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미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
비행선. 발명과 생산의 역사
비행선(French dirigeable - controlled)은 공기보다 가벼운 항공기로, 풍선과 나사 전기 모터 또는 내연 기관과 자세 제어 시스템(러더)이 결합되어 비행선이 할 수 있는 덕분에 기류의 방향에 관계없이 모든 방향으로 움직입니다.
공기보다 가벼운 항공기(풍선과 비행선)의 역사가 시작되어 겉으로 보기에 완성된 것처럼 보이는 항공기의 역사가 시작된 지 150년이 조금 넘었습니다. 1783 년에 Montgolfier 형제는 무료 풍선을 공중으로 들어 올렸고 1937 년에는 미국 Lakehurst의 계류장에서 독일에서 건조 된 LZ-129 Gindenburg 비행선이 불에 타 97 명이 탑승했습니다. . 그들 중 40명이 사망했고, 대재앙은 세계 공동체에 큰 충격을 주어 강대국들이 대형 비행선 건조를 중단하도록 설득했습니다. 따라서 항공학의 전체 시대가 지났으며 지난 XNUMX년은 제플린(주요 개발자 중 한 명인 독일 장군 페르디난트 폰 체펠린 백작의 이름을 따서)이라고 하는 단단한 비행선의 개발에 떨어졌습니다. 동물의 세계가 거미와 갑각류와 같은 외부 골격에서 내부 골격으로 발전했다면 공기보다 가벼운 비행 기계의 진화는 반대 방향으로 진행되었습니다. Montgolfier 형제의 풍선은 통제 불능이었습니다. 그러나 항공기를 만들 때 발명가는 선택한 방향으로 움직이기를 원했습니다. 그리고 XNUMX 년 후, 유명한 수학자이자 발명가 인 군사 엔지니어이자 과학자 인 Jacques Meunier는 파리 아카데미에 자신의 프로젝트를 발표했으며 "통제"- "비행선"이라는 단어를 불렀습니다. 그는 장치를 구형이 아니라 스핀들처럼 길게 만들 것을 제안했습니다. 그리고 비행 중 모양과 탄력성을 유지하기 위해 고무로 된 가방(풍선)과 같은 것을 외부 쉘에 삽입합니다. 비행선 외피를 통해 수소가 누출되었기 때문에 열기구에 주입된 공기가 누출을 보충하고 비행 고도를 조절해야 했습니다.
1852년에 프랑스 디자이너 앙리 지파르(Henri Giffard)는 증기 기관으로 제어되는 최초의 풍선을 만들었습니다. 동시에 그는 장치의 풍선을 강한 세로 막대에 부착하여 구조에 추가적인 강성을 부여했습니다. 결국 그렇지 않으면 길쭉한 껍질이 구부러지고 반으로 접힐 수 있으며 이로 인해 비행이 불가능했습니다.
특별한 주제는 껍질 재료입니다. 오랫동안 수소가 항공기를 채우는 데 사용되었기 때문에 껍질은 강하고 가벼우며 햇빛에 강할 뿐만 아니라 가스가 새지 않아야 했습니다. 동시에 어떤 자질의 향상은 다른 자질의 악화로 이어질 수 있습니다. 예를 들어 기체 불투과성이 좋을수록 직물이 무거워집니다. 그럼에도 불구하고 이 직물은 하루에 제곱미터당 최대 20리터의 가스를 통과시켰고 빠르게 노화되었습니다. XNUMX년대 말에 잘 알려진 미국 회사인 Goodyear는 젤라틴으로 코팅된 가벼운 풍선 직물을 만들었고 독일인들은 폴리머 필름을 개발하기 시작했습니다. 한편 엔지니어들은 비행선 강성 문제를 해결하려고 노력했습니다. 다음 단계는 이탈리아 디자이너이자 극지방 탐험가인 Umberto Nobile(1938년부터 1946년까지 - 소련 설계국 "Airshipablestroy" 책임자, 소련 최대 비행선 "USSR-B6 Osoaviakhim" 창설 책임자)의 개발이었습니다. 그는 장치 내부에 단단한 트러스를 배치했습니다. "척추"는 비행선의 특성을 개선했지만 실제 구조적 강성 문제를 해결하지 못했습니다. "껍질"이 필요했습니다. 선체 금속을 만드는 아이디어는 그의 전임자 Hermann Welfert가 전통적으로 수소로 채우고 가솔린 엔진을 장착한 후 공중에서 폭발한 후 오스트리아 디자이너 David Schwartz에게 왔습니다. 같은 1897 년에 통제 된 Schwartz 풍선이 베를린에서 이륙했는데 그 몸체는 이미 리벳이 달린 알루미늄으로 만들어졌지만 엔진 문제로 인해 비상 착륙이 발생하여 장치가 파손되어 더 이상 복원되지 않았습니다. Schwartz의 작품에 대해 알게 된 은퇴한 von Zeppelin 장군은 그들의 약속을 보았지만 이전에 사용된 얇은 벽의 단단한 껍질이 만병 통치약이 아니라는 것을 깨달았습니다. 비행 중에 작용하는 굽힘 하중은 필연적으로 주름과 파괴를 일으키는 힘을 생성합니다 가장 강한 재료. 그는 구멍이 뚫린 알루미늄 스트립으로 리벳을 박은 경량 박스 트러스의 틀을 생각해 냈습니다. 프레임은 동일한 스트링거로 연결된 링 모양의 트러스 프레임으로 만들어졌습니다. 각 쌍의 프레임 사이에는 수소가 있는 챔버(총 1217개)가 있어 내부 실린더 XNUMX~XNUMX개가 손상되면 나머지는 휘발성을 유지하고 장치가 손상되지 않도록 했습니다. 그의 보조 엔지니어 Theodor Kober와 함께 구조 요소의 강도 계산 및 테스트를 수행한 Zeppelin은 작업이 실현 가능하다고 확신했습니다. 그러나 백작의 생각을 믿지 않는 지역 과학자들의 제안으로 신문은 처음에 그를 "미친 귀족"이라고 불렀습니다. 그럼에도 불구하고 Schwartz 풍선 사고 1 년 후, 모든 저축을 투자 한 Zeppelin은 허위 겸손없이 Luftschiffbau Zeppelin ( "Zeppelin Airship"-LZ-1900)이라는 장치를 만들기 시작했습니다. 그리고 128년 여름, 길이 12m, 지름 11,3m, 부피 3만m18의 여송연 모양의 XNUMX톤 거인이 XNUMX분간의 비행에 성공하여 거의 도시의 광인에서 국가적 영웅으로.
최근 프랑스와의 전쟁에서 패한 나라는 기적의 무기에 대한 장군의 생각을 강타로 받아 들였습니다. Zeppelin 팬들은 148만 Reichsmarks 이상을 모았고 Luftschiffbau Zeppelin GmbH 합자 회사의 승인된 자본이 되었습니다. 그리고 제 80 차 세계 대전을 위해 Zeppelin은 길이 XNUMXm의 여러 대의 기계를 제작하여 최대 XNUMXkm / h의 속도에 도달했으며 적대 행위가 발생하면 즉시 영국의 보호하에 난공불락이라고 생각하는 영국을 폭격했습니다. 영어 채널. 그 당시 엄청난 높이로 치솟은이 공중 레비아탄은 당시의 항공기와 포병을 두려워하지 않았으며 폭격 정확도의 단점을 보상하는 공중 정찰에 대한 이상적인 적합성이었습니다. 긴급하게 동원 된 영국 자원이 그들에게 고지를 습격 할 수있는 효과적인 대공포와 항공기를 만들 수있는 기회를 주었을 때도 제플린은 아프리카에있는 독일 식민지 수비대에 지원군, 무기 및 군사 장비를 전달하는 수송기가되었습니다. 1917년 LZ-104는 Zeppelin 조선소에서 제작되어 최대 80km 거리에서 16톤의 폭탄을 실을 수 있는 1900km/h의 순항 속도를 개발했습니다. 즉, 그는 미국 해안에 도달할 수 있습니다. 이 비행선은 전투에 참여할 시간이 없었고 독일 패배 후 승무원에 의해 폭파되었습니다. 1916년부터 176년까지 총 123대의 비행선이 독일에서 건조되었습니다. XNUMX차 세계 대전으로 생산이 시작되었고 XNUMX대의 차량이 재고에서 하늘로 방출되었습니다.
Ferdinand von Zeppelin은 전쟁이 끝날 때까지 살지 못했으며 그 후 패배 한 독일은 그의 자손과 함께 배상금을 지불하기 시작했습니다. 베르사유 조약에 따라 그녀는 평화적 및 군사적 목적으로 사용될 수 있는 비행선을 포함하여 많은 것을 생산하는 것이 금지되었습니다. 그러나 Count-Inventor의 창조물은 미국에 도달했습니다. 그의 작업의 후계자 인 Hugo Eckener는 회사를 유지하기를 원했고 배상금으로 대서양을 무료로 정복 할 수있는 새로운 거대한 비행선을 미국인에게 제공했습니다. Eckener는 독일 정부를 설득하여 작업 자금을 조달했으며 1924년에는 불활성(따라서 불연성) 헬륨으로 비행하는 LZ-126이 제작되었습니다. 유럽과 달리 미국에서는 비행에 안전한 이 가스를 풍부하게 생산했습니다. Zeppelin은 미 해군에 취역하여 Los Angeles로 명명되었습니다.
내전 이후 항상 외국 영토에서만 싸워온 미국은 장거리 해상 정찰은 물론 군대와 장비를 수송할 강력한 차량이 필요했습니다. 그런 다음 20년대에 미국에서 1012대의 강성형 비행선으로 구성된 강력한 항공 함대를 건설하려는 계획이 생겼습니다. 그들은 태평양과 대서양을 순찰하기 위한 것이었다. 동시에 그들 각각은 XNUMX ~ XNUMX 대의 정찰기 또는 폭격기를 탑승하고 급유없이 바다를 두 번 건널 수 있다고 가정했습니다. 경제 위기의 발발로 인해 특수 제작 된 Goodyear-Zeppelin 회사는 즉시 대량 생산을 시작할 수 없었지만 1931 년 Akron (길이-4m, 직경-239)이라는 ZRS-40,5 시리즈의 첫 비행선 m, 부피-184 입방 미터) m3, 최대 속도-130km / h, 최대 비행 범위-17,5km)가 공중에 떠 올랐습니다.
수소로 채워진 초기 유럽 비행선은 매우 비경제적이었습니다. 연료(무게의 20%에 해당)를 소비하고 높은 높이에 도달했기 때문에 가스실의 파열을 피하기 위해 먼저 풍선망에서 공기를 방출한 다음 특수 밸브를 통해 수만 입방미터의 수소를 배출합니다. 이는 생산 비용이 상당히 비쌉니다. 헬륨은 수소보다 30~40배 비싸고 대기 중에 방출하는 것은 지폐로 차를 태우는 것과 같다. 1928년 초에 독일 엔지니어들은 거대한 Graf Zeppelin 비행선 설계에 영리한 솔루션을 사용하여 비행 중에 수소를 잃지 않도록 했습니다. 독일군은 소위 "청색 가스"(가스 발생기 또는 오일 크래킹 중에 얻은 고칼로리 가스가 풍부한 카뷰레터 수성 가스, 도시 연료로 사용됨)에서 작동할 수 있는 엔진을 장착했습니다. 그 밀도는 공기 밀도에 매우 가깝고 칼로리 측면에서 1,5 입방 미터는 XNUMXkg의 휘발유를 대체했습니다. "비둘기 가스"도 미국인의 문제를 해결할 수 있었지만 미국에서는 생산되지 않았고 현지 디자이너는 가솔린 엔진의 배기 가스에서 물을 추출하기 위해 Akron에 공장을 배치했습니다. 특수 라디에이터에서 가스가 냉각되고 물이 응축되어 밸러스트 탱크로 보내졌으며 비행선의 무게는 비행 중에 변경되지 않았습니다. Akron은 바닥에 해치가 있는 격납고에 각각 무게가 XNUMX톤이 넘는 정찰기 XNUMX대를 실었습니다. 이륙하기 위해 엔진이 작동하는 항공기는 해치를 통해 트러스로드를 사용하여 하강하고 독립 비행을 시작했습니다. 착륙을 위해 끝 부분에 사다리꼴 모양의 고리가있는 막대를 바깥쪽으로 확장하고 비행선의 속도와 속도를 동일하게하는 비행기가 사다리꼴로 날아가서 특수 후크로 격납고로 끌려갔습니다. 항공모함에서 운용할 수 있는 전투기와 폭격기도 제작되었습니다. 1933년 동안 비행한 후 Akron은 심한 폭풍 속에서 사망했습니다. 같은 XNUMX 년에 미국인들은 같은 시리즈의 비행선 인 Maсon을 공중으로 들어 올렸으며 XNUMX 년 후 사망하여 하강 기류에 빠졌습니다. 그리고 미국에서 단단한 비행선 건설이 중단되었습니다. 이미 언급했듯이 Zeppelin의 80 주년을 맞아 Graf Zeppelin이라는 이름의 거대한 LZ-127 (길이 236,6m, 직경 30,5m)이 그의 회사 주식에서 유래했습니다. 그는 최초의 세계 일주 비행을 포함하여 2700번의 비행을 했습니다. 다른 독일 비행선과 마찬가지로 수소를 사용했습니다. 그러나 부피가 30m3 인 특수 챔버로 펌핑 된 것은 공기가 아니라 연료로 사용 된 blaugaz입니다. 소모되면서 비행선의 무게는 거의 변하지 않았고 수소를 흘릴 필요도 없었다.
Graf Zeppelin의 마지막 비행은 1936년에 있었고 1940년에는 Hermann Goering 루프트바페 수장의 명령에 의해 파괴되었습니다. 새로운 전쟁에서 그는 항공기에 의존했습니다. 그리하여 독일 비행선의 역사가 끝났습니다. 대체로 강성 시스템의 비행선은 운반 능력, 속도 및 범위 측면에서 다른 유형의 비행선과 신흥 항공기를 예상했습니다. 그러나 항공 모함 Macon이 사망했을 때 항공기는 이미 대서양을 비행했으며 Maxim Gorky 항공기 인 "비행 사회주의 사원"은 17 톤의 탑재량을 세 배 이상 운반 할 수있었습니다. 그 어떤 비행선보다 그들이 생각한 형태의 제플린은 구식이되었습니다. 오늘날 통제된 항공은 다른 목적과 다른 기술을 기반으로 되살아나고 있습니다. 저자: S.Apresov
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