przyjęcia w warunkach niskich temperatur. Wniosek jest jednoznaczny: poszukiwanie bardziej doskonałej metody regulacji ASN pozostaje, jak wcześniej, aktualne.
Inna nie mniej ważna kwestia związana jest z zapewnieniem stabilności i sterowności sterowców w locie. W tym zakresie sytuacja jest nieco lepsza, ponieważ piloci mogą skorzystać z doświadczeń twórców samolotów VTOL — samolotów pionowego startu i lądowania. Sterowcom, podobnie jak VTOL, przychodzi pracować w dwóch trybach: latać jak klasyczny samolot i zawisać, gdy ich prędkość względem ziemi wynosi zero, a działanie wiatru jest kompensowane pracą silników. Ten ostatni tryb jest stosowany przy operacjach montażowych, cumowaniu, wchodzeniu i wychodzeniu z hangaru itp. Ale w takich przypadkach do utrzymania statku powietrznego w miejscu potrzebne są szczególnie mocne, a więc ciężkie i wymagające dużo paliwa silniki. A to nieuchronnie zmusi konstruktorów do zwiększenia rozmiarów sterowca, co z kolei pociągnie za sobą jego podrożenie i pogorszenie osiągów.
Na zakończenie kilka słów o teorii żeglugi powietrznej. W ostatnich czterech dekadach specjaliści od aerodynamiki zajmowali się głównie badaniem procesów, które zachodzą przy opływaniu powietrzem urządzeń poruszających się z prędkościami dźwiękowymi i ponaddźwiękowymi. Ale sterowiec porusza się stosunkowo wolno, jednak ze względu na swoje rozmiary przepływ powietrza wokół niego charakteryzuje się dużymi liczbami Reynoldsa. Okazuje się, że tutaj mogą być przydatne wyniki badań konstruktorów okrętów. Pływający — nie ma innego wyrażenia — w powietrznym oceanie sterowiec jest pod wieloma względami podobny do statku, zwłaszcza podwodnego. Nic dziwnego, że K. Fediajewski, jeden z największych naszych aerodynamików, ostatnie lata swojej działalności naukowej poświęcił teorii hydrodynamiki i sterowności statków. Rzecz w tym, że przy badaniu sił działających na długi masywny kadłub sterowca, istotną rolę odgrywają kwestie nieustannego opływania ciała w warunkach silnej turbulencji.
Rysując paralelę między statkami powietrznymi i oceanicznymi, należy przypomnieć, że konstruktorzy okrętów zrewidowali obliczenia wytrzymałości kadłubów statków po serii ciężkich katastrof pierwszych supertankowców. Okazało się, że przy ich budowie nie uwzględniono takich sytuacji, gdy superdługi statek może zawisnąć dziobem i rufą na grzbietach dwóch fal i złamać się. Historia żeglugi powietrznej zna wiele podobnych przypadków — dwustumetrowe sterowce, znajdując się w strefie działania silnych prądów powietrznych, ulegały katastrofom. Tylko że z sterowcami te tragedie zdarzały się w latach 20—30., a z supertankowcami dwie dekady później...
Oczywiście rozwój i doskonalenie teorii wytrzymałości, wykorzystanie do obliczeń komputerów pozwolą znacznie dokładniej określać naprężenia powstające w elementach stalowego szkieletu statków powietrznych lżejszych od powietrza. Jednak także tutaj nie obejdzie się bez słynnego „ale”: specjaliści będą musieli znaleźć korzystny stosunek minimalnej wagi sterowca (w przeciwnym razie nie podniesie on nic poza sobą) z odpowiednią wytrzymałością jego kadłuba. W związku z tym nie można zapominać, że ogromne „Akron” i „Macon” zginęły z powodu zniszczenia ich kadłubów.
Przytoczone wyżej przykłady i problemy dotyczą głównie sterowców klasycznej formy, których kadłuby miały kształt cygarowy i były obiektami obrotowymi o dużym wydłużeniu. Jeśli jednak mówić o projektach ostatnich lat, to sądząc po dostępnych informacjach, obecnie prowadzone są prace nad sterowcami w kształcie dysków (patrz rysunek na okładce), które Ferdynand Zeppelin z pewnością uznałby za „niepowietrzne”. Jednak takie urządzenia są w stanie tworzyć aerodynamiczną siłę nośną przy małych kątach natarcia i, jak uważają specjaliści, są mniej podatne na działanie niebezpiecznych prądów powietrznych.
WŁADIMIR UCZWATOW,
kandydat nauk technicznych, miasto Dołgoprudnyj, obwód moskiewski
Na zdjęciu u góry: nowość sprzed pół wieku — mobilny maszt zainstalowany na samochodzie.
```