Text
.ц 30
ИОГЛНН ШВЕМГЛЕР.
Постройка жестких воздушных кораблей.
) (руководство для конструктора)
ПЕРЕВОД С НЕМЕЦКОГО
Преподавателя Военной Воздушной Академии РККА
М. Н. КАНИЩЕВА.
» ’♦*
f'5 *у 'х'-й!
' & ie-
ОФ О
ИЗДАНИЕ
Военной Воздушной Академии РККА имени проф. Н. Е. Жуковского МОСКВА
1927 Г.
ИОГАНН ШЕСТГЛЕР. Щ
Постройка
жестких воздушных кораблей.
(руководство для конструктора)
ПЕРЕВОД С НЕМЕЦКОГО
Преподавателя Военной Воздушной Академии РККА
•Л/. И. КАНИЩЕВА.
К
0^0
МОСКВА
1927 Г.
Предисловие .
Постройка воздушных кораблей являете^ до настоящего времени для неспециалиста инженера недоступной областью. Правда, особенно после войны, и заграницей возникла значительная литература, однако, все опубликованные работы ограничиваются указаниями слишком общего характера, чтобы быть полезными интересующемуся инженеру, К числу подобных работ следует от -нести и обширный труд Пратта, главного инженера на заводах Виккерс, который» конечно, прежде всего является ценным обогащением дда существующего до сих пор статистического материале,
Необходимо уничтожить мнение, что кроме воздухоплавателя, метеоролога и аэродинамика, здесь поле для деятельности находит еще только инженер-механик; наоборот, именно постройка, конструирование и рас зет жестких каркасов
- г -
есть самое настоящее поприще для инженера строителя «
Современное хозяйственное положение вынуж -дает пока дать лишь краткое руководство для введения в эту интересную и большую производственную область, которая, брз сомнения, еще в ближайшее время разовьется в значительный экономический фактор.
Стрелитц, ноя брь 1924 г..
Иор.Швенглер.
j
I* КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ.
I. Воздушные корабли Циппелина и постройка их до и во время войны.
Пути к развитию воздушных кораблей жестких, нежестких и полужестких указали их изобретатели. Осуществленные до настоящего времени формы полужестких и нежестких систем представляют, конечно, богатое разнообразие, которому однако же не следует придавать втростепенное значение, так как у всех этих воздушных кораблей мягкий баллон является основной частью конструкции* Поэтому лучше - и это в последнее время все белее входит в употребление - подразделять воздушные корабли только на <2 типа, а именно на жесткие и мягкие.
Творцом жестких кораблей следует считать. Цеппелина, мягких - Парсеваля.
Вследствие того, что строителям жестких кораблей раньше удалось осуществить конструкции больших размеров и тем выявить положительные ка-i честна воздушных кораблей, интерес к жесткому ко
раблю возник в широких кругах и казалось, что только эта система пригодна для выполнения значительных заданий.
Мы здесь пока не намереваемся высказаться ни за ту, ни за другую систему, но настаиваем, однако, что несмотря ни на какое, даже обоснованное мнение, необходимо все таки обождать, что выкажет мягкий корабль больших размеров, так как только тогда возможно будет считать окончательно доказанным превосходство одного типа кораблей над другим. .3 свйзи с этим укажем на то, *<то Парсеваль, то есть З-Стлд QejeEfacJbocft « построило еще к концу войны мягкий корабль 27, который своим об"емом в 32«000 куб.метро» превзошел на 60$ новый тип Цеппелина "Бодензее"; этим уже было сказано, что время ограниченных возможностей для мягких кораблей миновало.
Так как наиболее значительные корабли до сего времени строились жесткими, то мн и перейдем сначала к рассмотрению этого типа.
Первый корабль Цеппелина был закончен в 1900 году. Он имел следующие размеры:
Диаметр 11,60 м
Длину . . . 128 м.
Мидель........................... 106 кв.м.
0б"еы ................. II300 куб.м.
Передний и задний конец были одинаковы и имели по 16 метров длины, так что на протяжении 128-32 - 96 мет., т.е. на 75$ всей длины корпус имел цилиндрическую форму. »
Поперечным сечением каркаса был 24-угольник.
В отличие от корабля "Шютте-Ланц” устройства ферм кораблей Цеппелина осталось прежним. Фермы лежали и лежат по наружной поверхности корабельного корпуса; продольные стрингера идут параллельно продольной оси корабля, шпангоуты перпендикулярно к ней. Шпангоуты, расчлененные внутри, образуют s таким образом, поперечные перегородки и делят всю полость корабля на отдельные отсеки.
В первом корабле было 17 таких отделений, а именно: 15 длиною по 8 метров к 2 по 4 метра, Вес отдельных ферм колебался между 0,90 и 1,80 клгр, на погонный метр. Каркас весил 5825 клгр., а именно 0,516 клгр. на куб, метр.х^
х)Эти данные взяты ив доклада графа Цеппелина, сделанного ян в Фридрихсгефене летом 1914 г.
Вышеупомянутые 17 отделен®! были заполнены 17 газовыми баллонетами. Баллонеты эти состояли иэ прорезиненной хлопчато-бумажной материи, весом I70-150 грамм на квадреметр^ смотря по толщине резинового слоя о Наружная оболочка имела средний вес в 107 грамм на кынТо аКорабль нес в передней и задней части по одной гондола с мотором Даймлера в 14,7 HF. Эти две силовые установки s мощностью iw 14,7 HP, имели со всеми приспособлениями вес в 1970 клгр„ или 197012Д4»? - 67 клгр. на HP. Этот первый корабль развивал ско -рость в 9 мет./сек. и мог брать с собой кроме необходимого экипажа еще и запас горючего на десять часов полета.
Благодаря накопленному опыту при постройке и полетах первого корабля» главное внимание при дальнейшем развитии было обращено на устройство ферм и каркаса, баллонеты, наружную оболочку к также на винтомоторную группу, н то время, как ферма корабля не подвергалась улучшению. Улучшение же в устройстве ферм велось в двух направлениях? сначала со стороны их веса» а ®атем со стороны их прочности и жесткости.
Фермы первого корабля были образованы ив простых параллельных белочек, которые, разумеется, имели известную жесткость только при нагрузке в направлении высоты фермы, тогда как боковым нагрузкам они, благодаря своей незна -чительной ширине, не могли оказать сопротивление. Так, во время полетов первого корабля, обнаруживались, даже при сравнительно невначи -тельных повороте* руля и последовавших при этой продольных сжатий каркаса, сильные прогибы фермы, а именно до 25 сайт,. Необходимо было, следовательно, приступить к основательной переделке ферм с тем, чтобы последние сопротивлялись бы изгибу более, чем в одном направлении и, таким образом, пришли, наконец, к пространственной треугольной или трехгранной ферме, поперечное сечение которой представляет обыкновенно равн обедренкый треугольник.
Эти трехгршныэ фермы потому получили пред-почтен^ие перед обычно применяемыми при постройках четырехгранными прямоугольными фермами, что благодаря обыкновенно происходящим экцентрячес-кии растяжениям в каркасе, фермы по всем направ
лениям растягиваются, сжимаются и скручиваются, а прямоугольная» не закрепленная ферме получила бы сильную деформацию. Подробности об этих свойствах ферм будут даны в главах с прочности и конструкции корпуса корабля.
Несмотря на первоначальную большую затрату материала в связи с введением пространственных трехгратаых решетчатых ферм, все же удалось в течении 10-12 лет работы сократить средний вес ферм на I3Q грамм на погонный метр сравнительно с весом ферм первого корабля* так что у корабля класса "Саксен*’ вес фермы колебался между 750 гр. и 60-1,70 клгр. на погонный метр.
Что касается баллонных материй, то работа по их улучшению должны были распространиться на газонепроницаемость, прочность и, разумеется,на вес. В первое время развития вес внутренних баллонетов из за сильной газспроницаэмости должен был быть увеличен, а именно на 30-35$, пока изготовление золотобита или бодрюшпрованной материи, комбинации хлопчатобумажной ткани с кишками животных не сделало достаточных успехов,чтобы понизить вес внутренних баллонэтов опять
приблизительно иа 170 грамм на кв.мТг.О даль -нейвих свойства;; теперешних материй будет сказано нияб, сейчас укажем только* что газонепроницаемость оболочек уже в начале и во время вей-ны была удовлетворительной и что в данное вре -мя изготовляются как прореъинэнные* так и бсдрю-шированиш матеро для кораблей всех величин и удовлетворяющие вс®г требованием. Разумеется, вес согласуется о требуемо! прочностью материи* т.е. с требуемым и предписанным запасов проч -(Пости, гарантирующим материю от разрыва.
Улучшение моторных установок, а именно в ' смысле их леев, и коэффициента полезного действья является особенной заслугой старшего и младшего Майбахр.в - отца и сыьа - которые сумели имеющийся в то время, мотор Даймлера, приспособить к особым целям* ставящимся для мотора воздушных кораблей и создать специальный тип* достигший во крема войны высшего совершенства. >о-торпЙа^бах’* в 260 HP* особенно ценимый в 1917 году* как бшотный ^отср* имел вес в 440 кгр.* не считая пропеллер* таге что вследствие этого был достигнут вес в 440:^50=1,76 кгр. на I HP.
Кроме улучшений самих моторных установок, для повышения аэродинамического качества путем изменения ‘формы корабля было сделано мало, если не считать некоторые незначительные изменения формы концов.
Это упущение нельзя, приписать тому, что сотрудникам старого графа были чужды и незнакомы преимущества обтекаемой формы. По крайней мере, замечания верфей ’’Шютте-Ланц” ошибочны, что автор и хотел бы здесь удостоверить, основываясь на собственных сведениях.
Если сравнить обе аротивоноложяостп: цилиндр й обтекаемое тело, то, без сомнения, циливдри -чесжая поверхность предназначена для строго про-вэдеьног© массового изготовления, так как все пс-перечвце сечения равны между собойрсак окружности с равными диаметрами, тогда как в обтекаемой форме последовательные сечения представляют окружности то с увеличивающимся, то с уменьшающимся диаметром. В цилиндрической форме, таким образом, все нормальные шпангоуты и принадлежащие ы ним фарш равны, наоборот, смотря по выполнению обтекаемой формы, шпангоуты даже с равной
нагрузкой могут быть разными. Ясне, что издержки по построй се вследствие этого значительно по-вышаютсн# так как расчет, конструирование и сбор-г» ка становятся сложнее,
¥ аточк и следует искать причину того, что на верфи Цеппелина несколько медлили ж лишь шаг за шагом стали приступать к поименению обтекаемой формы. За время войны, когда в вака -8 ах не было недостатке, переход от одной фор-мы к другой таете не ко г совершаться внезапно, петому что этому препятствовала спеша эсть производства. Постеленное "вростанье” в форму с наименьшим сопротивлением мочно лучше всего проследить чо сопоставлению силуэтов воздушных кораблей Цеппелина^ данных Яраем в конце 1920 года на страницах *-Zecfa^tcfa fat T&jtecAni*
Motaieu/Cjfabiffazt” *
Очень интересное и, прежде всего,самое обстоятельное сопоставление всех построенных кораблей дает нам капитан Шталь в сочинении "Жесткие воздушные корабли” в
от 24-гэ ноября 1920 гида. Кроме главнейших размеров^еречисляются полезный груз, количество и мощность моторов, а также ч
скоростьо В нершй раз сообщается также v судьба каждого корабля, не взирай на то была ли гибель от неприятеля, несчастный случай или ра -зоружение за негодностью.
Мы дае& выдержку из таблицы, чтобы по крайней мере, указать важнейшие тины и жх характеристики, (см.таблицу воздушных кораблей Цеппелина) .
Таблица показывает ней, прежде ?сего, постепенное развитие внешней формы корабля, пос -кальку она выражается в удлинено . В первых кораблях приблизительна до 1900 года отношение диаметра к длине было 1:11.
В кораблях класса "Саксен5’ и кораблях в 225000 25000 куб.метров до 1915 года удлине-
ние было 1:10.
Корабли в 32.000 куб.мт. имели удлинение 1:8,75
л 35.800 и " И ет 1:9,50
" 55.000 * " о 91 1:8,30
й 68.150 " " ft IS 1:9,60
" Водужзее"п"Нордп1тер»4 5» « Г 1:6,95
Скорость увеличилась до 36 MT.j !сек.или до
130 клм./час..Что касается выбывания кораблей.
ТАБЛИЦА ВОЗДУШНЫХ КОРШЕЙ ЦЕШШИНА
* ронТлЬ или fyiotcc 0<Ггм кусГ.м. Число Число баллонет Длина метр. Диоснр-Тр.МЗГ. Полезный груз клгр. Числол ноторсб МощнссТЬ одногс мотора 6 ИР. ЛоЛН. ношу ИЙ Ch'Op-S мО' гр/сек
. . . . 11300 1 И 1Л8 11.7 •* л 14,7 Д9 8
п 3 » ♦ ИЗОО^ЩЫ 1 16/1? 7Л8//36' 11.7 Л 86уо 1оо ни.„ 4 f-too "7^
4 и 5 . . 13&Ю Л 17 136 13, & 4ббю Л 100 > ЛОО 13
вбЯ 6 . . . , , tfooo/fiooo 7 17/18 1М//&4 1.1 а 4М лдз Лло//6 Л3о и
^П,ЗВ . , 17&OO Л 17 14о 1И-.Л 6600 3 1 /А О 370 16/у
Йвабеи , . . 7/800 / П 1Ч-6 1у,е 6060 3 r*f& /4о ОЛе 4Z0 Л1
Ганга о . . . — «•> — — —4 -WW ^1
Виктория Луяза 18?on Л 18 1^8 16д 6Л $2 3 1^О/к'6 ktoy /490 Л1
Деитцщачд . . ЯЗОо/ЗбОО 7 1б/?6 7600 3 1Ло 36о/ /490 76
?ооо 3 /60 Z7
Саксен .... ЛОИ/О 3 1? 1/8 14Д6 тбоо 3 . 168 496 До,6
ас га,га . . , ЛЛ148 Z 1.8 7о6 74Д6 8660 » 3 1?8 8Л6 Ло
0^* 3 *• 8 • * » •Я9 — — **"
Z хх -XI . . . ZZfoo 11 18 188 74.86 8?0о 3 ЛЮ 630
(См. на обороте),
2 ХМ9, ХЛ39 . 25000 3 1S
/л 77 - 93 . . -* —
/ 10 - 19 . . 32000 и 76
/язе .. ш . . — —
X 20 - 26 . . 358оо 18
/fl 13, Х20 . . « — в
/30 - 50’ . . 55ооо
/42 , 43 . . 55500 z 78
44 “ 54 « « 558оо 5 78
* 65 . . 50ооо /о 7^
Zs? ,59 . е ^85оо А й
/70,71,72. . 5Z.ZOO 3
Бодензее , , 7 /г//?
Исрдштерн. . ^Z.550 1
16/,4 16,0 10000 «• 3 ма 210 630 2Z
its, 5 /8,7 15ooo 2(0/240 840/960 25
*«• — *"*• —
78,7 Woo 3QQQ0 4 246 360 25
*» «И» <4M« —над
/93 23,9 9o 32500 6 24o 1440 28
/58,5 23,9 Збооо 378oo 5 240 /200 Л?
/56,5 23,9 нЗЗООО 24o /Лоб 2?
136,6 23,9 40000 24о/Л9о /200^460 30/32
226,5 23,9 52ooo 24o /200 2a
211,5 23,9 л 44 oo о ? 290 2 05b 3 6
'^i /8,7 fop-jo/stetty 24# J80 36,3
/36,8 /8,7 71200 2.4o 360 354
- 15 -!
из строя, то из 116 построенных корабле! Цеппелина только <20$ выбыло от устарелости, 35$ были сбиты или подстрелены и, лишенные возможности управляться, вынуждены к спуску, 38$ разрушены или сожжены после вынужденного спуска из за бури или жесткой посадки, 9 кораблей были вы-♦
даны Антанте, / Те немногие корабли, которые дожили до нор--мального конца, просуществовали от 2 до 4 лет и не подлежит сомнению, что при солидной постройке и хорошем уходе за кораблем можно вполне расчитывать на 4-х летний срок их службы. Корабли, которые будут мало эксплоатироваться, конечно, просуществуют значительно дольше.
--ооОоо—
2. О жестких кораблях верфей "Шютте-Ланц".
Проффесор Шютте преступил в сентябре 1903 года при содействий секьяг Лавц-Рехлинг к пос-тройке своего первого корабля. Первый полет состоялся 17-го октября 1911 года. Корабль имел об"ем в 19.000 куб.мт., удлинение 18,4:131 -1:7,1, мощность моторов 2 по 250 HP, полезный грув в 5000 клгр. и скорость в 19 мт./сек. ил< 68,5 клм./час..
фирма указывает, как на особую заслугу,что с самого начала был выпущен корабль с очень коротким корпусом и хорошей обтекаемой формой. Однако, прилагаемая к этой главе таблица кораблей "Шютте-Ланц" показывает, что эта выгодная, с незначительным удлинением, форма в течении ряда лет дальнейшего развития не могла удержаться и что при непрерывно растущей величине пришлось пойти на уступки. Итак, корабли Шютте развива -дись в отношении внешней формы почти противоположно кораблям Цеппелина. Отношение диаметра кораблей Шютте-Ланц к длине составляет в различных типах:
18,4.131 - 1:7,1 пр? У = 19.ОСО куб.ет.в 1911 г.
18,2:144 - 1:7,9 " У = 25.000 " " в 1914 ”
20:153
20:163 20:174
23:198
1:7,65 « У - 32.000 " ”
1:8,15 * У - 35.000 ” "
1:8,7 * У - 38.000 " *
J:8,G ” У = 56.000 " и
б 1915 ” в 1915 ** в 1916 ”
в 1917/18Г.
ПОЛЕТ ВОЗДУШНЫХ КОРАБЛЕЙ ШЮТТЕ-ЛАНЦ.
Корабль Г Начало ростр, 1-Й полет Об”ем куб.мт. Длина м. Диам, мид.м. Моторы • Полезн. груз.клг. Скорость , мт/сек.
/ Ml.' Сент. 1911г. 17 октяб. 1911г. 19000 131 18,4 2X250HF Мерседес 5000 * 19р0
3X2. Июнь 1013г. 28 февр. 1914г. 25000 144 18,2 4х180НР Майбах 7870 24,5
1 00 $ХЗ. Сент. 1914г. 4 фовр. 1913г. 32000 153 20 4х210НР Майбах 14000
1 SXf>. 16 март 1915г; 19 онт. 1915г. 35000 163 20 4х2ЮНР 15700 Майбах 25,9
SX 8. 3 окт, 1915г, 30 март 19Й". 38000 174 20 4X2I0HP Майбах 19300 25,1
J£10. 25 окт •1915г. 19 мая 1916г. 38000 174 20 4х240НР Майбах 21470 25,1
J# 20. 5 нояб, 1916г. 10 сент. 1917г. 56000 198 23 5х240НР 35500 ' • 28,1
22. .7.2ноя^ 1917г. 5 июня 1918г. 5С000 198 23 5х240НР Майбах 37500 28,1 |
При сравнении приблизительно одинаковых классов кораблей у Цеппелинов чаще всего заметен более значительный полезный груз, который у кораб -лей Шютте-Дани компенсируется более высокой ско -ростьЮо Сопоставление соответствующих типов дает следующую картину:
Корабли Цеппелина. " “ ' - ' ~| Корабли Шютте-Ланц.
Об” ем куб.м. Полезный груз клг-. Скорость мет/сек„ Об "ем ку б с м. Полезн пруз:; .Ckopocti мет/сек.
19300 6500 16 19000 5000 19
19500 7050 20,5
25000 11000 25000 7870 24,5
35800 17500 25 35000 15700 25,9
56000 40000 32 56000 37500 5 28 Д
7
Этот замен грувопод"емкости у кораблей Шютте-Ланц увеличенной скоростью не заметен более в последних крупных конструкциях. Йе подлежит сомнению, что при больших размерах корабли Шютт'е-Лаид в значительной степени уступают Цеппелинам, поскольку это касается полезного груза и скорости. Специалист знает, однако, что качество воздушного
- го
корабля этим еще не и-счерпывается я не подлежит также сомнению, что каркас Шютте-Дакц"а лучше проработан и обладает белее высокой прочностью. Об этом пока лишь упомянем, оставляя подробное объяснение и критику до следующего отдела этой книги.. Противоположности между "Цеппелинов* и
мШютте~Ланц"ем** выв вали в специальной литература, особенно за последние истекшие годы, обмен мнений, странно поражающий читателей. Кто хочет описать развитие германских воздушных ко -раблей, тот не может обойти молчанием эти про-I
тивоположности. Оледуя об’*ективной тенденции этой книги, мы передаем совершенно беспристрастное, лишенное личных счетов мнение, которое взято из доклада Д-ра Рюля, старшего инженера фирмы Шютте- Ланц в Амстер дамском Инженерном Мнсти-туте £9 ноября 1919 г.. Докладчик сказал дословно:
мЦеппелин и его сотрудники имеют выдающуюся заслугу в том, что впервые построили жесткий воздушный корабль. Дальнейшему развитию жестких воздушных кораблей до их теперешнего совершенства способствовал, однако, с особенным успехом завод
"Шютте-Лшщ’г и важнейшие пункты, на которые его работы оказали существенное влияние, будут следующие :
I/ Выгодная форма с наименьшим сопротивлениег&.
2/ О'двопланные стабилизаторы и рули.
3/ Йекесткая цсдвеска гондол,
4/ Расположение воздушных винтов непосредственно на гондоле с прямой пере?<ачей.
5/ Внутри раскол-этжнныЖ корридор.
6/ Боковое гондолы.
7/ Отвод газа через шахты наверх корабля.
Эти признаки, которые теперь присущи всем воздушным кораблям, впервые - были совмещены на воздушном корабле г£Х*29 совершивший свой первый полет в феврале 1914 г.. В этом смысле 2 проложил новые пути для строительства воздушных кораблей всего мира”.
Вот, значит, те главные пункты., в которых "Шютте-Ланц” претендует на первенство. Решение, однако, зависит от судебных властей, поскольку в хаосе своеобразной конкуренции между теперешними военными и морскими управлениями, велможно вынести окончательные заключенья .
С первым пунктом мы согласиться ье можем,но
вышеуказанным причинам, а также потому, что применение обтекаемой формы для демонстрирования ее вяачения и не требовалось. Выдающаяся заслуга графа Цеппелина состоит не только в том, что он построил первый пригодный жесткий воздушный корабль, но еще более в том, ’ч^о он первый практически доказал необходимость больших конструкций. Эту заслугу сможет оценить в полной мере тот,кто в течении долгих лет ве небольшой работой ислы-товал противодействие даже специалистов относительно проведения ь жизнь “широких” идей. Деть-пелин говорит сам: "Этот незначительный опыт в воздухе принуждал с первого начала к конструкциям такого об”ема, что я предвидел появившиеся вскоре сомнения в здравости жэего равсудка”.
Кроме того, нужно указать и на то, что Цеппелин и его сотрудники оставались последовательными как в смысле конструкции ьсего корпуса корабля, так и материала, в ло время как Йютте со своими сотрудниками перешли сначала от дере-денной конструкции к комбинированному типу построек и, наконец, окончательно к дюраллюминив.
х
Что касается детального веса такого корабля, то пн в следующих строках приводим данные, опубликованные д-ром Рюлем в конце его доклада и от
носящейся к деревянному кораблю Шютте-Ланц в 56000 кубометр, гавового об"ема, длиною 198 мтр. с диаметром миделя в 23 мет. и снабженного 5-ю моторами по 240 HP.
Деревянный каркас ............... .12900 кгр.
Баллонеты ............. . . 3380 ”
Наружная оболочка................... 1870 и
С табиливирующие пл ан ы. рул и,руле вне провода .............................1070 я
Моторные и пилотская гондолы.........I860 *
Автоматические и маневренные клапана . . 340 "
Бензиновые резервуары и проводки .... 480 ” Балластные мешки ................. . 350 ”
Различные грузы /подвески гсндол, швартовые канаты, ооганы управления, освещение и радиустановка/ . . .... .1030 " । । ua.iii. «и..«ММ » I*1 । h. — lie I i.i м in Нац и
Общий мертвый вес . ». . . 27820 кгр. ,иД
3. ВОЗМОЖНОСТИ РАЗВИТИЯ.
Уже в начале 1914 года на верфи Цеппелина в Фридрихсгафене были сделаны значительные исследования относительно возможностей развития жест» кик кораблей. Эти исследования простирались ни все факторы и условия, которые существенно или несущественно оказывают воздействие на качество воздушных кораблей. Работы завершились, однако, не на главной верфи, но на тогдашнем отделении ДО, т.е. Дорнье, которое впоследствии занялось постройкой только аэропланов и в новейшее время общеизвестно под фирмой " ^boznee^ t(tauten ,
Дорнье, как научно образованный, специализировавшийся по железным конструкциям инженер, уже тогда держался того мнения, что в строи -тельстве воздушных кораблей требуется больше расчетов и, что в особенности, работы на ощупь некоторых почтенных господ в фридрихегафене. должны все больше и больше отступать на задний план, чтобы сохранить спсобность конкуренции с другими фирмами. В Фридрихсхафене тогда еще не
существовало ни конструкторского, ни расчетного бюро, так что с 1914 года новое отделение ДО стэло в сяду необходимости развиваться как специальное отделение графа Цеппелина» Здесь двинули особенно вперед постройку легких ферм и были проделаны громадные расчеты веса и сравнительной прочности, чтобы создать наивыгодней -гаий большой корабль из стали или дюраллюминия пгя перелета через Атлантический океан» Поело того, как вспыхнула война, отделение занялось сначала проектрипованием и детальной конструкцией небольших воздушных крейсеров из листовой стали, но, по настоянию графа, оно должно было приступить к постройке гигантских аэропланов;
Коли принять во внимание, что все без ис -ключейил руководители отдел©!1ия были неопытны в аэропланостроении и что им пришлось без переходной стадии непосредственно приступить к гигантским размерам - 40 метров размаха, - что затем для построек должен был применяться неисследованный пока материал,- а именно сталь,-м ч,Т!о, наконец, должен был строиться не нор -мальный тип, а летающая лодка, то, • виду ус-
пехов, полученных уже к концу 1916 года, нельзя не признать инциативу и энергии графа, а также упорство и мужество его сотрудников. I
Исследования, о которых упоминается в начале этой главы, были опубликованы в докладах графа Цеппелина и инженера Дорнье в аэрокораблес-троительном техническом обществе в Фридрихсга -ме летом 1914 года. Эти доклады трактовали развитие кораблей Цеппелина до класса "Саксен" и давали все важнейшие даты, события, данные относительно веса, скорости, конструкция, моторной установки, маршрутов, полезных грузов и другие достижения. В особенности заслуживал внимания доклад Дорнье благодаря основам, которые доказывали дальнейшее развитие жестких кораблей. Эти основы были затем частично опубликованы в и представляют постоянную ценность, потому что развитие величины и связанное с последней улучшение качества корабля, превзошли все предыдущее расчеты.
Этшяк работа шт в отделении ДО, в которых автор принимал не малое участие, впервые с циф-ровыии данными было доказано, что сильнейшее
- 27 -влияние на повышение качества воздушного корабля оказывает увеличение об"ема. Таким образом, упорно высказанное графом Цеппелином убеждение, было теперь доказано, правда, пока только еще на бумаге. Главным образом, эти возможности развития, а также и другие будут ближе рассмотрены при последующем изложении.
Основное уравнение для воздушных кораблей о
Если выразить подъемную силу воздушного корабля кратким уравнением ~, то здесь обозначает используемый газовый об*’ем корабля, а • под”емный коэффициент. Величина*/* , Kase выражение разности весов единиц об”ема окружающей среды, а именно внешнего воздуха и наполняющего корабль водорода представляется численно таким образом:
$ - 1,293 - 0,090 - 1,203, то есть npR химически чистом водороде, и 760 ртутного столба. Практически не при- . меняемой численной величиной считается 1,15.
С под’’емкой силы корабля следует скинуть
— 28 — все вниз тянущие веса а также и все прочие грузы. Эти "отнимаемые веса* составляются следующим образом:
I. Собственный вес корабля. Л «г Ш « 1». « « « «—Mr-»*— «V т*.
Сюда принадлежит в жестких кораблях в первую очередь каркас со своими кольцевыми и продольными фермами, главной и втростепенной расчалкой с надлежащими скреплениями, накладками, хомутиками и заклепками; далее сюда принадлежит оболочка; все хвостовые оперения с подвижными и А закрепленными планами,- рулями и стабилизаторами, гондолы с их креплениями, все пристройки для помещения экипажа и пассажиров, навигационные, радиотелеграфные и прочие аппараты, швартовные канаты и т.п..
2. Моторная установка.
Приспсобление для приведения корабля в движение состоит из моторов и их установки, из резервуаров для горючего, бензине и маслопроводов,
U из необходимых передач, включая картеры и имеющиеся пропеллеры.
3. Нужные запасы горячего.
Для вывода выражения полезного груза, которое ясно представило бы качество корабля, вво -дятся следующие обозначения:
G - общий собственный вес,
Н/п » вес на единицу мощности моторных установок,
А/ - потребление горючего на силу/час,
/7=Ал7 -Лв общий вес установок,
= общий вес взятого с собой на t" часов полета горючего.
После вычета всех мергвых грузов остается полезный груз корабля, представляющий собой раз -кость —Jt -С -М-В
ИЛЙ Ж =#-/? “Ж
Величине Ле означает количество действительных лошадиных сил,‘поэтому
Ле ЬР = Ле mi/>ес
Производимое Ле лошадиными силами продвижение корабля должно, по меньшей мере, равняться противодействию сопротивления , возникаю -
щему от воздушных струй в их трения о корпус корабля, умноженному на скорость 3^ корабля, т.к« в уравнении обоих произведений
Ле • = И^-гг хдъ mt/$£c
дело идет в обоих случаях о работе в секунду и так как не вся работа моторов передается на винтовой вал, то величину «Л/? 75 надо еще помножить на коэффициент полезного действия 2 установки, так что получается
-14^2^
или / v"
<Л‘2 ~ ^-rS '
Это уравнение, известное из машиностроения для установления требуемой мощности моторов, получает здесь еще более расширенное значение благодаря тому, что сопротивление воздуха или со -противление движению выражается посредством а именно квадратом скорости умноженным на некоторое число сопротивления С, которое в дейст-вительности является сочетанием нескольких величин и которое мы рассмотрим ближе в отделе "Практическая аэродинамика”. Таким образом Jtfe выражается формулой
Окончательная формула будет:
Это уравнение, выведенное Дорнье, перечисляет в краткой формуле все величины, которые должны быть известны, вернее установлены.чтобы найти полезную грузонод’*емкость корабля, которой можно располагать.
В начале практического воздухоплавание, которое по моим соображениям, можно считать с 1913 года, дело шло о том, чтобы определить или оценить возможные или предполагаемые улучшения отдельных данных, заключающихся в указанном уравнении, чтобы затем выразить их влияние на поношение общего качества корабля. В качестве введения в эти исследования мы выяснчм сначала «зависимость качества корабля от/его скорости.
А. Дистанции и колезнш грузы в зависимости от скорости корабля.
По формуле \Г - -
требуемое число № растет пропорционально 3-й степени скорости, Если дело идет о сравнительных величинех для одного и того же корабля, то
- JZ
кроме числа 75? постоя ним также и требуемые мощности в HP относятся между собой как третьи степени соответствующих скоростей:
_ У', 3 .
л? j
В кораблях класса "Саксен”, т.е. имеющих об’*ем в 21000 куб«метров была достигнута "полетная скорость" в 72 кил./час, которая при полной работе всех моторов могла быть повышена до 81 кил. час» Если потребовалось бы поддерживать скорость такого корабля лишь на 54 кил./час, то, вместо 81 килы., нужно
630 HP, которые требовались для было бы развить только
15,0.630
АГ — ™Т~ z 187 HP
/
(/81 и 54 клм./час
будут 31
я 22,5 И 54 -
356
* 15 метв/час./).
Предполагая расход горючего в 240 грамм на силу /час и, принимая во внимание, что класс "Саксен" мог в крайнем случае взять с собой приблизительно 6200 кигр. горючего, получается для полной скорости расход в час 630.0,240Ж15Х клгр.,
6200 „ наибольшая продолжится ьность полета ~Jgy”“ • 41 час и дистанция 41.01 = 3300 клм..
Соответствующие величины для малой скорости будут:
187.0,240 = 45 кгр* часовой расход, 6^00 - 138 часов продолжительность 45 '
полета, 133.54 - 7450 клм. дистанция.
Значительно, более медленно идущий корабль проходит, следовательно, при затрате того же самого количества горючего значительно большее рас стояниег чем при полете на высокой скорости и этот излишек расстояния выражается приблизительно 7450-3300 - Is25 = 125 %.
3300
0 другой стороны, медленно идущий корабль при той же самой дистанции*в 3300 клмп перевезет гораздо больший полезный груз.
На 3300 клм. при часовой скорости в 54 километра потребуется только 3300 - 51 час полета; в этом случае^ при часовом расходе в 45 клгр. всего затратится 45.61 " 2740 игр. горючего. Следовательно, если при полной скорости
корабль сможет взять на борт только запасы горючего, чтобы покрыть 3300 километров, то при малой скорости он возьмет с собой еще 5200-2740 -- 3460 клгр» полезного груза.
Эти соотношения представлены на прилагаемой диаграмме /фигД/, результата для которой получены только что указанным путем. Полезные грузы обозначены на оси абсцисс, дистанции на оси ординате Расчет произведен для скоростей в 54,63» 72 и 81 клм./час.
Если, например, требуется перевезти 2000 к-пгр., то корабль при скорости 81 километр в час покроет 2300 клм7 при 72 клм. - почти 3000 кдм,, при«63 клме -‘4000 клм, и 54 клме/час -- 5000 клм.. ч Чтобы лучше охарактеризовать эти соотношения s вычислена предельная величина, которую достиг бы корабль класса "Саксен”, если бы он шел только со скоростью первого цеппелина. Для выражения этой величины вычерченная диаграмма недостаточна, т.к. дистанция равнялась бы 30 000 клм в .
Эта величина, разумеется, имеет чисто тео-
ретическсе значениег так как с уменьшением скорости увеличивается влияние встречного ветра и, вследствия этого, а также и по другим экономя -ческим причинаме скорость корабля не должна опускаться ниже известного предельного минимума.
$з предыдущих соображений можно установить, что у воздушного корабля увеличение скорости, вызванное увеличением числа моторов или повышением их мощности ио приведет к удлинение дис -танции или к повышению полезного груза, так как слишком увеличивается расход горючего. Здесь господствует правило:
"Чем медвенне я лечу, тем большее расстояние преодолею*. Мы здесь видим один из существеннейших контрастов с аэропланом, 'где при помощи мотора и винта надо достичь не только поступательного движения, но и поддержания аппарата в воздухе.
В. Повышение качества вследствие улучшения формы корабля.
В тесной связи со скоростью корабля нахо -дятся сопротивления, кек это и разъяснено точ-
нее в отделе ’’Практическая аэродинамика". Если в рассматриваегюй "Об”емной формуле”* для
сопротивления корабля
правую часть уравнения заменить более кратким выражением С&* , то получится
Величина этого произведения для класса ’’Саксен" в в котором преобладала еще цилиндрическая
форма, была равна 3, что быстро-можно доказать следующим образом:
КогдаоСЛ 19 предпринял свой пробный полет,
то величина сопротивления К выразилась численно в 0,0652, что превысило установленную Фурманом для модели величину К приблизительно на 80$. Эту разницу следовало приписать вред-
ет
ным сопротивлениям тегового корабля. Подставляя • т, 'Г /
величину К и далее величины ~£Г’ — у - 20000 в выражение для С , подучается:
G = 0,0652 . 8 . 20000 3~ . = 3,
Благодаря предусмотрительному приближению цилиндрической формы корабля к обтекаемой, мож
но было уже в 1914 году рассчитывать на уменьшение сопротивления, а тем самым на повышение качества. Чтобы продемонстрировать это повышение была вычерчена вследствие ожидаемого вскоре понижения сложной величины С на 10$, следующая диаграмма /фиг.2/^ которая находится в тесной связи с предыдущей и также вычерчена для корабля класса "Саксен"., Простые линии указывают зависимость качества от фактора s 3SO, пунктирные - от С - 2,70. Первая выгода сказывается в уменьшении потребной мощности, которое также должно составить 10$, Отсюда следует экономия горючего, которая может пойти на увеличение полезного груза или на удлинение дистанции.
Предельные величины у корабля с меньшим сопротивлением составляют 9200, 6800, 5200 и 4100 километров, тогда как у корабля с сопротивле -нием на 10$ большим, но в остальном - с теми же самыми свойствами, они составляют 7500,5800, 4400 и 3500 клм.. Если затем дистанция будет 5000 клм., то остаются свободными следующие по лезные грузы:
G s 3g0}
При 81 клм./час............... °
” 63 " " ........... ЮОО клг.
" 54 " " .......... jf„_ гьоо и
С = 2,70 :
При 81 клм./час.......... JQ- 0
i " 72 " Х= 0
и 63 " " ............. X = со 2000 клг.
" 54 " й ....................... 3300 "
Последние числа ясно показывают большое влияние улучшенной формы на полезную грузоподъемность корабля, хотя в этом примере дело идет о десятипроцентном улучшения величины сопротивления, которая в действительности в процессе последующего развития была.скоро значительно превзойдена.
G. Влияние улучшения коэффициента полезного действия винта, веса мотора, передачи и горючего на качество корабля.
Коэффициент полезного действия винта, дос -тигчутнй около 10-ти лет назад, не превышает 0,70.
Рассчитывали, однако на улучшение этого коэффициента до 0,80 я Если мы теперь и им£ем установки воздушных винтов, у которых можно получить 85-88$ затраченной мощности, то на воздушных кораблях в большинстве случаев имеются винты, работающие один за другим* и которые при большом расстоянии друг от друга все таки оказывают взаимное влияние. Поэтому теперь, несмотря на высокий 'коэффициент полезного действия отдельного винта, коэффициент для всех винтов, вместе ввя-4 тых, следует считать только от 75 до 80$, так что достигнутое раньше улучшение вполне соот -ветствует и современному положению.
Для веса моторной установки, которая ь классе "Саксен* составляла еще 6 клгр. на HP, основной величиной было = 4кгр. на HP. Эта величина кажется для теперешних соотношений еще очень высокой, но, в действительности, это не так. Если, конечно, считать только чистый вес, то - 1,6 кяг. на ПР будет хорошей средней величиной. Сюда причисляются, однако, еще винт, передача^ баки, трубопроводы, далее, требуемые / для больших перелетов, освещение, вентиляция.
'Л
отопление и тому подобные приспособления .Вес моторных установок корабля объемом в 60,000 куб.мто составлял довольно точно 5 клг. на НРИ Эта величина по более точным расчетам, при новых крупных проектах может быть понижена до 4-3,5 клгр. на HP, так что 4 клгр. на HP выражает вполне точно среднюю современную величину.
Наконец, что касается затрачиваемого на I HP горючего, то здесь принимаемая в расчет Л/» 200 грамм вместо 240 грамм. Эту величину также до настоящего времени еще не превзошли.
Прилагаемая диаграмма /фиг.З/ показывает старые соотношения простыми линиями, принятые в соображение новые величины пунктирными. Определение числовых величин для нанесения линий произведено вышеуказанным способом.
Сначала получается уменьшение числа HP, а именно соответственно отношению 0,7 0,8 | затем прибавляется для полезного груза экономия на мертвом весе моторов, как и на весе горючего, т.е. получается выигрыш в покрываемом расстоянии. Последние составляпт, не считая
каждый полезный груз ь отдельности, для старого корабля:
3500 КЛМе с о о т ве т с * в у ющи х 31 ЮШе/ г час
4500 W 72 « л
5800 If и 63 п
7900 и к 54 н «
для улучшенного корабля:
6000 КЛМе соответствующих 81 КЛМ.^ 1 час
7600 м 72 «? И
99G0 ?? к 63 п
свыше 13000 и 54 w ft
Принимая во внимание улучшение мотора и при-надлежнсстей9 считаемое в свое время лишь вероятным, и которое было полностью достигнуто моторостроительной промышленностью в несколько лет, надо назвать указанные повышения качества действительно поразительными» Что это повышение не об -ратило на себя внимания, обясняется тем, что ходовая скорость во время войны скоро была, благодаря требованиям времени, превзойдена. Так как потребное число HP растет пропорционально 3-й степени требуемой скорости, то без лишних слов
ясно, что необходимые для этого веса моторной установки и, главным образом,горючего послужили тормазом для дальнейшего развития.
Д. Влияние увеличение размеров на повышение качества корабля. М «К — Л* Ж» — — «<•••••• — * » * «-
Для составления сюда относящейся диаграммы /фигЛ/ пользовались всеми весовыми данными и достижениями построенных кораблей диаметром от Пэ0 до I6jC мте, Был установлен точный вес ко-раблей от 22-25 мт диаметром; у кораблей же до 30 мто диаметром вес мег быть оценен, на основании клеющихся данных. Что касается величин сопротивления, то пользовались готовыми, полученными при испытании моделей, в Геттингене, так же как и при пробных полетах самих кораблей, тем более, что эти исследования простирались только на корабли подобной формы с тогдашним удлинением в 1:10. После того, как было вычислено большое количество отдельных членов, входящих в основное уравнение для воздушных кораблей, могли быть найдены посредством интерполяции и промежуточные величины, так. что возможно было
вычертить соответствующую диаграмму для показания полезного груза, расстояний или времени, требуемого для перелета, ^ледует указать, что при этих вычислениях не пользовались улучшенными величинами отдельных факторов, влияющих на качество, но следующими численными значениями: коэффициент гру зопод**емности - 1,10; « 0,70; 4w= б клг»;
Л/ = 0,^4 клг./НР. В данных диаграмм мы видим, следовательно, только те увеличения качества, которые зависят от роста об”ема, а, вследствие этого, и - под”емной силы.
Диаграмма состоит из 2-х частей: левая часть показывает так называемые */С&пп Стсе/г ” кораблей до 30 мте диаметром или до 300 мт,длины, на ось абцисс нанесены полезные грузы в клгр. Правая часть содержит линии силовых установок, а также расходы горючего, расчитанные до.200 часов полета. Абсциссыпредставляют скорости в мт./сек..
Для пользования диаграммой даются дистанции и скорость» Требуется найти полезные грузы, которые должны перевезти отдельные корабли.
Пусть дистанция = 4500 клм.; скорость 90клмо час;этим уже дана и продолжительность полета & -- 4300_ - S0 часов„ Требуется найти в правой час-’ ~ 90
ти течку пересечения данной ордйнато скорости
90 - 25 мт./сек. с соответствующей линией
~3,6~ ~ , времени 50, От этой точк^ переходим мы по линии параллельной оси абсцисс на левую сторону диаграммы и определяем точку пересечения этой горизонтали с ”/Сепп^п/Шъ " кораблей, т.е. отрезки, соответствующие этим точкам пересечения на шкале полезных грузов. Найденные величины будут:
Д - 22 м... 24 и... 26 м...ае 28 м..., 30 м...
- 1500 клг. бЗСбклгчЮОСЮклг. 155С0кло.223С0клг.
йри увеличении диаметра с 22 на 30 мт. увеличивается и полезный грув с 1600 на 22300 клг.8 тв 14 раз.
2-й пример: пусть дан перевозимый груз в 20000 игр. и скорость = 100 клм./час 34 27,3 мт. сек. Требуется найти время перелетов, а также длину пути.
Как указано на левой стороне диаграммы, по-1
лезные грузы в 20000 клгр. могут быть достигнуты только кораблями диаметром свыше 18 мт..Если от точки пересечения ” ” кораблей
с ординатой свыше 20000 кгр. провести линию вира-
во, а именно до ординаты скорости, соответствующей 27,8, то окажется, прежде всего, что лишь при кораблях в 22 метра диаметром можно говорить о времени полета, раз должен быть перевезен столь
значительный полезный груз. Впрочем,отдельным ко
раблям соответствуют следующие продолжительности
полета к дистанция:
Д - 22 мо 24 м. 26 28 м, 30 м.
- 2S5 ч. 12 ч. 20 ч« 25 ч. 32 ч«
Путь 250 к. 1200 к. 2000 к» 2500 к, 3200 к,
Так как указанной диаметр не дает один исчерны -вающего представления о величине корабля, то со
поставим повышение качества с ростом объема ко -рабля ’’Саксен”, когда представительница цилиндрических кораблей имела при диаметре 14,8 м. и длине в 149 мт. об"ем в 20800 куб.мт., в то время, как соответствующий описанный цилиндр вмещал 2
14.8 е 149 ® 25600 куб.метров. Отношение
4 ... 20800
обоих об”емов составляет ~ 0,815. Так
2ооии
как корабли, над которыми были произведены вышеуказанные вычисления, должны были сохранить удлинение 1:10 и кроме того подобную форму, то
для получения отдельных ой”емсв надо было об”емы описанных цилиндров умножить на число 0,815. Таким образом, для кораблей в 20, 22, 24, 28 и 30 метров диаметром получаются объемы в 51200,88500, II2500, I41000 и 173000 куб. метров.
Проследим переход от корабля в 22 мет. диаметром и обиемом в 88S00 куб-метров к кораблю в 30 мт. диаметром и с почти двойным обиеыом, получается согласно 1-го примера при расстоянии в 4500 клм. и при скорости в 90 клм./час увеличение полезного груза в 14 раз.
Это повышение грузопод”емности нельзя не оценить, особенно, если принять во внимание, что здесь дело идет о выигрыше, который является как бы бесплатным приложением. потому что при увеличении размеров он получается сам собой, без всякого напряжения в весовой, конструктивной, механической или какой-либо другой области деталей.
Диаграмма построена, как уже сказано, на основах, которые отвечают состоянию конструкторского, механического и др. опыта в дирижаблестроении лет 8-10 назад. Без объяснений, понятно, какого качества можно достичь, если одновременно с уве-
I личением кораблей принять во внимание и успехи новейшего времени, изображенные на предыдущих диа -граммах /фиг„1-3/.
Еще во время мировой вайны часовые скорости в 90-100 клм. считались значительными достижениями, теперь же со времени полетов ’’Бодензее" средняя часовая скорость в 120 клм. и предельные скорости от 130 до 140 клм. считаются нормальными требованиями. Тормозящее влияние повдгшения скорости усу-губляется требованием достаточного потолка не только для военных, но и для пассажирских воздушных кораблей из-за возможно широких границ высоты полета. Это последнее требование, как известно, германское военное воздухоплавание, несмотря на прочие блестящие полетные достижения, не вы-подняло уже к концу войны, так как благодаря про-грессирующему развитию оборонительных средств требовался такой потолок, при котором полезный груз практически становился равным нулю.
Этим заканчивается часть о возможностях развития. Эти возможности не рассмотрены исчерпывающим образом, так как здесь не рассматривалось препятствие, происходящее от повышения скорости и
его уничтожение благодаря развитию обтекаемой формы. Очерк показывает возможности развития кораблей подобных форм и доказывает достигнутыми результатами, что предсказания относительно прогресса воздушного корабля были вполне осуществимы.
ОБЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПОСТРОЙСЯ тс
“конструкт ивёе “подробной^ ~
Корабль, готовый к полету, состоит из следующих частей:
I/ Остова, каркаса или корпуса корабля с при-о надлежащими к нему фермами и расчалками;
2/ Баллонетов, которые помещены внутри каркаса и наполнены поднимающим его водородов;
3/ Из внешней оболочки или внешнего покрытия, обтягивающего каркаса;
4/ Ив гондол, а именно, из моторных, пилотских и пассажирских гондол;
5/ Из рулевых органов, а именно горизонталь -ных и вертикальных планов стабилизации и относящихся к ним рулей с рулевыми проводами;
6/ Из находящихся в гондолах моторных установок*.
7/ Из резервуаров для горючего с наружной проводкой;
8/ Из так называемых особых грузов для навигационных инструментов, радиотелеграфного приспособления 9 швартовных канатов и т.п/.
9/ Из внутреннего сооружения для размещения пас саниров и экипажа;
10/ Из резервуаров для балласта.
Каркас, как главная составная часть жесткого корабля в статическом, конструктивном и весо вом отношении представляет по характеру своего устройства пространственную ажурную постройку тм “У па Цепляя, как она была в начале развития жест -ких кораблей предложена "Жюллер-Бреслау" и введе на всеми строителями жестких кораблейь See -фермы идут по поверхности корпуса и соединены между собой расчалками. К концам,фермы образуют крутые купола Швеллера; вообще, весь каркас можно рассматривать как комбинацию двух шведлеровеких куполов, имеющих одно общее кольцевое основание.
Важнейшими составными частями каркаса являются шпангоуты и стрингера. В начале строительства жестких кораблей шпангоуты, плоскости кото
рых лежат перпендикулярно продольной оси корабля i имели 8, затем 10 мт. расстояния друг от дру-гаг тогда как теперь при больших конструкциях и в новейших проектах расстояние расчитано на 12 и 15 метров. При расстояниях от 10 кт. и вообще во всех новейших кораблях, расстояния эти подразделены еще промежуточными шпангоутами, предназначающимися, главны: vifpasoM, для того, чтобы еще поддержать штрингера и тем уменьшить вдвое длину прогиба. /В корабле, построенным в 1923/24 году в Фрядрихсгафене для Америки, расстояние между главными шпангоутами составляет 15 мт., а между про-£
межуточными 5 мо/.
Расчалку имеют только главные шпангоуты, промежуточные же не имеют. Различают расчалку тан -генциальную и радиальную.» При первой все углы шпангоутов связаны друг с другом, в последней - все проволочные расчалки сходятся в середине шпангоута. Внешние ?рувы, приложенные к корпусу корабля и прежде всего на отвесе присоединенных шли подвешенных гондол с их тяжелыми сосредоточенными моторными агрегатами, передаются сначала на глав-вне шпангоуты, которые, следовательно, и являются I . к
•
- 51 -главными конструктивными частями всего каркаса» По углам главных и втростепенных шпангоутов, по направлению продольной оси корабля8 идут стрингера и соединяются на носу и корме, образуя крутой купообразнкй конец, Стрингера или, по край -ней мере, внешние пояса фахверхообрааных стрингеров должны проходить поверх шпангоутев3 а не наоборот, потому что на готовом обтянутом корабле могут выступать продольные^ но отнюдь не по -перечные ребра, так как в противном случае произойдет значительное повышение воздушного сопро -тивленвдо Образуемые при описанном расположении кольцевых и прэдольных ферм прямоугольные стде -ления на поверхности корпуса перекрещиваются двой ними диагоналями из проволоки или тросса - бла -годаря чему получается главная расчалка» Кроме нее имеется сетеобразная вспомогательная расчалка, которая под теми же углами связывает кольцевые и продольные фермы и служит для разбивки отделений на более мелкие части в целях ослабления давления на оболочки внутренних баллонетов. Об -разуются, таким образом, ромбы с длиною сторон около 0,5 метра»
Важной составной частью каркаса* как и вообще корабля, является корридор. Коррадор тянется по всей длине корабля. Он идет по самому ниву каркаса, имеет треугольное сечение и такую высоту ? чтобы в нем можно было стоять во весь рост, не задевая при ходьбе о выступы конструкции, Кор-ридор раньше выдавался наружу из внутренности корабля ? образовывая, таким образом, у корабля продольный киль; в новейших кораблях он перенесен внутрьв По уверениям верфей Шютте Ланц внутрен -ний корридор был предложен графу Цеппелину про -фессором Шютте еще летом 1903 года и был приме -йен впервые у <5<Х£ в 1913, роду.
В больших военных и морских кораблях, кото -рые при последних типах можно определить как корабли в 60 тысят куб, метровг общий полезный груз, состоявший из горючего^ водяного балласта и вооружения s. т,е. бомб, составил вес почти в 40000 клгр.г помещался в корридоре и рационально там распределялсяг чтобы образовать более или менее равномерную нагрузку шпангоутов» Б пассажирских * же кораблях нового времени корридор несколько разгрузится# потому что та часть полезного груза, которая должна быть предоставлена под пере
возимых пассажиров и багаж будет помещаться в особой сооруженной снаружи или внутри пассажирской гондоле или кабине, v
Корридор? таким образоы, .является непосредствен ньид носителем или приемником свободного груза и передает его^ главным образом, через шпангоуты расчаленной трубчатой балке каркаса, кроме того, он представляет из себя соединительный ход ко всем тем местам корабля, которыеt нуждаются ь уходе* осмотре пли, в случае надобности, в починке,.
Отдельные отсеки корпуса, которые ограничены внутренней расчалкой двух соседних главных шпангоутов я внешней расчалкой по поверхности каркаса заполнены баллонетами, которые имеют, за вычетом трехгранного выреза для коройдора, цилиндрическую формум Наполненные водородом баллонеты. эти носители воздушного корабля,плотно прижимаются к шпангоутной и диагональной расчалкам внешних ферм и плотно облегают тяк-
1
же ьсйаснШ и добавочные фермы корридора. мтч балловеты, так сказать, являются ва«.нейшьми жизненны»» или дыхательными органами корабля;/
благодаря изменению высоты, перемене темпера -туры, непостоянству атмосферных условий вообще, изменяемость газовых объемов баллонетов должна быть безусловно обеспечена при всех обстоятельствах ь Потребные для этого клапана подразде -ляются на автоматические и управляемые 9 Каждый баллонет снабжен внизу автоматическим е а наверху управляемым клапаном.
При описании баллонетов нельзя обойти молчанием газовые шахты, Они в перечислении д-ра Рюля значатся как 7-е важнейшее требование, я* и»
Эти газовые шахты служат соединением между автоматическими клапанами у нижней части баллонетов и верхом корабля* чтобы выходящий газ немедленно и прямым путем отвести из внутренности корабля на открытый воздух. При помощи газовых шахт внутренность корабля находится в _ «р постоянной связи с внешним воздухом и, если корабль находится в полете,, то достигается автоматическое всасывающее действие, которое растет вместе со скоростью корабля и которое образующуюся смесь газа сило! тяги при полете направляет из внутренности корабля наверх,Что
этот отвод газа наверх можно считать за окончательное устранение опасности взрыва газеtне признается даже самими представителями жест -них кораблей о
Материалом для баллонетов теперь почти исключительно служит бодрюшкрованная материя.Изготовление баллонетов для верфей Шютте-Панц производилось на баллонной фабрике Ридингера в Аугсбурге, для верфей Цеппелина в его отделений в Темпельгофе близь Берлина» 0 весе, прочности и газонепроницаемости этих оболочек будет сказано ниже..
Внешняя оболочка корабля состоит из простой суровой ткани5 подобно обтяжке крыльев аэропланов, Эта оболочка не предназначена отделять газ от внешнего воздуха, она, следова -тельно не должна быть газонепроницаемой; но обтягивает возможно туже проступающие наружу и обозначающиеся даже под оболочкой стрингера каркаса», Гладкость оболочки требуется для сок-* ращения до минимума воздушного сопротивления» По этой же причине внешняя оболочка покры -вается целлоном, чтобы сократить насколько
возможно трение внешнего воздуха о поверхность корабля .
Гондолы подвешиваются на троссах к каркасу, а также одновременно прикрепляются три помощи шарнирных связей к прочным узловым точкам главных шпангоутов. Гондолы подразделяют на середине, подвешенные по килевой линии и боковые,прикрепленные по бокам. Подразделяют их также по количеству установленных в них моторов на одно и двухмоторные. Гондолы в момент приземления перше испытывают толчки и сотрясения» При более жестких посадках происходят иногда и поломки связей, чем смягчается сила толчка и предотвращается разрушение гондолы, а еще белее - самого каркаса. Если этого нельзя предотвратить, то в большинстве случаев, если дело касается даже только местных повреждений, благодаря рвущимся провело-кипповреждаются более или менее сильно и внешняя оболочка, и баллонеты» От величины повреждения зависит и величина ремонта, которая может заклю -чаться в замене целых ферм вместе с необходимыми расчалками и даже в смене целых баллонетов или же в разборке и постройке .заново Целых отделений
каркаса.
Снизу гондолы имеют лодкообразное днище, которое при снижении на воду, благодаря плавучее -тн гондол, значительно облегчает ьес корабля,что при сильно перегруженных кораблях, т.е. при больших потерях газа является рчень выгодный пекут -ным о б ст оятел ьст во м о
Все дирижаблестроительные фирмы обращали особенное внимание на конструкцию гондол» Металлические гондолы стр-зятся повсюду на принципах, применяемых при постройка лодок, при чем некоторые шпангоуты, которые одновременно служат и основанием для моторок, покрываются листовым дюраляю -мииием. Деревянные гондолы кораблей Шютте-Ланц состоят из остова, сделанного из иустотэльных деревянных балочек^ которые соединены на подобие шпангоутов и стрингеров и покрыты фанерой. Дно представляет из себя., подобно фюзеляжу аэропланов, решетку из продольных и поперечных планок, которая покрыта прочными листами фанеры, чтобы допустить возможность ходить по ней. Наконец,вся гондола обтянута еще легкой баллонной материей. Внешняя форма гондол должна, разумеется, быть
возможно более обтекаемойо
Главнейшими органами управления корабля являются стабилизирующие планы с присоединенными к . ним рулями« Горизонтальные планы илиг собственно, стабилизаторы как и вертикальные «= кили выступают из каркаса и органически с ними связаны» Эти плана выполняют прежде всего задачу сделать движение корабля возможно покойным и устойчивым, Горизон -тельные пианы действуют подобно несущи® поверх -костям аэроплана и могут при надлежащей форме и известном устройстве значительно повысить дина -мически подъемную силу корабля. Подобно тоыуй как эти планы сопротивляются внезапным измене -ниям направления полета в вертикальной плсскос-ти? так же Сопротивляются кили внезапному изменению полета в горизонтальной плоскости. Планы оперения создают не только покойный пслет, но ’ спи могли бы. при достаточном развитии, препятствовать повороту корабля около продольной оси, з. также около перпендикулярной к ней поперечной оси,
Органическим окончанием каждого из'"этих за. -креплённых планов служит относящийся сюда под -
вижной руль о Общий профиль насколько,конечноs Л
позволяет эта, очень вытянутая форма, пианов,устроен таким образом, чтобы получить возможно лучшую обтекаемостьо Для получения возможно большего плеча, б целях улучшения действия рулей и, следовательно, уменьшения их поверхности рум должна быть отнесены возможно дальше назад» Од-накол у типов в 60 тонн встречаются уже планы с вылетом в 6 ат с и боДее» Так как эти большие вылеты требовали бы чрезмерно прочных профилей,то лонжероны планов перехватываются тросами, идущими к основному шпангоуту рулей» Все же устройство больших стабилиааторов и рулей представляет значительные трудности именно в жестких кораб -«
ляхл так как поперечное сечение корабля в области больших выступающих планов слишком утончается и момент инерции, тое. сопротивление недостаточно для восприятия больших усилий«
Вес планов оперения и рулей имеет также существенное значение, так как они у больших кораблей составляют до настоящего врежни почти веса всего каркаса,, *
Описание деталей моторной установки, хотя бы
и з общих чертах, завели бэ нас с .пшиком далеко, да оно и не имеет ничего общего с конструкцией постройки корабля и предсталяет? совершенно отдельную областьв В -кораблях около 60 тонн под*5-еэдэй емш вес 5ад моторов по £50 НР3 включая пропеллер и вес приспособления, т-»е. установку, передачу и прочие принадлежности составлял 4,5 тонн, сюда жо следует причислять вес бекзино -вых баков и трубопроводов в 500 кгр.., так, что вес всей моторной установки следует считать в 5 тонн* т.ев по 1000 кгр, на мотор и относительно всего мертвого веса. 18$ g больших xoiniep -ческих и пассажирских кораблях будущего,с увеличенном размеров станет белее выгодным и мо -торный вес; у кораблей в 200000-300С00- куб.метров можно будет рассчитывать на 4 клгр' I HP, как это указывалось уже в отделе об улучшении моторной установкио
Что касается пристроек дня помещения и удобств пассажиров и экипажа^ то ъ военных, ко--раблях до настоящего времени естественно не обращалось на это почти никакого внимания * В современных же пассажирских кораблях надо она-
- 6f -бОТЙТЬОЯ устройством хотя «ы большой гондолы или, как у "Бсдензее"^ постройкой поместитель-«ой кабикы & корпус корабля, хата бы путем рас-шипения коррлдора.3^ Затрачиваемый на это вес * раньше значительно недооценивался. Тек, например, для первого большого корабля, который тот--час по окончании войны должен был быть построен в Фридрихсгафене за счет Америки и который хотя и не был построен^ но все точные расчеты для него были сделаны, шно принять окончательно отдельные веса. На 30 перевозимых пассажиров предполагались следующая юса1
На 30 пассажиров г. багажом . . . ? 3000 клгр, ” помещение и обстановка 3500 2 Эти веса говоря гр очень ясным яшкоия Если их положить в вснсву будущих корабле! жесткого типа, то все нетто полезного npjB©, т0ео груза, единственно приносящего выгода 8 сократиться более „ чем вдвое по. сравнению с тем периодом,корда при развитии дирижаблестроения в сторону военных воздушных кораблей, веса эти игради лишь втростепэнную роль .
• mwi I WMi ищи i ii ,t >*w4wi«».
x) Также как пассажирская и пилотская кабина
У 2^5.
Постройка ферм и каркаса и их развитие. Ч» » И» KW «Г*
¥
Легкая металлическая конструкция была дви-нута вперед и возведена на теперешнюю, признан -ную в Германий и за границей, высоту, главные образом,благодаря работам Анкерса и Дорнье.Уже с 1917 года и у других фирм наблюдается кере -ход к металлическим конструкциям, но там дело шло исключительно почти о заимствовании или частичном применении уже достигнутых результатов „
Так как автору знакомо развитие отделения Дорнье, а также выполнявшиеся в нем работа, то они, разумеется, и будут здесь преимущественно освещены.
Как уже упоминалось выше в отделе о равви-тин воздушных кораблей Цеппелина, петерешняя фирма ’^оШсяг. vn.g.ffi " была
основана ь крице 1913 года в фридрихсгафене, как отделение ДО, т.е. как отделение для опытов, пректов и мастерских. После того, как вспыхнула война, это отделение было переведено в Зеемос близь ^ридрихсгафена. При поздней
шем развертывании отделения здесь осталась только сборка, для которой уже в 1924/25 г. был построен новый большой Эллинг, в то время, как производство отдельных частей происходило в Линдау-Реутине.
Во избежание возможных возражений, заявим с самого начала, что здесь прежде всего идет дело об описании развития легких ферм и что для этоЯ цели совершенно безразлично получила ли свое применение фер&а, выработанная в отделении Дорнье на воздушном корабле или на аэроплана. Следует ли затем совершенно обойти молчанием производство ив стали только потому, что ни один корабль не был построен из этого металла. Чтобы обосноваться с самого начала на чем нибудь принципиальное, что специалисту может, быть, и покажется излишним, укажем, что в кон » струкци» ?! производстве подобной фермы прила -гаются одни и те же основы, безразлично от того, Применяется ли она как продольная или кольцевая ферма воздушного корабля или как ферма аэроплана.
Ео распоряжению граф® Цеппелина, в первое
время Дорнье занимался преимущественно производством стальных ферм, чтобы изготовить строительный материал для первого воздушного морского крейсерав Материалом служила особенно закаленная сталь, сопротивление на разрыв которой колебалось между 120-150 клгр. на кв.мм.. Эту сталь выписывали в лентах различной толщины, а именно в 0,25, 0.. 30, 0,35....1,0, 1,2, а,Зм/м. и в от- u
делении *Д0" придавали им на протяжных станках требуемую форму. Для этой цели Дорнье выработал ряд специальных профилей, которые, однако, теперь давно оставлены.
Так называемые открытые профили, как простые Кои
Ц f | профллиУможно было уже и тогда выписать с завода Дюрен, не имели достаточной жесткости формы. В стержне, рассчитанном исключительно на растяжение, это не играло бы роли, но не в стержнях, где возможны изгибы и изломы, т.е’. как в большинстве случаев бывает не употребляемых - в постройках летательных аппаратов. Этот недостаток тонких профилей еще больше сказался рри применении дюраллюминия с его превосходящим на ЮС % аллюминий сопротивления, а еще, в большей мере,
при употреблении высококачественной стали с сопротивлением в 120-150 клг. на кв. м/мо.
Единственное средство придать жесткость профилю состоит в том, чтобы сделать ©го форму волнистой. Это средство не было впервые открыто миру специалистов при постройках воздушных кораблей, оно уже давно было известно благодаря гофрированному листовому металлу. Волнистое мисто -вое железо бывает также часто толщиною не более миллиметра и, однако, может быть употреблено не только для покрытия, но и в качестве ферм из волнистых листов, если только высота воли будет соответствующей. Высота волн не только делает пре-филь более устойчивой, но и увеличивает ее сопротивление, а
Дорнье хотел отсюда извлечь двойную выгоду. Он придал профилю не только волнистую форму,пропуская ленты через соответствующий профильный шаблон на протяжном станке, но он выработал эту профиль двойной. Главным образом, две профили вырабатывались в большом количестве, разных размеров и толщин и шли на изготовление поясов для ферм,- так называемые профили К и Г.
Профиль К представляла кв себя три продольные волны и имзла две приставки или полли /фиг.5/ для прикрепления внутреннего стержня» Она состояла из двух частей, из внешней профили и внутреннего вкладыша. Угловая профиль/фиг. 5/ тоже состояла я» внешней и внутренней про -фили; она не имела остроге угла, но представляла дугу с небольшим радиусом, который соответствовал Толщине профили, он образовал дальше два продольных канта и также две гладких приставки для прикрепления внутреннего стержня. Эти двойные профили должны были склеивагьсп между собой и для каждой профили требовалась 2 заклепочных риг.. Ясно, ч1*о для подобных обширных заклепочных работ могла применяться только машинная клепка г тогда уже были заказаны у "Шулера” в Ге -нингене 5 клепанных машин, которые, по словам Дорнье, и были изготовлены, несмотря на то, что условия производства не были еще выяснены. Эти машины должны были выполнять очень сложную работу, а именно, сначала сни'Должны были пробить дыры в двойных приставках, затем подвести и ввести заклепочную проволоку, обрезать ее, наконец,
- 67 . заклепать и образовать заклепочные головки. Главная трудность заключалась в то#, чтобы вести при работе пробитые полки профили с одина -новым натяжением и вести так, чтобы для ввода заклепочной проволоки верхняя дыра покрывала нижнюю. После долгой неустанной работы уд ел ось, наконец, преодолеть все трудности.
Существенны! недостаток этих профилей заключался в эксцентричности скреплений вследотвии одностороннего пазвития полок, а именно как относительно соединений отдельных профилей, так и поясов ферм и косцов сам^х ферм при их взаимных соединениях я прочих комбинациях. Не говоря уже о втростепенных расчалках в поясах, узловые точки и пересекающие пространственны® фермы,благодаря эксцентричности, часто представляли со -бой ужасающую конструктивную сложность.
Что касается сопротивления ферм из этих профилей, то оно, если и не существенно, то все же было значительно выше ферм из нормальных профилей, Производство из стали, однако, йостепенно отменялось и, главным образом, оттого, что качество материала ухудшалось в связи с возрос-
тающей длительностью войны, а совсем не потоку, что сталь оказалась непригодной. Понятно, что пришлось прекратить конструкции из стали с того момента, когда она имела сопротивление приблизительно » 60 кпгр, на I кв. м/м., т.е.ког-да,значит, дюраль ишин и й пи своему сопротивлению в 40 клгр. на I кв„ м/м. почти сравнялся со сталью. Если для приблизительного сравнения /Г/ воспользоваться старой оценочной формулой -™ , то значение для стали 60 - 7,65 противопос-
2 7,35 " 40
тавится значению для дораллюминия С ------- х
2,8
= 14,3; итак, при столь низкой величине для
стали приходится констатировать превосходство дюраллюминия на 100^>.
Пользуясь случаем, остановимся вкратце на эквивалентности материалов относительно при -
годности их для воздухоплавательных конструкций. Уже в своей статье мм Jtfajze&fac&aп написанной в 1916 году, автор обращал внимание за статью инженера йтейнитца
напеча-
т ан н у ю в fa t J^faechnz/c г^ъс&
- 69 -
г I9J4 г. f указывал на
направдоподобие таких выводов общего характе-
раЛ Штейнитц выводит 3 оценочных выражения,а
именно: /С/ I, как пригоднее только для требований
Л’Л £ —W « V iz п л V с -Д.’ растяжения s сжатия для изгиба. требования излома.
Против ©тих оценочных формул,-как таковых, возразить нельзя, но если мы припомним заключительный вывод Штейнитца ’’что дерево предваз------------------------— качено к тому, чтобы сыграть в аэро-плано и ди-ряжаблестроении первенствующую роль5’, то мы ви-
дим, что фактическое развитие приняло как раз противоположное направленне.
Мы видим также, что творец'кораблей Шютте-Ланц, хотя и вооруженный научной логикой, все же весьма ошибался в своих немалых надеждах я предсказаниях о пригодности и преимуществах дере в л для воздухоплавательных кострукцяй.
Вернемся после этого небольшого отклонения в сторону опять к производству ферм в отделе-аии ДО.
После приостановки работ из стали, фермы с , К - образным и двойным угловыми поясами выполнялись еще продолжительное время из дюраллюми -ния. Теперь, вероятно, все двойные профили принадлежат минувшему и представляют лишь истори -ческую ценность, Раввитию ферм способствовало шедшее скачками увеличение воздушных кораблей и аэропланов и идущий рука об руку с этим увели -чением рост грузопод"емкости и требований. Понадобились поперечные сечения с таким сопротив- > лением, что в большинстве случаев достаточно было сделать обкантовку на простых открытых профилях., чтобы достигнуть надлежащей жесткости формы. Нижеследующие фигуры - 7, 8 и 9 показы -вают поясные профили, наиболее часто употреб -ляемые в современном дирижабле и аэропланострое-НИИ.
В частности 2 и 3 профиля каталога завода Дюрен встречаются различных размеров и сопро-I тивлений.
Что касается самих ферм, то рядом с решетчатой фермой все более и более развивался и вошел в употребление тип полностенчой коробчатой
?
фермы.
Фиг, 10 показывает под буквой а поперечное, а под буквой в продольный вид подобной фермы.
Сплошные стенки имеют кругообразные, тек называемые "облегчающие отверствия”, которые по своим краям окантованы из соображений большей жесткости. Далее, в каждом промежутке между двумя отвэрствиями проходит от пояса к поясу одна волна гофрировки. Важно, чтобы эти волны не оканчивались перед поясом, а чтобы закрывали также концевые полки угла, что значительно способствует жесткости.
Чтобы дать представление о толщине и весе подобной фермы упомянем, что при толщине угольников пояса от I до 1,5 м/м. достаточно иметь толщину стенок в 3/4 м/м.. Предположим, для нормальной конструкции толщину пояса в 1,0 м/м. в длину стороны в 22 м/м., тс получим при удельном весе в 2,8 общий вес фермы:
4x2,2x2x0,028 ж 0,492 клг» для поясов
Надбавка 100% = 0,508 стенок
*~1 0 игр.на пог.метр.
Что касается веса стенок, то он,.
9
конечно,
прежде всего зависит от высоты и ширины фермы,
но надбавку в 100$ можно считать за среднюю величину для веса. Во избежание недоразумений отметим, что вес боковые листов, разумеется, бу-
дет тоже точно вычислен, а не просто прибавлен. Средняя цифра для высоты фермы
эта цифра часто не достигается. Как и вообще е железных конструкциях, начиная с известной величины ферм, изготовление их со сплошными стен-
ками слишком утяжеляет конструкцию и неэкономично и тогда мы вступаем в область решетчатых ферм. Кольцевые и продольные фермы, к которым в воз -душном корабле предъявляются большие требования, до настоящего времени изготовляются трехгранными.
При четырехгранных фермах, в особенности с тонкими поясными профилями, возможна опасность скручивания. Тогда в сечении они представляют ' ромб. Поэтому то и остановились на сечении не-сдвигающегося треугольника. Из этого, конечно, не следует, что в больших кораблях будущего не получит применения четырехгранная ферма, так
как в тяжелой ферме опасность деформаций вообще уменьшается, а опасность сильного скручивания возможно избежать применением диагоналей.
Коробкообразная ферма представляет лучшие возможности в отношении конструкции и соединений, чем неудобная трехгранная ферма. Кроме того, последняя ферма применима только в том случае, когда направление* усиливпоперечной нагрузке остается постоянным, т.е. пояс сжатия остается всегда поясом сжатия, а пояс растяже-ч> г*
над всегда поясом растяжения. Так как при переменных нагрувках в расчаленном каркасе это не всегда, бывает так, то трехгранная ферма, несмотря на свои преимущества, еще не является фермой пригодной во всех отношениях для дирижаблестроения.
Заполнения ферм состоят почт*? исключителъ -но из планок простого волнистого профиля, при -крываящихся 2-мя заклепками-к поясным угольни -кам„ Дюреновский каталог профилей показывает здесь большое разнообразие и именно 0,7 м/м,составляют толщину самого большого профиля. Фиго11 показывает нормальное заполнение такой фермы,
где благодари чередующимся поднимакщимся и опускающимся диагоналям учетно влияние переменной нагрузки.х^
Нежно строясь уже фермы с очень большим сопротивлением весом в 500-600 гр. на погонный метр» Вес заполнений сильно колеблется.. Волны нельзя делать ниже известной высоты» так что при таких поясах приходится иногда на заполнения 100$ и более всего поясного веса. Если пояса» однако, очень толсты - а в новейших боль -ших конструкциях дойдем не только до листов толщин ощ в 2,0 м/м., но даже превзойдем ее - то вес заполнений, благодаря значительно меньше! толщине сильно понизится» так что в таких фермах можно расчитывать не только на 50$-60$»как это бывает у теперешних тяжелых ферм, начиная с 1,50 клг./м.» но даже на 25-30$ всего поясного веса. Затем относительно веса заполнений следует заметить, что употребление трехгранной фермы опять пока выгоднее по сравнению с четырех -гранной, так как в первом случае приходится за-
х) Часто применяется также расположение диагональных крестов.
поднять только три стороны» во втором же случае « все четыре.
Что касается длины фермы в каркасе, то у кораблей в 60 тонн средняя наибольшая длина равняется 6,0- метров. При значительно большей длине будут делаться маленькие фахверковые конструкции. Так, в главных шпангоутах отдельные балочки были разработаны как армированные фермы или как шпрангеля таким образом, что главная балочка принимается за верхний пояс, который получает посередине затяжную бафку, перпендикулярную его продольной оси и направленную к середине кольца. Конец затяжной бабки соединен в сво© очередь связами, проволокой или троссои с обоими концами главной балочки.
Верфи Шютте-Ланц особенно интересовались деревянной конструкцией. Как явствует ив новейших опубликованных данных, от деревянной кон -струкции отказались только около I917-18 году, потому что опа более оказалась неэкономичной. По свидетельству инженера Блейштейна, директора верфей Шютте-Ланц, главный строительный материал состоял из трехслойной клееной с разны
направлением волокон ферма. Из этого материала изготовлялись фермы различных поперечных сече-ний; таким образом применялись поперечные сечения б виде двойного 7“ , трехгранные, четырех -граннне, двойного ’/ и трубчатые. Но уже каркас самых первых кораблей Ш^тте-Ланц не был исключительно деревянной конструкцией, так как соединения, связи к части усилений ферм состояли не дюраллюминия» потешу что одно из первых условий для уравнения 'электрического напряже -ния требует сплошную металлическую проводку»
По свидетельству компетентных руководителей верфей Шютте-Ланц там не был избран путь конструкций из ферм с открытыми профилями, но была выработана конструкция из дюраллюминие-вых труб, которая давала, будто бы>, 30$ выигрыша в весе. Скажем здесь, что и верфи Цеппелина в начале своего развития также занимались конструкциями ив трубе Труба со своим круговым сечением и со, своим постоянным ин ер-%
ционным моментом кажется лучше сопротивляется сжатию и изгибу« Однако, здесь имеются два недостатка: во-первых, трудности производства,
которые представляет выделка труб с одинаковым сопротивлением й, кроме того, конструктивные трудности, особенно при соединениях. Как уверяют верфи Шютте-Ланц, выделка таких труб в настоящее время безукоризненна. Что же касается конструкции, то по желанию, или вся ферма может быть заменена трубой или основные части фермы, как пояса и заполнения могут состоять из отдельных трубчатых Садочек. Конструктивные трудности в высшей степени сокращаются, если речь идет.только о трубчатых белочках, а не о развитии фахверковой конструкции» Однако, и при отдельных трубах важна при соединениях центровка трубы и соблюдение положения ее центра тяжести, что в сложных узловых точках каркаса часто представляет весьма большие трудности. Если полностью использовать материал, то все соединения, кресты, связи, врубки и т.д. должны быть совершенно безукоризненны не только в смысле конструктивном, но и в стати_—--часком, относительно воспринимания и передачи усилий. Преодолели ли все эти трудности верфи Шютте-Ланц или это .будет, во всяком случае, лишь
- 78 -
при выпуске следующего корабля этой верфи?
Чтобы вернуться в конце этой главы еще к 3-м материалам: стали, дюраллюминию и дереву в их взаимной связи, считаем доказанным, что дюраллюминий для воздушных кораблей, до самых крупных размеров, следует считать наилучшим материалом, конечно, при сохранении теперешнего типа жесткого корабля. Так как и в прочих конструкциях воздухоплавательных аппаратов этот легкий металл вышел по всей линии победителем, ведь теперь и самые маленькие спортивные аэро-ыва, планы выделяются абсолютно вне всякой конку -ренции из этого металла, но нельзя более придерживаться прежнего убеждения, что дюраллюми-ний является пригодным материалом лишь для больших кораблей и аэропланов. Все попытки паять или сваривать дюраллюминий остались до настоящего времени неудачными. На этом основании, с другой стороны, вынужденц были при производстве обращать внимание на более солидное и надежное соединение в дюраллюминиевых конструкциях посредством заклепок.
Что касается употребления высокосортной стали, то ее время еще не настало. В кораблях же будущего от 200000 до 300000м. будут из-за zожидаемых больших напряжений нередки профили толщиною в 3 ы/м. и более. Эти тяжелые фермы оживят вновь производство из стали, в то время как большинство ферм весом, от 1,0 до 2,0 клг. на метр будет, вероятно, попреннему выделываться из дюрралюминия , Впрочем, необходимо переждать, должна ли остаться тенденция наивозможного удлинения материала для достижения наивыгоднейшего инерционного момента. высшим законом при всех обстоя -тельствах и для всех взаимоотношений величин. В связи с этим сошлемся на заключительную главу о недостатках жестких кораблей, также как и на отдельный выпуск: WbdJe&fuiLK
$Фуркале „ fab илглС
от 26/1I 1924 года.
—оооОооо—
II. тТИЖШШ ЧАСТЬ *
6. Практическая аэродинамика О течениях вдоль погруженных тел и сопротивлении потока.
Под линиями течения подразумеваются такие линии, которые везде имеют направление течения жидкости; они дают самую наглядную картину течения. В жидкой среде, где нет препятствий или, так называемых вихрей, эти пинии течения можно себе представить ввиде параллелей, отстоящих друг от друга на равном расстоянии, что понятно без дальнейших рав"яснений. Погруженным те-। лом создаются в течении явления, какие можно наблюдать при потоке воды между двумя быками моста, Сужение профиля потока повышает скорость, что означает, вместе с тем, и понижение напора, тогда как вапружение воды вызывает повышение напора и понижение скорости, Каждое тело, плавающее в жидкости, вынуждает идущие ему навстречу линии течений сначала расширить расстояние между ними, пока, после преодоления препятствия,
«ни не сблизятся вновь и не потекут дальше в прежнем друг от Друга расстоянии. Расширение растяжения равносильно уменьшению скорости и повышению напора., уменьшение же расстояния -- повышению скорости и понижению напора.
Говорят об установившемся движении, если скорость в рассматриваемой точке будет времен-во постоянной. При наличии такого движения зависимость или, вернее, связь между существующей скоростью течения в известном месте ско -ростного поля потока и установившимся здесь же напором выражается уравнением Бернулли таким образом:
Выражение с. носит название скоростного запора, р, - т&к называемый статистический напор или высота напора» Величина £ представляет плотность средн я есть отношение удельного ве- . са к гравитационной постоянной. "Ив формулы явствует, что напор Д достигает-наибольшего значения там, где скорость 0.
Нас интересуют теперь сопротивления, противодействующие сбтекземому телу. В пределах
- 82 -тонкого "ограниченного слоя” между внешней поверхностью погруженного тела и средой дебет -вуют тангенциальные силы трения на поверхность. Под
Поверхностным сопротивлением или сопротивлением трения следует понимать общую сумму тангенциальных сил, взятых по направлению потока. Под
Сопротивлением формы обтекаемого тела следует понимать сумму сил давления действующей по направлению потока, перпендикулярного к поверхности.
Необходимо, главным образом, следить за тем, чтобы линии течения возможно беспрепятственно и затем возможно дольше могли бы следовать вдоль поверхности обтекаемого тела. В противном случае они преждевременно разделяются и образуют, так называемое, "завихрение". Так как вихри и вид этих вихрей, которые образуют позади препятствия, имеют весьма большое значение для его сопротивления, то следует избегать на обтекаемом теле всех граней, выступов и шероховатостей, потому что все они способствуют преждевременному разделению.
Когда телу придана такая форма, что почти совсем устраняется разделение,то такое тело называют ’“телом наименьшего сопротивления”- Такая форма имеет толстое поперечное сечение, а за ним оно постепенно и плавна суживается и заканчивается острием»
Сопротивление потока в своей совокупности зависит, таким образом, от формы обтекаемого тела и в особенности от формы его задней части. При явлениях в водяном потоке преобладает влияние сопротивления формы, тогда как сопротивление трения играет лишь незначительную роль.
При явлениях в воздушном потоке, где мы имеем дело с йтелом наименьшего сопротивления'”, отношения эти прямо противоположны.
йы рассмотрим явления в воздухе, а именно при горизонтальном поступательном движении. Относящимся сюда законам и опытам мы обязаны преимущественно работам аэродинамической опытной станции в Геттингене под руководством профессора Прандтля, Особенное внимание следует уделить предназначенной как раз для целей дирижабле -строения работе Фурмана ”
Корпуса воздушных кораблей,, как тела наименьшего сопротивления или так называемые "обтекаемые тела” лежат свою продольной осью симметрично относительно прямого направления полета. Таким образом, направление сопротивления совпадает с осью симметрии.. Как уже сказано выше, первенствующее влияние оказывает здесь поверхностное трение, тогда как сопротивление формы незначительно. Обозначим сопротивление трения через Wz , сопротивление формы через , тогда общее сопротивление будет
ги'^ИГг +W?;
Измерение со проявления формы бшо достигнуто профессором Прандтлем тем, что были измерены давления воздуха, внутри модели баллона, представляющие это сопротивление и действующие пер-пендикулярн-; к поверхности корпуса баллона,так что получалось раздельное определение, фурман испытывал 5 моделей баллонов, а именно, рассматривались формы с толстым передним концом, с йормальным и заостренным, а также с более
или менее острым и закругленным заднем концом. Невыгоднейшей оказалась вычерченная, так называемая , обтекаемая форма, закругленная спереди, со стройным сужением назад и переходом в правильное острие на заднем конце. Самое толсто® сечение в этой форш» находится приблизительно на передней трети. Для указанных опытов эти 6 тел были сделаны из пустотелых медных моде -лей, которые были снабжены многочисленными тонкими просверленными отверствиями, Когда все эти отверствия, за исключением одного, плотно заделывались, то давление, вызванное воздушным потоком, направленным перпендикулярно к поверхности тела, действовало, разумеется, сквозь просверленное отверстие я внутри модели. Это давление можно было определить манометром, который сое -динялея посредством заднего конца медной оболочки с внутренностью модели. Таким же образом можно было измерить давление в лМ5ом просверленном месте модели. Результатом являлась сумма компонентов давления ® направлении тока, т,е. величина 'l/Jf • Прямым измерением можно было определить общее сопротивление тела, вследствие того, что
получающееся в результате общее сопротивление передавалось на систему рычагов и здесь прочитывался вес. Сопротивление трения представляло собой разницу между общ"”м сопротивлением и сопротивлением формы. На прилагаемой фиг.13 мы видим полученное при опыте распределение давления по образующей на фурмановской обтекаемой модели, а именно, простая линия показывает распределение давления при опыте, пунктирная же линия - то же распределение, полученное путем вычисления. Ординаты, нанесенные вверх от оси, показывают сверххдавления. нанесенные вниз -понижения давления. Поле© значительное расхождение вычисления заметно только в заднее конце, начиная с появления "завихрения".
Как будет показано дальше, не только вели -чина сопротивления имеет громадное значение, но и распределение воздушных сил не продольной оси корабля. Это распределение определяет положение равнодействующей воздушных сил 9, очевидно, что влияние этих равнодействующих на продольный изгибающий момент тем сильнее, чем дальше они отстоят от центра тяжести корабля. Профили с толе-
тым передним концом, подобно несущим поверхностям аэропланов, на которые воздушные силы рас -пределяются в виде треугольника по поверхности, а именно так, что равнодействующая приходится 1 вблизи переднего края, весьма поэтому непригодны для корпусов воздушных кораблей,, Удачнейшей формой будет та, у которой поверхность нагрузки, определяемая ординатами давления, возможно правильнее группируется около центра тяжести » корабля. Из всех пока испытанных моделей, это наблюдается бопеэ всего на вычерченном обтекаемом теле.
Ссылаясь на схему, представляющую распределение давления, можно еще весь процесс обтеке -кия вкратце суммировать так:
Сопротивление воздуха, противодействующее поступательному движению или полету корабля,вызывается появляющимся у носа корабля сопротив • лением вследствие вытеснения воздуха и происходящими на боках и сзади сопротивлениями тления. Наибольшее давление при вытеснении происходит спереди у носа корабля,где притекающие массы воздуха. вынуждаются к вйевапзому сокращению своей
своей скорости и к отклонению в стороны. Вели* V
она кинетической энергии воздушных масс, нажимающих на нос корабля, выражается кривой давления посредством h
Г
Т"игвгт".
Наибольшему повышению давления противопостав « ляется его наибольшее; понижение, которое нас -тупаэт приблизительно у миделя корабля. Это наибольшее понижение давления исчезает опять постепенно к заднему концу, давление достигает приблизительно в последней четверти нормальной величины и переходит на корме в сравнительно небольшое повышение давления. i
В следующей таблице составлены формулы для величин отдельных сопротивлений; фэрмулы для сопротивления трения и сопротивления формы отдельно, а такжз и для общего сопротивления. Каждое сопротивление зависит от квадрата ско -ростя и выражено в зависимости или от миделя, или от1 поверхности, или от объема. Очень просто, конечно, представить сопротивление трения в зависимости от внешнего покрытия корабля и
- 89 -его величины и сопротивление формы в еавясямос» ти от миделя я ого площади. So лучшее представление, особенно для сравнения с телами других форм, дает вависимость от об"ема.
Данные таблицы относятся к вы® ©представлен.-ной обтекаемой модели с об"емом ?Л - 18200 куб. сайт., общей поверхностью 0 ” 4790 кв.-савт.я миделем /Г=278 кв.сант., наибольшим диаметром Й я 18,8 сайт., длиной ot = П4.5 сайт, и соответствующим удлинением IX4s5jX8,8 » 6СХ.
Род сопротивления
Формула для сопротивления,
или
Коэффициент сопротивя.
4*0,00X3'
Сопротивление трения
КЛ8
Сопротивление формы
или
Общее сопротивление
или
<4=0,0224
£/*0,0342 £ 3*0,0566
X =0,0228
Из всех приведенных формул, в новейшее!вре~ мя находит наибольшее применение так называемая
объемная формула.
Коэффициент сопротивления К остается постоянным для геометрически подобных тел воздушных кораблей, если его отнести к £ЛЪ Этот закон, установленный на основании опытов над моделями подтвердился при испытаниях больших «кораблей до 70.000 кубометров.
Но закон квадрата скорости не сказывается безошибочно верным для всех повышений скоростей, так коэффициенты сопротивлений, указанные в таблице уменьшаются с ростом скорости, потому что поверхностное трение растет медленнее, чем 2-я степень скорости.
Выведенные числовые величины соответствует, кстатиs величине скорости = 10 мет./сек».
Ири условии хороша выбранной обтекаемой ли-няи можно для практических случаев при проектировании считать коэффициент сопротивления К - 0,03 и нет совершенно никакого основания предполагать этот коэффициент толькЬ для жестких кораблей. Хорошо сомкнутая форма без заметных скачков и переходов в контуре может быть также хорошо достигнута, если даже не лучше, в мягких ко-
- 91 -рабляхе Но, разумеется, что деформации, появ -ляющиеся при полете, не должны переходить из -вестной величины. Если в жестких кораблях это было легче достичь, то это еще не является основанием предполагать, что подобного не удастся достичь в мягких кораблях, где еще фактически нельзя говорить о законченном развитии.
Надо указать на то, что в аэродинамической трубе делают вычисление сопротивления только для голой модели корабля без рулевых приспособлений, без гондол и их подвесок, т.е. без всякого такелажа, Влияние всех этих подвесок имеет чрезвычайно большое значение. Когда Зоден и Дорнье уже в I9II году предприняли опытный полет на Цеппелине 10, то фактическая величина коэффициента сопротивления оказалась К -0,0652. Эта численная величина превышает в 1,82 раз величину, измеренную на соответствующей модели и составляющую всего К = 0г0358. Из этого следует важное требование, что необходимо сокращать все внешние придатки до минимума.чтобы получить наивозможнейшую замкнутую форму корпуса корабля.
Чтобы получить численное представление о величин© общего сопротивления корпуса воздушного корабля обтекаемой формы, воспользуемся следующими числовыми данными об"еыной формулы: '1^ = 100000 куб. мет о
6 s -X. s I «226 клг. сек? : I
С ^9,81 м “м 8
Zr - 120 клм./час. - 33 мет./сек.
К = 0,03
Таким образом, получается для корабля в 100000 куб.мет. общее сопротивление.
UT^.f
При общем коэффициенте полезного действия воздушных винтов О 0,75 требуется для продвижения моторная установка.
Проверка на качествах построенного корабля.
•Водензее** имел на борту моторы Шайбах по 240 HP, 22560 куб.метров объема» хороиую обте-
- 93 -
каемуй форму и мог развивать скорость в 36 мет» сек..
По об"мной формуле предполагалось общее сопротивление для этого корабля
7/z« 0,03.1« 36g 22560 2,3 - 1900 клгр..
3 ~2
При спокойной, работе на этом корабле каждого воздушного винта можно расчитывать на коэффициент полезного действия -0,85. Поэтому для про -движения корабля, требуется
1900.36 - 1050 HP.
г 0,85.73
Этот корабль имел, следовательно,несколько более выгодный коэффициент сопротивления, который мог достичьоколо 0,028, если в действительности коэффициент полезного действия винтов не достигал
= 0,85.
Если принять для предполагаемой скорости 70-ти тонного корабля £RJJI , построенного в Фрид-риксгафене для американского правительства приблизительно 120 клм./час или 33,3 мет./сек., то общее сопротивление будет:
70вООО2/3 = 3540 клгрс.
йтак, при 2/
я 0,75 потребуется
- 3540 „33,3 - 2100 HF.
0,75*75
По опубликованным до сих пор В -
" от
12 февраля 1924 года сведениям, корабль этот имеет 5 моторов Майбах по 400 HP, т.е. в общей сложности 2000 HP, так что предположенная в численном примере скорость в 120 клм,/час должна быть достигнута□
При подобных расчетах необходимо принять во внимание, что строгая обтекаемая форма скорее может быть осуществлена в малых, чем в больших
кораблях.
Чтобы дать небольшой заключительный обзор о соотношениях двигателей мощности больших ко-раблей, составлена следующая таблица и именно для величин
тировано безупречное качество каждого пропел-
- 0,03 и - 0,75. Если гаран-
- 95 ~ «
лера в том смысле, что каждый из них работает в невовмущенном воздушном потоке и окружности, описываемые пропеллерами, не покрывают друг друга, то, конечно, возможно считать коэффи -циент полезного действия выше, то есть приблизительно в 0^80 “ 0^85.,
0б”емы - „— Сопротивлении 3^=33,3 м/сек. клг. ———~— Мощность моторов при Za3 3§.3 м/с. ЙР. Мощность моторов при -ЗУ м/сёк HP.
куб .мт.
50 .000 2820 1675 2680
100 .000 4470 2640 4250
Х50 .000 5860 3480 5630
200 .000 7100 4230 6750
250 .000 8250 4900 7850
300 .000 9350 5550 8900
.В таблице добавлена еще мощность моторов для скорости в 39 мт./сек. или 140 клм./час, так как современному пассажирскому воздушному кораблю ставятся большие требования и 120кил/час
должно считать за среднюю,
но никак не за пре
।
дельную величину.
В книге, изданной в 1920 году у Jfoomat Л л>йл414/ Jo^> в ^\1^сцеz/
X.Б.Пратта, главного инженера фирмы Виккерс, находится, кроме прочего многочисленного статистического материала, также и сопоставление требуемых мощностей моторов для кораблей от 1000000 до X0000000 куб, фут..
Величины там установлены, без сомнения, на основании коэффициента полезного действия в 85^, потому что при перемножении величин вышеприведённой таблицы на дробь 75 получаются почти в 85~ точности величины Пратта"а.
В заключении этого отдела о сопротивления »
при нормальном'горизонтальном полете суммируем вкратце все требования, по которым следует составлять проекты, чтобы достичь наименьшего сс-
цротявления по полете;
>. Вовмежно большее сокращение сопротивления трения при постройке, возможно большая сжатость, то есть наименьшая поверхность при одновременно наибольшем об”еие.
2. Возможно лучшее осуществление формы наименьшего сопротивления путем перемещения миделя в переднюю часть корабля, путем переднего скорее стройного, чем толстого округления, путем заднего стройного проведения линий до острого конца и путем строгого осуществления плавности кривых без заметных переходов,
3. Возможно тщательное устранение всех вредных сопротивлений сокращением до минимума всех внешних добавочных органов в целях достижения возможно более замкнутой формы баллона»
Стремление к наименьшей величине сопротивления трения путем образования возможно меньшей поверхности покрытия имеет в жестком корабле еще то преимущество, что тем самым сокращается до минимума вес каркаса, так как все кольцевые и продольные фермы лежат в поверхности покрытия.
Необходимость соблюдать хороший ’’Коэффициент полноты”» т.е. возможно сжатую обтекаемую, фор -му, является, значит, *C0nolit(A уела /ъ&п и для удачи конструкции, хотя для нее и встречается ограничение в том обстоятельстве, что только в маленьких кораблях возможно удлинение 6 -7,
тогда как в больших кораблях ив практических соображений придется остановиться на 8.
При наклонном направлении полета результирующая сил сопротивления уже не совпадает с осью симметрии корабля. Средняя сила сопротивления,направленная также наклонно навстречу движению,имеет вертикальный компонент, который по опытам на геттингенских моделях уже при угле наклона в 6°, достигает величины сопротивления при горизонталь -ном полете. Если поставить руль высоты и тем вызвать наклонный полет корабля, то тем самым дос -тигается динамическим путем значительное повышение подъемной силы корабля.
Во время войны на 60-ти тонных кораблях таким способом выигрывалось до 6 тонн посредством змейкового действия.
Эта динамическая возможность под"ема, допускающая пилоту корабля достижения высоты с пере -груженным кораблем может быть еще повышена вслед* стаже величины и расположения стабилизаторов. Эти свойства плотно закрепленных планов и стремление использовать их к выполнению роли несущих поверхностей должно найти большое применение в
кораблях будущего. Все эти вопросы, в особенное-те действие рулей при раядичнах направлениях полета, могли быть выяснены только при полетах кораблей на заводских испытаниях. Такой способ работы, конечно, очень ке экономичен, так как большие изменения вызывали и большие расходы. Теперь * эти предварительные работы могут, быть все выполнены -на моделях в аэродинамической трубе в лабо-, ратории и статику также доставляются для его математических расчетов на прочность необходимые данные, с опытной модельной станции.
Закрепленные планы корабля способствуют прежде всего сохранению устойчивости тем, что они, при отклонении корабля от нормального направления полета, стремятся вернуть его на прежнее направление.
По заслуживающим доверия опытам над миделя -ми, результирующая сила воздушного сопротивле -ния лежит вне корабля, если он лишен оперения. Так как при наклонном положении корабля, ънеле-жащая результирующая также образует угол с осью симметрия, то господствует стремление увеличить это наклонное положение корабля. С другой сто-
роны, этими планами вызываются добавочные усилия, которые, смотря по надобности, могут результирующую силу воздушного сопротивления привести к совпадению с центром тяжести или даже отодвинуть назад от этого центра. Совпадение с центром тяжести имело бы преимущество в более легком управления рулем, тогда кая: положение результирующей позади центра тяжести обеспечивает автоматическую стабилизацию, так как та-> кнм путем достигается устойчивое равновесие относительно направления полета.
--оооОооо-—
- ioi -
отатша тш яоравееЙ.
А« О нарушениях равновесия. I • • V
Нарушение равновесия воздушного корабля появляется вследствие перегрузки носа или кормы; из нижеуказанных причин проистекают неравномерности нагрузки корабля» которые приводят ,к то -му5 что перегружается либо нос, либо корма корабля .
Эти нарушения могут происходить из за невыгодного распределения неподвижных или подвижных грузов; корабль вследствие этого может находить ся, как говорят, в положении ’’тримма". Тримм от прочно закрепленных грузов уже должен считать -ся конструктивной ошибкой и ее, разумеетсяtследует избегать. Временный тримм может наступить благодаря неравномерному уменьшению количества горючего, благодаря балласту, передвижению пассажиров и аналогичным случайностям. Кроме трим-ма, эксцентрическое расположение пропеллеров является постоянной причиной нарушения положе-
ния равновесия, если оно только не исправляется при своем возникновении соответствующей установкой под углом горизонтальных планов one -рения. Явление, которое чаще встречалось во время войны, но которое трудно избежать и в мирное время - это повреждение баллонета и вследствие этого пустота отсека во время пути. Благодаря отсутствию под"емкой силы у просачи-вающегося баллонета, т,е. вернее, у опорожненного баллонета, также наступает тримм корабля.
Эти причины нарушения следует искать в самом корабле. Их следует отличать от тех, которые преходят извне и имеют причину в воздушных силах» Эти влияния воздушных сил зависят, опять таки, от скорости полета., формы корабля, его положения и т.д.^
Сюда принадлежит также влияние массы или инерционных усилий, которые появляются при каждой перемене кораблей своего положения. Влияние этих усилий является некоторым образом реакцией вышеперечисленным нарушением,и есть ни что иное, как сопутствующее им явление и должно быть рассматриваемо в связи с ними.
Чтобы предотвратить тримм корабля или противодействовать ему» можно переместить груз. Быстро действующим средством является руль, влияние которого сказывается немедленно. Разумеется, возможно применение обоих средств и оно должно быть предпринято немедленно, если только в исключительных случаях нет важных причин, могущих этому воспрепятствовать.
Прежде, чем ^лиже познакомиться с влиянием этих нарушающих явлений на корпус корабля, перечислим еще раз вкратце в их общей связи как эти нарушения, так и средства борьбы с ними.
А. Нарушения равновесия происходят от:
I. Плохого распределения неподвижных и подвижных грузов по продольной оси (так называв -мыЙ трими или плохое уравновешивание подъемных сил),
2. Повреждения баллонетов и утечки газа из них.
3. Эпицентрического положения пропеллеров. ' э>
Противодействующие средства:
I. Действие рулем.
Z. Перемещение грузов.
- 104 -
3. Оба средства одновременно«
В» Нарушающее влияние воздушных сил. Оно проявляется в
I. Порывах ветра и при полете с наклонным килем и зависит:
2, От скорости
3. " формы и величины
4. и положения и наклона корпуса корабля
5. " устансвки руля.
Те же противодействующие средства, какие указаны выше,
С* Нарушающее влияние,массы или инерционные усилия, которые возникают при каждой произвольной или непроизвольной перемене направления или положения корабля и в особенности при, твердом положении руля.
Как будет подробнее изложено ниже, влия -ние этих нарушений сказывается в изгибающих моментах в направлении продольной оси.Так как далее эти нарушения могут наступить одновременно, то изгибающие напряжения суммируются.
Как уже упоминалось в предисловии, пере -
- 105 р численны© причины нарушения вызывают пере -грузку носа или кормы.
Корабль готовый для полетов должен быть тщательно выверен в отношении веса, то есть если силы, дающие возможность подиема, рав-няются грузам, тянущим вниз, то положение результирующих, направленных вяерх, должно сов* &> падать с результирующими направлениями вниз, а именно точка приложения подъемной силы должна совпадать с центром тяжести корабля или последний должен лежать ниже первой, так как в противном случае нельзя будет сохранить горизонтальное положение корабля. Эти наблюдения очевиднее всего произвести на эскизах,где корабль представлен простой балкой, подвешенной на одном канате /фиг Л4/.
Если центр тяжести не лежит ниже точки провеса А, то балка будет стремиться из положения 1-го перейти в положение II-е. Отклонение от положения 1-го тем больше, чем больше S отступает от правильного положения относительно центра тяжести точки . Аналогичные явления происходят на корабле. Здесь,
однако, следует указать, что на корабле совпадение А с/У не считается удобным,так как достигнутое этим безразличное равновесие придает кораблю слишком большую подвижность, вследствие чего появляется легкость управления рулей, но приобретается, в свою очередь, для корабля способность легко и быстро реаги* .г
ровать на любое эксцентрически действующее усилие. Так как воздух является средой с несравненно большими неожиданностями, чем вода, то необходимо стремиться к тормозящему средству для противодействия неожиданным сюрпризам. Это противодействующее средство появ -ляется автоматически у кораблей с низко расположенным центром тяжести, вследствие чего корабли лежат устойчиво в воздухе и свободны от колебаний. Особенно в больших коммерческих кораблях, которые будут расчитаны на большое пассажирское сообщение, потребуется обратить внимание на это устойчивое равновесие, чтобы возможно было гарантировать покойный и лишенный колебаний полет.
Перегрузка носа происходит от того, что
корабль в передней части имеет тримм (перегружен) или благодаря одной из перечисленных причин нагружен несоответственно требованиям под”» ©мной силы» Допустим для простоты наших рас-суждений, что точка приложения подъемной силы совпадает с центром Тяжести, хотя, строго говоря, они лежат только на одной вертикали,тог-да передняя перегрузка прижимает нос книзу, иначе говоря, вращает корабль по часовой стрелке вокруг центра тяжести. Чтобы предотвратить это вращение вокруг центре, тяжести, нужно действовать на руль высоты, вследствие чего корма опускается и выравнивается нос. При это^ появится вращающий момент влево, который должен равняться вращающему моменту вправо (см.фиг.15). Такое же действие может вызвать и перемещение грузов (сы.фмг.16) или же применение обоих средств одновременно. Очевидно, что вследствие перемещения грузов и действия рулей, в отдельных. поперечных сечениях появятся изгибающие напряжения е которые зависят от величины действующих усилий и соответствующих плеч.
Перегрузка кормы вызывается тогда, когда
корабль, вследствие одной ив перечти еденных прений, слишком утяжелился в задней своей части. Корабль начинает опускать корму и вращаться влево вокруг центра тяжести. Для предотвращу -ния этого надо произвести противоположный вращающий момент, а именно приведением в дейст -вие руля глубины или перемещением вперед лишних грузов или же обоими средствами одновре -менно (см,фир.17)4 Перегрузка кормы вполне аналогична перегрузке носа; вследствие этого явления также вызываются изгибающие напряжения в отдельных сечениях корабля, которые растут с величиной вращающего, усилия и плеча.
Низкое расположение пропеллеров может вызвать только перегрузку кормы, а утечка газа из баллонетов - либо перегрузку передней части, либо задней,- смотря по их положению обноси -тедьно середины корабля»
В. Сопротивление корпуса корабля.
В нижеследующем отрывке рассматривается отдельно изгибающие моменты, которым подвергается кор&бль вследствие вышеперечисленных
нарушающих явлений. Все продольные моменты дей-СТвуют на корпус корабля в его общей конструк -тивной совокупности. Они имеют место, разумеется, на каждом корабле, независимо рт его типа, и должны восприниматься, подобно каркасу в местной системе, несущей оболочкой в Мягком ко*-рабле или особым конструктивным органом в полу-жесткой системе, гарантирующим сопротивление. Поэтому относящиеся сюда объяснения касательно сопротивления корпуса корабля имеют общее значение и ими следует руководствоваться как для жестких, так и для мягких кораблей.
а/ Лобовое давление и перегрузка кормы.
В наших рассуждениях мы предполагаем, что точка приложения под"емкой силы совпадает с цеи -тром тяжести. Предположение это в большинстве случаях нагруэкн, где дело идет о силах действующих Только перпендикулярно к продольной оси и где принимаются поэтому во внимание лишь горизонтальные расстояния от одного и того же сечения, проходящего через точку приложения Под"емной силы и центра тяжести- не вносит никаких неточностей в расчет..Допустим далее,
- IIO -
что общий центр тяжести находится на середине корабля. Это предположение возможно только при симметричном расположении передней и вадней части, но не в корпусе обтекаемой формы. Вызванная этим неточность имела бы значение при осуществлении проекта, где важна правильность числовые величин, но она не причинит ущерба с прянципиаль -ной стороны правильности произведенного здесь подсчета.
Затем предпошлем одно замечание о действии руля. При повернутом руле воздушные силы распре» деляются по рулевому плану в зависимости от угла паденияь Результирующее рулевое усилие выступит на рулевой колонке. Здесь оно разложится на два боковых усилия, а именно, на действующий перпендикулярно оси компонент и другой - идущий вдоль оси. Перпендикулярный компонент Л (см. фиг.18 а . и в) в наших расчетах выступит как важнейшее рулевое усилие.
Пусть результирующая тяга пропеллеров будет £ ; расстояние точки ее приложения из центра тяжести - £. Навстречу ей действует по направление, совпадающему с направлением оси корабля, лобовое
- ш -
сопротивление £(/**. Обе силы, для сохранения равновесия, должны быть равны, как единственные горизонтально действующие силы. Они образуют пару сил с влево вращающим эффектом.Это вращательное стремление можно уравновесить только действием руля глубины. Рулевое усилив , направленное вверх перпендикулярно оси вращает систему вправо вокруг центра тяжести. Рулевое усилие Л действует, разумеется, не как единичная перпендикулярная сила на корпус корабля. Ее уравновешивает результирующаясХ воздушных сил, направ* ленная также перпендикулярно к оси, но идущая в противоположную сторрну. Таким образом, получается схема усилий, изображенная на фиг.19. При этом предположено, что давление воздуха распре -делается по продольной оси приблизительно в ви -де треугольника* Для точного числового исследования необходимо иметь предварительно результа -ты аэродинамической опытной станции. Чрезвычай -но важно при этом не только величина, но прежде всего и распределение воздушных сил по кораблю, так как от этого зависит положение результирую -щей Z. До определения этого распределения луч
ш -
ше всего принять самое невыгодное распределение - приблизительно такое, как указано на схе
ме.
Силы» действующие на корпус нашего корабля, зависят от следующих уравнений:
I . Л =
2 .Z = /£
з .Х. г*6-/£•£=>?•£
Отсюда следует: и
f+z J
Чтобы дать представление о численной величине ~к
рулевого усилия возьмем корабль в 240 мет•длины с моторной установкой в 6000 HP*
Эти 6000 HP представляют 6000*75 » 450*000 м, клг./сек. и вызывают при скорости корабля в 33,8 нет./сек. силу тяги -2 ,
2 s 450000 = 13500 клг*.
33,3
Сами же вовдушные винты тянут лишь с усилием z - 0,75.13500 = 10100 клг., то есть в 10 тонн, если общий коэффициент полезного действия предположим в 75$. На каждую пару
- ИЗ -пропеллеров - предположим 8 пропеллеров, расположенных по 4 симметрично оси корабля - прихо -дится сила тяги в 10 - 9 г далии
4 jO * vats *
4
При этих значениях величина перпендикулярного рулевого усилия получается равной
А: - 0в95тонНг
40,0 120
где при предполагаемой длине корабля в 240 мт.
-Х-з 240 = 40 м. 4 = 120 й £ дос”
® 0 * '? Л'
тигает 15 метров.
Мы подразделяем корабль на 20 отделений,каждое по 12 метров и определяем изгибающие момен -ты, появляющиеся вследствие вышеуказанных усилий в отдельных сечениях. Для этой цели должны быть также естественно исследованы давления, соответствующие отдельным нагруженным отсекам и их центры тяжести. Сумма этих, обозначенных через
Д .... усилий будет, как мы уже видели,
равняться /? х 950 клгр..
Ссылаясь на фиг.20, получаем, следовательно, следующие изгибающие моменты /чтобы не вводить слишком много буквенных обозначений, нагрузки
- 114
отсеков приложены приблизительно на середине баллонетов/:
= А
~Л,-18.0 ';
vUt, —/>, 30.0 +3^ -38 о ^-З.3 “j
-А,-+3^30,0 +3^38,0 <3^^ -i
<М? —Jj, Р4О *1^ ^2р *1>з -ЗО.Сз +£^ 18,0
*4 ~&ГШ.
Йоменты пропеллерев учтены в соответствующих сечениях как врщающие влево, а имение с плечами в 13 или I? метров. Рекомендуется, начиная с середины, продвигаться для простоты подсчетов с кормы к.середине. Для большей наглядности эти ординаты моментов должны бчтъ нанесены на клетчатку, чтобы изобразить площадь моментов.
в/ Опорожнение баллонетов. При длине баллонетов в 12 мт, здесь также приходится делить про дольную ось на отрезки через каждые 12 метров. В носовом и кормовом баллонетах, благодаря сильному уменьшению сечения, произойдет вследствие утечки газа из баллонетов лигзь сравнительно небольшая потеря под"?мной силы. Одчако, надо нрг-
- 115 -пять во внимание,, что потеря в под”емной сил©» происшедшая от опорожнения баллонета не сразу I сказывается в своем полном объеме и что в про-долже! <и нескольких минут успевают уже вступить в действие средства для выравнивания корабля, рсобыми перегородками, какие предусматриваются теперь в новейших проектах мягких кораблей, может быть достигнуто, чтобы утечка газа не превышала известного количества. Во всяком случае, длина плеча определяет величину наступающего момента и потому утечка газе тем чувствительнее для положения равновесия, чем дальше она появляется от центра тяжести корабля. Влияние на сопротивление корпуса корабля повреждения каждого баллонета получается, если определить соответствующие изгибающие моменты для каждого сечения и для каждого убывания под"емной силы отдельно. При этом можно считать в нашем примере за максимальную потерю подъемной силы на баллонет 5 тонн. Повреждение переднего наполненного газом баллонета.
Если и самый крайний баллонет наполнен газом, то при повреждении его теряется под"синая
- не .
сила и вместо этого получается нажим
вниз в 5 тонн на кос корабля. Соответствующее положение руля явствует на фиг.21. Чтобы корабль не имел "провала" обе вертикальны® силы
Ц и 2t должны быть выравнены "воздушной подушкой", которая получается при наклонном киле. Требуется также для условия равновесия выполнить равенство Z/V . Если результирующее воздушное усилие отстоит от центра тяжести первого баллонета на е и, если /? ъ£ находятся дру*' от друга на расстоянии плеча £ , то при равновесии должно
И-ъ =2,-е; и /Р =4.-f-5
Здесь также для упрощения расчета приняло, что все веса отсеков приложены к середине баллонетов.
Если площадь внешних нагрузок можно гаме -нить треугольной площадью, то будут
£ а % -2^0 е -80 - ~ Щ 2
$=2., = °^6 Я, =-г,Л7^ ;
%
Так как сумма всех вертикальных усилий должна быть равной О, то
fa = 2, 30 +£0 ~ К30 & ~ *....
Если кривая давлений определена опытами над моделью, то требуется точно установить числен -ине величины на отсеки; в противном случае придется для паевого приближенного подсчета при -нять форму треугольника для распределения нагрузок от общего усилия в 7,30 тонн и с центром тяжести на l/З длине корабля - то есть менее вы -годное распределение, чем это можно ожидать.
Таким образом, получается в отдельных.раз -граничивающих баллонеты сечениях следующие ив-гибающие моменты:
~|д~ >
-/8,0
J/j за,о -/.л /8,0-/.,
-Ля3о. О -^/8,0
Здесь также для упрощения числового подсчета моменты определяются на передней части кор -куса. до середины корабля, другая же половина на левой части корпуса. Затем эти моменты должна быть нанесены в прежнем масштабе как ординаты от одной горизонтали, чтобы определить соответст -
ствующую площадь моментов*
Повреждение и опорожнение 2-го наполненного газом баллонета.
При прежнем делении корабля 240 мет.длиною, вследствие потери под "©мной силы 2^- 5 тонн во втором баллонете, потребуется рулевое усилие:
- «/Лй
Результирующая воздуиного давления составляет:
Предполоежния, сделанные в первом примере, годные и для настоящего случая и, следовательно, появятся следующие изгибающие моменты:
Л - -I,
JJZ = -4 >
=-L, ^Z.a-e(^-^J-3^,d 4j-uo -- / ям „ '
Таким образом, остается вычертить площадь моментов. i Повреждение и опорожнение Э-гс баллонета.
Величина рулевого усилия: '
= J- S
- 119 -i Средняя величина воздушного давления: 1,56 + 5,0 - 6,56 tn ;
Относящиеся сюда изгибающие моменты сос -тавйяют:
Л^-к ф
Jh = -Л -8о -18,0 + ao-lj ;
Л=-X ЛМ'-^-МО ,
Зде:ь также надлежит .вычерчить площадь моментов. Ход кривой моментов ясно показывает, что влияние опороженеия баллонетов тем более уменьшается, чем более они приближаются к середине корабля и чем короче становится, таким образом, плечо, соответствующее каждому уменьшению под"-емной сады. Хотя уменьшение влияния в связи с уменьшением плеча яснее всего выражается на вычерченной линии моментов, факт этот поДтверж -дается также и ад вычисленных для рулевого усилия величин. Эти величины составляли относи -тельнс 1,2 и 3 опорожненных баллонетов 2,30 тонн, 1,935 тонн, 1,56 тонн. Так как величина и. изменения рулевого усилия представляют самый оче-
- 120 -видный масштаб для величин и влияния изгибаю-щих моментов и так как уменьшение их можно счи-тать доказанным, то дальнейший подсчет этих моментов излишен.
С/ Влияние тримма (крена). Как уже было обленено во вступительных замечаниях, перемещение подвижных грузов сказывается в утяжелении передней или задней части корабля^ Перегрузка задней части выравнивается поворотом руля глубины -вниз направленный рулевой план. На корпусе корабля появляются при этом те же самые условия нагрузки, какие мы наблюдали в предыдущем параграфе. Дело идет, таким образом, лишь о порядке величин, достигаемых здесь напряжений.
Если считать у рассматриваемого корабля об”ем в 200.000 куб.мт., то общий полезный груз составит приблизительно от 100 до 120 тонн. Эти веса следует распределить таким образом, чтобы общий центр тяжести (включая и мертвый, вес), находился под центром под"емноЙ силы. Этого, конечно, можно достичь и сосредоточением грузов в особо удачно лежащих точках, но тогда в этих точках появятся большие разности подъемных сил и нагру-
- Ш -зек, то есть получатся значительны® поперечные напряжения, которые невыгодно повлияют на кар-час а
Следовательно, нужно следить за тем, чтобы кривая нагрузок совпадала с кривой под"емных сил, если эти кривые представляют конечные точки ординат, которыми отмечаются по продольной оси корабля в отдельных поперечных отсеках величины приложенных здесь нагрузок и подъемных сил. Под*емкая сила также не остается постоянной в продолжении всего полета вследствие газопроницаемости оболочек, случайных неисправностей клапанов и других аналогичных причин.Внешняя нагрузке оболочки меняется при тумане,о садках снега и дождя. Особое внимание оказывает, однако, изменяемость и уменьшение количества горючего и балласта. Из 'Вышеуказанного полезного ! груза в 120 тонн может, при известных обстоя -тельствах, около 100 тонн пойти под горючее,если такой корабль захотят использовать в полной мере, как транспортное средство на дальние расстояния. Следовательно, потребное для корабля выгоднейшее расположение этих горючих материя-
- 122 -гэв является само по себе задачей, особенно, I если принять во внимание, следующие пункты:
I. Общий центр тяжести всех весов должен находиться в продолжении всего полета под центром подъемной силы.
£. В каждом баллонетном отсеке подъемная сила должна равняться нагрузке также в продолжении всего колета.
В особенности выполнение последнего требования создало бы идеальные условия для произ -во детва полета и значительно облегчило бы управление кораблем. Однако, пока корабли не будут снабжены моторами, в которых будет сгорать но только бензин или какой-либо другой горючий материал, но и несущий газ, и именно в таком соотношении, чтобы равновесие Не нарушалось ни в од-ко& из отсеков корабля, до тб.я пор это условие и£ будет достигнуто.
При теперешних условиях нельзя избежать в некоторых случаях тримме и поэтому необходимо принять во внимание все могущие встретиться случайное ри. Помимо общей длительности перелета, отдельные участки пути позволяют определить ко-
личество бензина, потребное для парализования тримма. Если произвести исследование для постоянно убывающего или прибавляющегося веса для каждого отсека корабля в отдельности, как мы, например, уже видели при случае опорожнения баллонетов, то влияние тримма, т.е. как произвольное перемещение грузов,всегда возможно будет выразить в процентах от результатов, полученных в предыдущем исследовании.
Путем комбинирования изгибающих моментов возможно будет вычислить вдесь надлежащий случай перегрузки в форме непосредственной процентной над-/ бавки к предыдущему результату.
с/ Рулевое действие. Задача рулевого действия выяснена впервые в литературе испанским военным инженером майром Эмилио Херрева в Мадриде,а именно на страницах ''ей
по поводу катастрофы английского жесткого корабля 38**, последовавшей 24 августа 1921 года.
Сильнейшее действие работы руля происходит несомненно тогда, когда при высшей скорости корабля прибегают к внезапному рулевому действию при , так называемом "твердом положении руля" и
именно к поворотам руля высоты к направления. Возникающее рулевое усилие поворачивает корабль вокруг,точки Д» лежащей на продольной оси и отстоящей на известном расстоянии а от цен -Тра тяжести . Это расстояние найдется» если инерционный момент корабля разделить на произ -ведение из массы на расстояние между центром тяжести и точкой приложения вращающегося усилия. Для этой цели Херрера заменяет неизвестную величину инерцйгонного момента массы воздушного корабля инерционным моментом возможно однородной простой балки такой же самой длины» так что по-лучается: ~ _ J £
л
Статика не слишком интересуют динамические явления» как например в данном случае, определение секундного углового ускорения ups повороте» ' для чего потребовалось бы, конечно, возможно точеное определение инерционного момента самой массы» Величину l/в можно считать довольно точной, несмотря на допущение, что рулевое усилие предполагается приложенным к концу корабля, чего в действительности нет. Эта неточность до
- IS5 -
сих пор допускается без возражений, так как ома несколько увеличивает моменты.
Угловое, ускорение, вызванное вращением корабля, вызывает, в свою очередь, ускорения в отдельных сечениях, которые растут по прямой линии с удалением этих сечений от течки вращения. Вследствие этих ускорений возникают в отдельных сечениях инерционные усилия, которые зависят как от величины подверженной ускорению массы, так и от самого ускорения, и которые также во вро стают по прямой линии к конкам; так как мы производим подсчеты для одинаковых сеченггй, то и принимаем во внимание только удаление их от точки вращения.
Вследствие возникновения ь^их, зависящих от массы или инерционных усилий, которые в свою очередь вызываются лишь действием руля и которые * распределяются по предельной оси корабля, возрастая по прямой линии от точки вращения, появляются изгибающие напряжения, которые определяются следующим образом /см.фг^.22/.
Малый треугугольник с площадью $ выражает воэростание и сумму идущих по направлению п уси-
лий, вызванных рулевым усилием, большой треу -гояьник л5 - инерционные усилия, вызванные 4 , но противоположно ему направленны®. Основание малого треугольника - Л- , большого 4-^ Соответственно этому высоты ©тих треугольников относятся между собой как 1:2,, При этих величинах отношение площадей треугольников будет:
s =
Так как сумма всех перпендикулярных нагрузок должна равняться 0, то следовательно:
Л* ~^S -5 J
Пусть площадь рулей высоты составляет 75 кви метр., сюда прибавим еще приблизительно столько же от действия планов оперения. При скорости полета в 33,3 ц./сек. в момент поворота руля и при предположении коэффициента сопротивления в 0,04э при приведении в движение рулевого плана получается действующее рулевое усилие. I
/? = О,04.Х50.33,З2 = 6650 кяг..
По схеме 21 изгибающий момент в точке оси сос-
тавляет вследствие треугольника нагрузок величи-
- ш -
и для нашего численного примера с С - 240:
Дал^е отношение
Л Ао _ 4х Х
S = Вс ~ м-8о _ /
31те“ s А
J ~ $ J
и получается ^3
d/jC ~z fa# +3^ J j
Подставам затем вместо его численную величину, тогда получится требуемое для вычисления числового примере окончательное •выражение изгибающего момента в любом месте на расстояния от точки вращения:
JJ* =
Для проверки определяем изгибающие моменты на обоих концах корабля, а именно для U' - -80 и для = 4- 160 , где е обоих случаях долж-
но
- ив -
Следуя предыдущим исследованиям, мы здесь
также дадим руководство для применения численных подсчетов, определяя моменты для отделений корабля, Находящиеся на расстоянии U мт. друг от друга.
Опасное сечение будет найдено при помощи: д»Л£х 7 у—х.
; --=J- 7 &>*'
Максимальный момент появляется, таким образом, в задней трети корабля, то есть при )
Отсюда получается:
Влияние руля направления, конечно, не должно быть пренебрегаемо. При этом все зависит от уг-/ ла поворота руля и лучше всего здесь, как и у руля высоты, учитывать полный его поворот. При круговых сечениях в корабле получается та выго«
« ш -
да, что вследствие действия руля направления, поперечные сечения ферм, лежащих в горизонтальной оси, проходящей черен центр тяжестий подвергаются главным изгибающим напряжениям,тогда как вслздствие всех остальных перпендикулярно действующих моментов наибольшие напряжения воспринимают ферму конька и ксрридора.
Все вышеуказанные изгибающие моменты надо только сложить, затем надо определит» в отдельных местах корабля поперечные сечения стрингеров, чтабы вычислить моменты инерипи и сопротивления на соответствующих местах и удостовериться в состоянии ли каркас в своей общей совокупности сопротивляться загибающей нагрузке.
В численном примере, подсчитанном по вышеуказанным правилам для корабля в 300.ОСС куб. метр, получилась крива-т наибольших моментов, продетавлэнная на фиг.23.
Вследствие большего влияния рулевого эффек-та наи^схьвигй момент йоязляе^зя в видней трети корабля с величиною в 1010 тенн/мет. i Ота величина, однако, еще несколько превосходит мл-ментом в передней трети с наибольшей абсолют -
« хзо -ной велих/иной в 1050 тон ./мет., который получается от того, что в целях безопасности в переднем 3-ем баллонете учтена утечка газа.
Чтобы иметь данные для поперечных сечений ферм, достаточных для сопротивления изгибающим напряжениям, установим численные величины да напряжений в поперечном сечении подобного каркаса.
Пусть корабль с круговые сечением имеет диаметр миделя в 37 мет.. Это большое поперечное сечение выгодно для воспринимания переднего наибольшего момента; для воспринимания же наибольшего момента в задней трети имеется сечение, диаметр которого, вследствие обтекаемой формы, уменьшается уже до 32 метров.
Для этого диаметра ^аны на схеме 24 поясные сечения стрингеров также, как и прочие размеры. Расстояние между стрингерами, тс есть длину сторон шпангоута принято считать G м. в соответствии с чем и расположены главные и втрсстепенные стрингера. Полные поперечные сечении стрингерных поясов имеют следую^© ивме-
- 131 -рения, начиная с конька корабля:
1,12,0 + 2.10,0 + 2.8,0 + 2.4,0 + £^,0 + + 2.4,0 + 2.8,0 + 2.6,0 + 3.10,0 » 134 кв.см.
При измерениях, указанных на схеме 24, получаются при расстоянии конька от горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести в 16,70 метр, следующие величины моментов инерции и сопротивления относительно этой оси:
Л = 2.10,0.1530®♦ 10,0.1240®+ 2.60,0.1355®+ + 2.8,0.9302+ 2.4,0.450®+ 2.6,0.150®+ 2.4,0. . 740®+ 2.8,0.1220®+ 2.10.1540®+,12.1670® « s 210470000
см Л
210470000 9
* “ s 126 000 см.
1670
210470000’ а
----------= 137 500 см,а
При этих моментах сопротивления появляются вследствие наличия в задней трети корабля наибольшего изгибающего момента следующие поперечные напряжения в стрингере конька или корриДора.
- хзг -
- 101 COO ООО - 302 клг./к.см. a - —— -----—
126000
C = 101 000 000 = V35 клгр Jcm.2
137500
Эти напряжения сами по себе еще мало говорят нам и долыы быть выяснены ближе.
Дюраллюминий имеет среднее сопротивление на разрыв от 38 до 40 клг./к.мм. или от 3800 до 4000 клг./к.см.. Так как в жестком корабле и в особенности в фермах конька и корридора, подвергающихся главному напряжению, дело идет о длинных и тонких фермах, работающих на сжатие, которые испытывают от равномерной попе -речной нагрузки напряжение изгиба, а при центральной нагрузке в направлении оси-балки -- напряжения излома» то здесь мы и имеем дело с самой опасной нагрузкой балок,где при высоком напряжении, которое часто стоит на пределе, остающиеся деформации не представ -ляют ничего необыкновенного и препятствуют производству расчета с положенными вапасами прочности, которые ограничили бы возможность
излома.
Таким образом, не следует допускать предположения, что в нашем численном примере для формы конька имеется запас прочности при изломе.
4000
~ 5 302
а е фермах корркдора
М
735
~ &
Размер ^а^их ферм нельзя,
разумеется, оп-
ределять по напряжению на их поперечное сечение, но они подчиняются гораздо бонее сложным законам. Однако, все же опытом выработалась предельная величина, которая при хорошо разви
тых фермах может быть достигнута для сопротивления выше указанному комбинированному напряжению. Подобные балки подвергающиеся усилиям изгиба и излома выдерживают перед изломом напряже
ние на поперечное сечение в большинстве случаев не превышающее 18 клг./кв.мы. При пользовании этой, добытой из опыта, величиной, мы получаем запас прочности при изломе (белее точнее окре-
.. 134 -деление будет в отделе: женил в стрингере”):
I £г £800 . 802
ИЛИ
г-', 1800
735
то есть запас прочности,
"Доказательство напря-
2.25
2,45
который во многих слу-
чаях даже не будет достигнут, но который все же
но нашему мнению должен иметься .
Далее, чтобы иметь представление о весах,которые должны найти применение в жестких кораб -лях, чтобы добиться минимального запаса прочности необходимого при этих случаях нагрузки, при-' ведет также соответствующие взса ферм»
По исследованиям, указанным в конструктивной части настоящей книги, вес заполнения ферм тем выгоднее, чем Тяжелее пояса. Поэтому мы установим здесь у ферм с поперечным сечением поясов в 4,0 кв.стм. (см.фиг„24) для заполнений 60$, для поперечных же сечений поясов в 6,0 кв. снтм,, 8,0 кв.сантм., 10 кв. сантм и 12,0 кв«
сантм., соответственные веса заполнений
в
53$, 45$, 38$ и 30$. При удельном весе дюраля юминия в 2,8 вес балки с сечением в 10 кв. сантм.- составит 2,8 клгр. на погонный метр. $ак*ш образом, получаются для стрингеров следующие веса:
( 5.10,0 + 38$).0,28 = 19,30 клг./мет.
( 12,0 + 30$) .0,28 2 4,37
( 4,8,0 4- 45$) .0,28 2 13,00
( 4.6,0 + 53$) .0,28 = 10,26
( 4.4,0 + 60$) .0,28 2 7,17
z - 54,10 клг./мет.,.
На длину баллонета: 12«54,10 -650 кг..
По ходу кривой моментов, следует считать приблизительно на 200 мт. длины стрингера с таким весом, за исключением шпангоутов, и не принимая во внимание соединения, накладки,главную и ртростепенную расчалку. Больше мы здесь не будем останавливаться на весе.
Эти веса стрингеров обуславливаются единственно теми случаями нагрузки, которые перечислены в отделе "Сопротивление корпуса корабля" и которые, как показывают последующие до-
казательства в отделе ’’Напряжения при наполнении" еще не исчерпывающим образом характеризуют имеющиеся и предполагаемые нагрузки» /
В вышеуказанных комбинациях моментов не установлены, впрочем, численно влияния шквалов, которые могут быть весьма значительными при большой длине корабля и при полетах над гористыми местностями» Пока мы не будем рас-колагать точными измерениями, относящимися к этому случаю рекомендуется при всех обстоятельствах придерживаться по крайней мере двойного вышеуказанного запаса прочности.
Рекомендуется для проектов вычисленную окончательно сумму моментов выразить числом, кратным доминирующему рулевому моменту. Изображенный на фиг6 23 наибольший момент будет равен почти удвоенному рулевому моменту. При предположении необходимости иметь, по крайней мере, двойной запас прочности при изломе для воспринимания вышеуказанных, комбинированных изгибающих моментов, придется расчитывать приблизительно на воспришшание увеличенного в
четыре раза наибольшего рулевого момента, передающегося стрингерами на всю систему несу -щего корпуса корабля,
С. Напряжения корпуса корабля при наполнении.
По поводу напряжения корпуса при гавонапол-нении были уже в начале развития жестких кораблей произведены подробные расчеты и более всего на верфях Цеппелина. Следующие способы вычисления ведут начало от одного из первых сотрудников графа Цеппелина на теоретически-научном поприще -инженера Нобера, преемника которого, инженера Дорнье*можно назвать первым настоящим статиком кораблей Цеппелина. Им^автор во время своей причастности к отделению "ДО" и был посвящен при пересмотре расчетов кораблей в этот метод вы -числения. Эти расчеты служили, главным обра -зом, для того, чтобы получить возможно больше сравнительных величин для жестких кораблей подобной формы, но с различными внешними обмерами , относительно выгоднейшего расположения главной и втростепенной расчалки, расстояния между шпангоутами, длины ферм и т.п..
Благодаря им скорейшим путем получается на
глядное понятие об усилиях, вызванных газона -полиением на фермы.
Различают, так называемое статическое или под”емкое давление' газа от давления его при движении.,
Первое растет с высотой и больше всего у конька корабля. Давление при полете - добавочное внутренне сверхдавление.- которое требуется только внизу корабля# чтобы сделать возможным плотное прилегание баллонетов к расчалке и избежать "провисания’" баллонетных оболочек. Это внутренне сверхдавление само по себе необходимо только в мягком воздушном корабле, для сохранения достаточной неизменяемости формы. Ио даже л здесь обходятся теперь 8-10 у.м. водяного столба, т.е. 8-10 клгр. на кв.метр, так что в жест-ком корабле полетное давление играет втростепенную роль. Поэтому, говоря о газовом давлеиии,мы будем иметь ввиду только статическое давление.
Газовое давление прижимает баллонет плотно к втростепенной расчалке, которая, в свою оче-v редь,передает эту .нагрузку стрингерам и шпангоутам. Отдельные площади этой расчалки ограничи-
- Х39 » ваются в продольное направлении стрингерами, а в поперечном - шпангоутами. Газовое давление накрадено нормально к площади, образованной ограничивающими ее фермами. Это нормальное давление выражается при высоте середин этой пло -щади расчалки над дном баллонета в ,при длине площади € И при ширине ее $ расстояния между стрингерами или шпангоутами - таким
Сумма, вертикальных компонентов нормальных давлений и представляет собой подъемную силу.
Пусть ,2 количество имеющихся в подобной площади проволочных расчалок, тогда каждая проволока воспринимает распределенную равномерно • » ио ее Длине & нагрузку:
/ ~ ~3~ ’ которая» в свою очередь, производит на каждом конце проволоки натяжение:
•
8 f- J
где £ есть Провес в середине проволоки. На -правление проволок наклонено к направлению ферм под одним углом. Каждое натяжение разлагается на комионшзд:
Zu >
перпендикулярный к оси стринегеров я =л C^JO( ;
направленный по оси стрингеров. Так как сог -ласно фиг.25 от каждой точки расчалки исходят 2 проволоки под одинаковым углом наклона, но в противоположные стороны, то в точке 4=>й, например, компоненты взаимно уничтожаются,
в то время, как в точках 3, 2, I и в точках 5, 6, 7 преобладает натяжение, направленное к середине ферм. Эти напряжения прЬволок совпадают с продольной осью ферм и увеличивающиеся к концам помогают фермам сопротивляться на излом при изгибающих напряжениях. Компоненты Z&#tОнагру. 9
»ают фермы перпендикулярно к их оси и сообщают им иэгиабющие усилия. Повернем это изображение нагрузок на 90°, тогда мы будем иметь ту же картину распределения нагрузок на шпангоуты.
Возьмем действующие на изгиб перпендикулярные компоненты, приходящиеся на один стрингер и могущие быть рассматриваемыми, благодаря частой расчзлке, как равномерно распределенная на-
- 141 -грузка, и обозначим сумму одной площади
Фиг.26 представляет один из углов шпангоута. Через точку проходит стрингер перпендикулярно к плоскости чертежа, он разделяет 2 площади рас-чалки; илисЗл*/ представляют суммы <£<кмОС в верхней или нижней площади# причем ^7^ больше, чем +1 * так как эти усилия должны уменьшаться книзу, благодаря уменьшению давления, по на -правлению ко дну баллонета. Нормально действующее на площадь давление передает половину своей величины каждому, граничащему с ней узлу, то есть, стрингеру, как давление, направленное перепейди-кулярно к шпангоуту. Представим себе проходящий через узел ft стрингер в виде прямоугольно?? фермы, большая ось которой направлена к центру шпангоута, а малая опирается в точке перепендикуляр-но на соответствующий радиус* тогда действующие в 91 усилия гХ г оЛг*/ , лег-
ко разлепить по направлению осей фешы.
Пользуясь обозначениями,'указанными на фиг„ 26, получаем направлениеэ к центру усилие:
С - (~ j
и тенгециально направленное усилие
= сЛ 7“‘ -ffLi+J&b ~ ;
Чтобы дать здесь наглядное понятие о численной величине появляющихся усилий изгиба и сжатия, дается пример вычисления для отделения длиною в 5,0 метр, в главном шпангоуте диаметром в 40 мет.. Этот пример соответствует рас -стоянию между главными шпагоутами в 2.5,0 s s 10,0 мет. для корабля около 300*000 куб.м^г..
Величины нормальных усилий, появляющихся в / отдельных площадях видны на фиг,27, характер расчалки на фиг.28. В площади со стрингерами 5 на 6 метр, имеются длинами:
2 проволоки
4
4
4 *
4 "
4 4 4 4 4
следующие проволоки с
в 10/10 длиною]
" 9/10 " * /
" 8/10 и /
’’ 7/10 " /
” 6/10 ” (
. \38 штук.
" 5/10 " I
” 4/10
" 3/ХО "
" 2/ХО "
" 1/10 " )
- 143 -
Угол расчалки (X = 50°Х0е
Полная длина проволоки Q- +
Нагрузка на самуя длинную проволоку:
j = ” ~Jo~' ’
Пусть провес самой длинной проволоки составляет 40 сант., это будет около а .
20
Таким образом получается натяжение проволоки
Пользуясь этими величинами, определяем сначала горизонтальные и вертикальные компоненты проволочных натяжений и и сопостав »
днем усилия, действующие по направлению-продольной оси фермы и перпендикулярные к этой оси.
Точка. ; УСИЛИЯ ВДОЛЬ ОСИ фермы.
0 к 10 КажД. s 2^^ <*
I « 9 " 8/10 ’ - 1,6 ” и
2 8 * 6/XQ ” =1,2 ” ”
3 w 7 ! ” 4/10 ” = 0э8 п ”
-
4 м 6
5
Канд. 2/Ю " = 0,4 ”
0
Х= 6,0..а, (,.za>s<A^6.o,/u.xolm^o,jf6ex
Точка
0 и 10
X 4 9
2 " 8
3 " 7
4 ” б
5
। Усилия перпендикулярно оси 1 формы •
А ' < | .. I W.IIHI II I „ W* 4 .V - ~ ,|.т — in., -ft - ' Ц|-
I Кажд. &- ~ 3*^*^*^
1 " 9/10 2 ”
I " 8/10 ** +2/10 " = 2 ”
’ ” 7/10 ” +3/10 н г 2 "
" 6/10 " +4/10 " ~ 2 ”
10
=: //• ^2
Ииек^ся 21 шпангоутных балки длиною по 6,0 а. и
каждой хорде соответствует центральный угол ®
360° -
*™“ “ 17 ® 8&
гХ« Л
4-^8"^i S^^-^O,^S>;
Таким образом, вычислены усилия Q и Т, идущие
по направлению осей поперечных сечений ферм,а также давленияи сведены к нижеследующей таблице: ‘
оггт1 ! о р» 4-4 Ю70| 920 О tD 1 562 ! 384 ргг ; сО О •—4 31
О со <4 сО <о СП со Г" ’”*4
iO сч С4** сп кЧ о со хГ 4
4-4 к-4 СЧ сч ►4 к-4
<О СО сч Ci* Г- &•“ to к-4 сч
Со СО С- о &• ч* <4 сч 1
СО 00 СО СО СО хН со сч Н4
О lO О О О О со ч*
г 1О <х> СП О S—4 о со СО «
* +1 о Ю сО о О О to сЛ со
о С*** СП СО СП О о сч »
со <ч м 4—4 О к-4 00 £*•* 1Л со к-4 -
О ю О о о о сЛ с» <О
сО с £—» < о о о сч сП »
kg Ю СО L0 хН ч* со <ч ь-<
О о сб о о о о сЛ О
сО 1 Г— '’П о о о СЧ с?5
<о СО <О LO ч* xf CQ сч к-4
’ * о О сП UI сО S£> <О СО СЧ <►*4
$! Xf И ►—< СО со о г С*4 со сс
h—t к-4 ьч cv »—• ►4 1—4
+. *• о о сО СО Ч* сч о сч СП
*» i со со <о 00 ®о XT ч* С**" СО ч*
* se <о о ч* 1-1 00 xi* о to со 4-4
«Ч АГ сч сч кН Ь-4 ьч
> ' -
Q О сЛ о СЛ СП СО с** сЛ 44
сс\ * Г) ь к-4 А. 1*4 ч* к-4 СО
С' СО сч 4-4 CJ со СО J р" сч 4-4
4—4 *-Ч 4—4
Л о о о О о О о о сч СО
<- с ю ч* с© О О t—i xjJ к-4 СО
р о Os СО со xf сч к-4
J *-» к-4 -4
к-4 W ЕЗ >» *-» >» УТ I Б S >» IX X
Мм' этой сводки следует, что нагрузками на ф-эриш, получающимися благодаря внутреннему сверх» давлению, ни в коем случае нельзя пренебрегать, В старых кораблях Цеппелина, а также при построI-ке кораблей военного вдемеии принято было, главным образом, за правило считать прочность корабля, зависящей от пробных нагрузок посредством повышения внутреннего давления, чем, однако, достигается весьма недостаточная безопасность для пассажирских кораблей.
Неким именно способом могут быть скомбинированы нагрузки и усилия от расчалки, указанные в двух последних отделах, будет объяснено в следующей главе»
Д, Доказательство напряжения в расчаленном, проходящем по всей длине корабля стрингере ,
Из отдела ”0опротивление корпуса корабля” следовало для соотношений и размеров охарактеризованного на фиг,24 поперечного сечения напряжение в фермах ь 802 или 735 клгр„ на кв.сант, В первом случае коньковой феимой служила ферма с
- 147 -поперечным сечением пояса в 12 кВсСант., Выше-приведенному напряжению на поперечное сечение соответствует предел упругости в 802 □ 12 » 9624 клгр,.
Этот предел упругости должен был бы согласно требований, которые можно пред*’явить солид -ной конструкции, увеличен в двойном размере,
К этому напряжению поперечного сечения от изгибающих моментов внешних усилий присоединяется еще влияние вновь вычисленных усилий С, Ти S . Этим нагрузкам поперечное сечение фермы должно подвергаться, разумеется, в таком состоянии,которое даст ему возможность свободно воспринять эти, постоянно действующие усилия, т„ев и здесь также следует расчитывать на двойной запас прочности против излома,
. На коньковую ферму главного шпангоута при свободной длине фермы в 5 метров приходится поэтому центральная ломающая нагрузка в
2./9624 ^1220/ = 21688 клгр.
Для такой нагрузки поперечное сечение фермы в 12 кв.сант. уже недостаточно. Сюда прибавляется еще изгибающее напряжение поперечной на-
грузки величиною в
2.886 = 1772 клгр.
После вычислений этих комбинированных напряжений мы сразу усиляем ферму на 50$.
Пусть ферма имеет размеры, указанные на фиг, 29. Поперечное сечение и его моменты будут тог-
да: п .
f = /4,0.0,3 4-3,7.0,3/.8 = 18,48 кв.сайт.
= 8.4,0.0в3.14,852-Т-8.3,7.0,ЗЛ29852 =
- 3580 см.4
3580 . .. 23д см в
15,0
Стрингер каркаса является многоопорной балкой. Такая тонкая ферма, рассматриваемая, как расчаленная и работающая на изгиб и излом, имеет по Мюллер-Бреслау наибольший момент в пролете /между шпангоутами/
Прежде, чем пользоваться этой формулой, нужно установить следующие дополнительные величины: 4 = -у-;
-Л/з +f>* ** i i
к fl - нагрузка в клгрс на I погонный см.;
Моменты расчалки <7^одинаковы» благо-
даря симметричной нагрузки и принимаются пока равными по jUjq _ = -%£~;
„ /у 500
1772 . ~ = 74000 сг.клг.
tJZ 600000.3580
Л I---------------- = 99000
21688
Л а 314 сн. , 1772 ,
7$ • ----- s 3 54 клг./см.
500
3, = - 74006 + Зг 541$9000 = 276000 смв/клг.
3 276000 см./клг. из основ симметрии.
276000
21688
s 12,70
500
314
* 1,59 измеренная как длина.
е .
.г
905 измереннал как угол
1,0 ; = О
21588
- ISO •
276000
1,0
O/s 12,705? G,
12,70
12,70
1,0
45° или измеренное в дуге : « 0,785
*0,785,314
250 cm.
Предполагая симметричную нагрузку, наибольший (между шпангоутами) момент, разумеется,должен появиться на середине фермы.
При - 0,707 и при = 350000 по-
лучается окончательно: л/ 276000
' ^М- —
* С,707
¥ежду опорами наибольшее
41000 см./клг.
350000
указанном поперечной сечено
напряжение в выше-фе:эмы составляет:
21688
18,48
4^000
239
1347 клг./емЛ
Для установления моментов узловых точек служат обобщенные Рейссиером и Шверином формулу.
Жюллер-Вреслау.
По ним узловой момент определяется по формуле:
Влияние изменения рантового
Q угла г//ч не может быть здесь прослежено и потому он оставлен без внимания»
Здесь следующие величины требуется уставе -вить для подстановки:
/____S__ •!/-" -> -/ у" -S .
Величину нужно заменить величиной *
При введении численных .величин получается:
ш 4 - (Mjffr'
очень vaaas то ре -
Так как величина уь 4 ксмендуется здесь преобразование уравнения трех
моментов:&
/// .
Таким образом, напряжение на поперечное се* чение вблизи узла составляет:
~ 21688 z 72500 , 9
~ ~ т6, - 1479 клг./см.
18,48 239
Это напряжение^ I5C0 клгр. на кв.сайт, еле дует считать соответствующим действительному сопротивлению материала на излом при этой комбинированной нагрузке.
Выше начатый расчет веса для стрингеров можно, следовательно, продолжить таким образом.
На длину баллонета в 12 метр, и для восприятия внешнего изгибающего момента требуется:
650 клгр.
Прибавляется 50% = 325 клгр. в соответст -вии с последними исследованиями.
Прибавляется 25% s 244 на относящуюся сюда расчалку, накладки и соединения.
Всего 1219 клгр..
При средней длине корабля в 200 метр., для корабля в 300000 куб.метр, составит 200 . 1219 = 20300 клгр.. 12
В последнем приведенном численное примере приводится доказательство, что для коньковой фермы требуется для воспринимания исследованных до сих пор нагрузок увеличение поперечного сечения приблизительно на 501k Но спрашивается требуется ли это увеличение и для остальных стрингеров, которые лежат ближе к нейтральной оси и у которых, следовательно, напряжения поперечного сечения, происходящие от внешних изги -бающих моментов, становятся значительно меньшими. Чем ближе фермы подходят к нейтральной оси, тем меньше становятся центральные напряжения^, происходящие от внутреннего сверхдавленияа также и направленные к середине шпангоута нагрузки С_, тогда как тангенциальные нагрузки Т возрастают. Фермы однако тоже становятся слабее и подвергаются напряжению как в направлении большой, так и малой оси. Опытный статии усмотрит из этих соотношений нагрузки, что напрякэ» нил, во всяком случае, или совсем не становятся более выгодными или становятся таковыми в очень незначительной степени.
Доказательство, что вышеуказанная надбавка
- 154 -необходима и для остальных стрингеров, проводится для поперечного сеченья фермы в 6,0 кв.см., и при расстоянии от нулевой оси в 12 м.;при этом горизонтальная ось, преходящая через центр тяжести, должна отстоять от конька на 20 мет., то есть берем соотношения, соответствующие рассматриваемому главному шпангоуту в 40 мет. диаметром,: Напряжение на поперечное сечение в этой ферме будет:
/V 12,0 U О ,2
С? = ' 1 v ~ 800 г 480 клг/си;
20,0 23,0
Относящееся сюда усилие - 6,0.480 « 2880 клгр. Соответствующая же величина напряжения от давления газа будет 920 клгрс, так что из этих соотношений нагрузки для переднего излома получается усилие в
S/nurs 2 (2880 У-920) = 7600 клгр..
Изгибающая нагрузка поперек оси балки составляет по направлению большой оси сечения, и именно при случае излома 2.674 ~ 1348 клгр. и по направлен и ю малой оси 2.175 = 350 клгр.. Эти обе нагрузки относятся друг к другу как 3,85:1, тогда
как необходимые для этого инерционные моменты, относятся между собой как 3,15:1.. так что напрашивается мысль напряжение /исиг распределить между обеими нагрузками, действующими поперек на продольную ось фермы, в отношении 3,5:1.
Таким образом, два случая нагрузки следует рассматривать отдельно друг от друга. Сначала изгибающую нагрузку в 1348 клгр. и относящуюся сюда сжимаемую нагрузку в 350 клгр, и соответствующее давление в 1700 клгр.
Выбрано следующее поперечное сечение /см.
фиг.30/.
/ - 4.(4,0.0,3/3.5.0,3) = 909 кв.сайт.
Л = 4.I,2.IZs352/-4U,05.I0,452 = 1190 см.4
Л > .(15,08- 7,08)*^ .(I5,OS- 14,4s) =
е 12 12
- 379 см.4
П90
v = ~ ” 95 см.~
12,5
9/р 379 _ 8
Ж г — I 50 см.
- 156 -
Га Случай нагрузки: исследовавиб изгибающего
момента между опорами:
600000,1190 а» ИНОМ ! <i । ин. | ч II и
5900
I2I000;
1348 .
клг.на см.= 2,7 клг./см 500
327000 см0/клгро.
500 , ,
1348 .*—' - 56200 смв/клг,(Приблизительно).
12
"56200 7~ 327000 = 270800 см/клг
500 .
= Х,435 в дуговом и 82w в угловом измерении»
0,990;
~г = 0,141
27800
5900
45,9
5900
270800
-~ - 270800,0,141) = 40 0,990
40,0
45,9
0,372; -р - 41°10 или 0,72
в дуговом измерении,
I
Л = 0,72л348 = 250 ем*.
JJ-
/ъ пролете/
270800
0,753
* 327000=33000 см./кл.
5900 33000
/в пролете/ = д& "
1003 клг./см?
Исследование узлового момента:
г'=
1.435
7,12
- 0,798
/A/Zs
1.435
0,990
- I - 0,45
н,///. *“0Д39----. _ _ 0,106
1,435-0,99
/> 2.7,250000.0,106
-j^., ~ 1>248
- 57300 см./клгр.
узла ~
5900 , ---- у_ 9,0-95
1259 клг./см.
2-ой случай нагрузки. Исследование изгибающего
момента между опорами:
600000а379
——--------- - 134000; Л4 - 366
1700
350 , , .А
---= 0,70 клг./смо; = 98800 500
500
350 е = 14600 сме/клррс 12
500
“ 14600 h 93800
0,978;
79200
1700
= 79200 смв/клг. = ^
1,365 или 78°
0,213
= 46,5
I /79200
1700 ‘4,978
79200.0,213) = 37,8
37J?
46,5
0,814; s 39°10’ или 0,68
~ 0,68.366 = 249 250 см
79200 tM= /в проле»"©/ = *" - 93800 = 8200 сгь/кл.
0,7^5
. . 1700 8200 , z
-/в пролете/ « 7 ~ x ЗоЗ клг./см.
9,0 55
Последование узлового момента:
Г' = 1-1,365.0,2X3 = 0,709
Г" =
1.365
0,978
X * 0,395
///_ J.~ 1.208 I
1,365.0,978 2
= 0,093
0-J0.250000.0,093
I.X04 1700 ( 14800 9,0 50,0
14800 см./клг.
485 клг./см.
Jtfysw Z
Общее напряжение фермы в середине площади составляет, следовательно:
/в переплете/ = 1003^-353 = 1356 клг./см»
3 вблизи узла
!увль-! = 1259 ->* 485 з 1744 клг./ск.^
- IGO -
Несмотря на большую близость нейтральной оси, напряжение у слабых ферм больше, чем у крепких обыкновенных ферм, а потому общая надбавка в 50$ для воспринимая»! давлений rasa является вполне обоснованной.»
Здесь не место для детальных вычислений статики и веса подобного корабля будущего. Ны Удовольствуемся здесь методами расчета, расчетными основами и предположениями, а также оценкой весов, требуемых для главных случаев нагрузки.
Выше определенные 20300 клгр. составляют, как было уже сказано, вес стрингеров с принад -нежностями на 200 метр,, длины корабля в 300000 мт.3 и общей длиною в 300 метров. Что касается поперечного сечения ферм носа и кормы, общей длиною в 100 метров, то кривая моментов убывает к концам корабля почти по прямой линии, в то время, как диаметр поперечных сечений корабля на носу убывает по параболе, а на корме почти по прямой. Так как инерционные моменты убывают в квадратном соотношением высоты» то отношения поперечного сечения и веса фермы становятся зна-
^ительно менее выгодными, особенно на корме» Как уже было раз указано в конструктивной части, солидное прикрепление тяжелых стабилизаторов и рулей является само по себе не легкой задачей. При сильно сокращенных, внешних кормовых расчалках, благодаря органам управления так появляются большие серьевные усилия, которые могут быть восприняты лишь посредством тяжелых ферм и нерациональной затратой веса.
здесь не станем останавливаться на весе, порекомендуем, однако, принять при проектах предположение, что, если взять во внимание более выгодные соотношения на носу и менее выгодные на корме, то средний вес стрингеров на оставшиеся 100 метров по сравнению со средним весом в серединных частях корабля совсем не уменьшается или же уменьшается в весьма незначительной степени.
При точном расчете корабля, предположенного к постройке, следовало бы принять во внимание*
I» Влияние усилий, производимых местной на-грузкой* каковая вызывается в больших кораблях
- 162 -необходимостью сосредоточенных больших моторных Грузов, обширной конструкцией кабины, сосредоточенных нагрузок ст пассажиров и багажа;
2. Сотрясения от толчков при опасном приземлении, которые для сильно нагруженного, обширного металлического корпуса кораблей Цеппелина могут стать роковыми, так как тонкая внешняя конструкция, к.которой стремились прежде всего из за весовых соображений, естественно имеет лишь слабый местный запас прочности.
3. Некоторый излишек безопасности, который дает каркасу возможность перенести и воспринять могущие быть скручивающие усилия. Подобные напряжения могут произойти.из за одностороннего действия руля при повреждениях или авариях рулевых органов или корпуса корабля /сы.несчаст-ный случай с "Шенандоа”/ или при известном ас-симетрическом распределении воздушных усилий по продольной оси корабля.
4. Влияние изменений рантовых угловд , которому не уделялось внимание в вышеприведенных численных примерах.
Далее нужно указать на то, что вышеприве-
- 163 -денное численное вычисление относится лишь для длины расчалки в 5,0 м,, соответствующей расстоянию между главными шпангоутами в 10,0 м., т.е» что и в втростепенных шпангоутах необходимо стремиться к солидной расчалке. Что, наконец, расчет при расстоянии шпангоутов в 12,0 или 2 15,0 даже становится еще менее выгодным, не
2 требует особых доказательств.
Поэтому неудивительно, что вышеуказанный вес, исчисленный для стрингеров с принадлежностями в 20,3 должен быть для выполнения всех этих за -дач нагрузки значительно увеличен и для длины в 300 мт. еще довольно значительно возрасти и что стрингера, включая все скрепления, главную и втро тененную расчалку, придется принять весом от 35 до 40 тонн.
0 напряжениях шпангоутов,,
Чтобы понять усилия, которые появляются в баночках расчлененного главного шпангоута, рассмот-рим тангенциально расчаленный шпангоут, представленный на фиг .31.
I
- IM
Напряжения, появляющиеся в шпангоуте, зависят от величины срезающего или поперечного усилия, которое воспринимается его окружностью^ Мы проведем сеченйе поперек проволок расчалки, ко торое разрежет одновременио 2 симметрично расположенные относительно шпангоутов балочки. Усилия расчалки в разрезных проволоках прилагаются кек растягивающие усилия к местам сечений и на нижнюю отрезанную часть фермы будут тогда действовать:
I. Расчаливающие усилия в разрезных проволоках, которые наклонны к горизонтали под различными друг от друга углами
2. Усилия расчалки в обеих рассеченных шпак» гоутнык Галочках, которые вследствие симметрии, равны друг другу под углом
3. Внешнее поперечное усилие, которое в пер-всм случае исследования направлено вверх.
Так как для случая равновесия сумма всех вертикальных усилий на отсеченной части фермы должна равняться 0, то
ft Zfttinft
Представим себе все проволоки нерасчпененшз-
- 165 -
ми, тогда 2-й член правой стороны выпал бы.Сжимающее усилие от расчалки в рассеченных шпангоут ных баночках получило бы, таким образом* иаимень шее значение, а именно:
р &
71 ” ’
Если сечение провести через верхнюю часть шпан -гоута, то при направленном также вверх попереч -ном усилии, получается следующее уравнение рав -новесия *. — 4' *• JTSЛп<Х + Л р « О;
4 Л Д'? <Л4? р
Представим себе и здесь проволоки нерасчлеиенны-ми, тогда шпангоутные балочки получат в верхней части растяжение с наибольшей величиной:
«- 4’ = 'z‘
йтак, если проволоки не расчалены й если не соответствующее место шпангоута действует вверх направленное поперечное усилие, т,е, излишек под >
емноП силы, то и в нижней части шпангоута господствует наименьшее сжатие, а в верхней » наи -большее растяжениео Если имеется излишек снижающей силы, то наверху господствует наименьшее ежа
тпе, а внизу наибольшее растяжение .при прочих равных условиях.
Но проволоки расчалки, помимо известной нагрузки во время монтажа, всегда натянуты и в некоторых случаях, например, при вытекшем или опустевшем баллонете, натягивается до разрыва, вследствие давления стенки соседнего баллонета на расчалку»
Таким образом, имеющиеся с самого начала в одной половине шпангоута сжатия растут с увеличением расчаливающих усилий в проволоках и с увеличением числа этих проволок, в то время,как в другой половине шпангоута первоначально имеющие место усилия растяжения исчезают с увеличением натяжения проволок и уступают место рас -тущим сжимающим усилиям. О каких количествах идет речь уже в первоначально имеющих место сжимающих усилиях, явствует из следующего численного примера. В большом корабле в 300000 м.8 в средних отделениях действуют подъемные сида от 15 до 20 тонн, смотря по их распределению. Если считать при излишке поперечного усилия только частичное количество около 5 тонн, которое, ко-
- 167 -неччо, может быть и вдвое больше, то первона -чальные сжатия в балках будут колебаться в зависимости от предельных наклонов балок между
5000 5000
*" - - 10000 клг. и —— з SI00 клгп.
2,0,25 2Л>,8
I
оти начальные расчаливающие усилия могут быть само собой разумеется увеличены во много раз, так что усилия расчалки в 20.30 и 50 тонн на шпангоутах будущих больших кораблей не будут редким явлэнием.
Предполагая подобные усилия ijacnanKH, можно рассчитывать на несущие поперечные сечения, в 20,25 смо^ к более без особенного обозначения на / случай излома, тве. веса несущих шпангоутов сделают вес всех шпангоутов больше такового же стрингеров»
Принимая во внимание этот факт, становится поиятным, что в новейшее время раздается требование, особенно с английской стороны, нерасча -S
ленных, самих по себе жестких шпангоутов» Разумеется, этим не будет достигнуто уменьшение веса, как показывает следующей краткий подсчет.
Пусть рассматриваемый шпангоут будет - угольник со столь большим числом сторон, что его мож -но будет заменить кругом» Так как задача главной расчалки состоит в том, чтобы распределить подвешивание грузов равномерно по ферме, то прежде всего следует озаботиться о том, чтобы большие сосредоточенные вертикальные нагрузки уравновешивались бы возможно ближе расположенными соответствующими под**емными силами и наоборот. Если шпангоут с действующими на него усилиями должен быть в равновесии, то он будет согласно фиг.,32 подвергаться 2-м равным, противоположно направленным усилиям .
Вл представим себе шпангоут рассеченным в точках приложения усилий, так что на каждом конце действует ; эти усилия вызывают в шпангоуте на -пряжение на изгиб. Изгибающий момент, появляющяй -ся также на месте сечения будет статически неопределимая величина** . Помимо этого изгибающего мо-& мента, -у- вызывает в каждом месте поперечного сечения шпангоута нормальное усилие 'Л йы возьмем любое сечение с соответствующим ему центральным углом £ и определим момент и нормальное усилие в
месте сечения
- 169 -
Таким образом получается:
Так как мы пренебрегаем влиянием температуры, то в уравнении работы возможно воспользоваться лишь
следующими членами:
Статически непреодолимая величина установится те-* ким способом, чтобы работе деформации была мини -
мальной. Выражение для А_ следует частями деффе-
ренцировать по ОС и приравнять 0.
, тогда получится через псд-
Заменим еще cfc= S'- 4/» ставовку gкачений
Мы и«оли произведение двух множителей. Так как zrr имеет определенную данную величину, то
он заключеется от
интеграл должен равняться 0; креме того по отно-
Для шпангоута в 40 мт. диаметром и при срезающем
усилии лишь в 5000 клгр» получится:
5000.2000
3,14
- 3I8500C см.клгр.
Эта, поистине "фантастическая” исчисленная,величина изгибающего момента устраняет всякую мысль о нерасчлененном, жесткое на изгиб шпангоуте.
По этим соображениям ьерфи "Шютте-Ланц" предпочли радиальную расчалку шпангоутов, причем выходящие из отдельных углов проволочные разтяжки шпангоута сходятся в его центре. Вое эти центры скреплены кроме того троссом, который проходит горизонтально от носа к корме. Этим устройством ограничиваются по крайней мере, но аз устраняются совер -шенно, самые опасные напряжения шпангоутов, происходящие от опорожнения одного из баллонетов.
Точный расчет расчлененного шпангоута невозмо
жен вследствие большого количества проволок и вследствие постоянно меняющихся, в них растягивающих усилий. Приходится пользоваться в этом случае лишь приближенными методами подобно тем, что были указаны выше. Самый верный путь - это пробные нагрузки посредством баллонетов, подверженных раз -личным давлениям.
ф. Дальнейшие методы расчета.
Для известных случаев нагрузки, например,для внутренних давлений rasa, а также н для аналогичной равномерно распределенной нагрузки собственного веса пригоден расчет по способу коробовых ажурных конструкций фоппля. Для гтой цели принимается большое отделение каркаса за закрепленное. В ка -честве границ этого отделения особенно пригодны сильно нагруженные главные шпангоуты. Такое отделение состоит из одиночных плоских параллельных ферм, пояса которых образуются стрингерами, вертикали - балками шпангоутов, а клетки - сокращением диагоналей главной расчач*ки. Для получения нагрузки узловых точек параллельных ферм* усилия^ .действующие в отдельных полях расчалки,/см.напряжение
стрингеров от давления газа/ равномерно распределяются на узлы. Каждый стрингер служит нижним поясом для расположенной под ним клетки или параллельной фермы и верхним поясом для нижележащих» Каждый стрингер, рассматриваемый как. пояс, будет работать на сжатие вследствие направленных к нему растяже -ний от соседних поясов.. Если бы все клетки были равномерно нагружены, то усилия растяжения и сжатия взаимно уничтожались бы; так какусилия возрос -тают к коньку, то для всех стрингеров получается в результате сжимающее усилие расчалки» Кроме того стрингера между 2-мя шпангоутами работают на из -гиб.
На верфи Шютте-Ланц уже давно выработался способ расчета, е котором каркас рассматривается как пространственная решетчатая ферма, состоящая ив двух тонких, присоединенных друг к другу куполов.
Мысль рассматривать пространственную решетчатую ферму несущего каркаса воздушных кораблей кок крутые шведлеровские купола, была подана еще в начале развития графу Цеппелину Июллер-Вреслау - но без успеха»
Этот способ расчета особенно пригоден для
- 173 -исследования внутренних давлений газа, а также для определения напряжения от отдельных, извне действующих нагрузок. При расчете по Мюллер-Бре-слау таких куполов, все балки, исходящие из лк» -бого узла ?! /фиг.33/ распределяются па направлению шпангоутных балок и подкосов, т.е. в нашем случае - стрингеров. При двойных диагоналях сначала, при расчетах в каждой клетке, обращают вникание только на одну жесткую диагональ, которая в случае, если потом окончательно выяснится сжимающее действие, должна быть заменена соответствующей противоположной диагональю.
Представим себе некоторое поле, с диагональю 5$.поднимающейся вправо и опущенной на плоскость чертежа /фиг.33 в/. Растягивающее усилие в диагонали % может быть заменено наверху ее боковыми усилиями 0 и , а также внизу посредст -вом @ и . Представим себе, что внутренней расчалки у шпангоутов нет, но имеются еще лишь балки по направлению шпангоутов и стрингеров. Разложим пока, согласно указаний Мюллер-Бреслау, приложенное к любому узлу Л по любому направлению действующее некоторое усилие У на 2, расположен
ные друг к другу под прямым углом, боковые усилия а именно в плоскости, образован-ной растяжением стрингера яJ в плоскости, па -
раллельной шпангоуту и чертежу.
Пусть будет:
/ten- суммы внутренних усилий по налрав-
ленив
тоже
идущего вверх от стрингера, по направлению нижнего стрингера, " " левого шпангоута,
” " правого шпангоута,
Йа фиг.ЗЗ £, < ц € представлено соответствующее разложение усилий.
Получается:
На правой стороне кажется слишком много неизвестных. Но нужно помнить, что разложение на-
чинается от конца корабля и что поэтому вышеле-
жащие балки определены уже раньше.
Величины
и Л/ 1
должны быть соединены с их средним уси -
лием
Теперь, однако, надо обратить еще внимание на влияние расчалки шпангоута. При ’радиальной
расчалке, в ft прикреплена всего одна проволока. Влияние этой проволоки вАогло бы быть исследовано по принципу сочетания действий, при чем для узда А образуется теперь положение u --/ ,
которое даст в результате для балок растягивающее усилие . Если ъыгаеопределенные растягивающие усилия обозначить через , то получаются окончательные растягивающие усилия:
S ^So *
Разработала ли верфь Шютте Ланц как раз этот способ расчета, нам неизвестно. Относящиеся сюда пространные и далеко не легкие статические вычисления, составляющие, разумеется, секрет производства фирмы, вышли бы также из рамок этой брошюры, задуманной нами исключительно как руководство
Как уже было указано выше, верфь Шютте-Ланц придавала без сомнения с самого начала своего развития статическим расчетам корабля гораздо более важное значение, чем верфь Цеппелина. Этим обменяется то обстоятельство, что кооабли Шютте-Ланц значительно уступают в большинстве случаев кораблям Цеппелина в полезной грузоподчемности, так как более тщательные расчеты ведут неизбежно к
затрате более значительных весов на конструкцию каркаса.
Дальнейшее разъяснение о фактах, имеющих здесь значение9 дает опубликованное в "от
4/П октября 1922 года профессором доктором-инжене-ром Имлер-Бресяау MjcJw
Ifythci&isje ~cl&t Sc&uifi - Aanl - .
В то время, как пункты 1-2 и 4-8 этого отзыва относятся к конструктивным деталям, которые введены верфью Шютте-Ланц, в остальном особенно обра -иается внимание на планомерность этой постройки, основанной на научном исследовании, пункт 3-й посвящен корридору, а именно важности его в стати -ческом отношении. Вследствие этой важности пере -дадим в конце нашего статического обозрения относящиеся сюда доводы Мюллер-Бреслау:
"Особую важность имеет внутренний корридор,устраиваемый с z на каждом корабле Шютте-Ланц. Он образует киль, упрочивает жесткость нижней части корабля и переносит, будучи построенным в виде пространственной решетчатой фермы, приложенные к нему усилия на большое число его поддерживающих расчаленных шпангоутов. Таким образом, горючее,бал
ласт,, полезные грузы, нагрузка от пассажиров, а также груз гондол распределяется по каркасу корабля. Внутри лежащий корридор представляет затем еще преимущество перед наружным корридором в статическом отношении - уменьшение сопротивления воздуха вдоль корабля и в особенности, уменьшение площади сопротивления при боковом ветре, что особенно важно при вводе в ЭллингСтатический расчет не затрудняется внутри расположенным корридо-ром; его сопротивление на изгиб, как насквозь идущей фермы, по сравнению с сопротивлением каркаса, так мало, что работа на деформацию корридора при составлении точного уравнения упругости по принципу наименьшей работы деформации, отпадает по своей незначительности. Дальше не представляет затруднений обратить внимание на укрепление дна корабля посредством дополнений к поперечным сечениям нижних стрипперов и выбрать размеры поперечных частей корридора так, чтобы образованная корридором насквозь идущая ферма смогла бы следовать прогибам корабля, не будучи слишком напряженной.Останавливаться на прочих пунктах отзыва излишне,так как в вопросах приоритета не требуется, да и нежелательна приверженность к той или иной стороне.
III. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ. *
8. Эллинговый вопрос и швартовная мачта.
Время временных сараев и эллингов давно миновало к началу всемирной войны. Старый деревянный эллинг в Манделле, первая мастерская графа Цеппелина, уже много лёт как стал собственность^ аэро-планостроительиого завода в Фридрихсгафене под управлением директора Кебера. Настоящее строительство эллингов начинается с момента назначения премии, которую верфь Цеппелина смогла обещать, опираясь на большой успех известного народного пожертвования. Победителем в этом конкурсе осталось опытное в мостовых и эллинговых конструкциях ”
”, которое и выстроило первый же -лезный, еще и теперь стоящий в Фридрихсхафене, эллинг.
В особенности поел© основания общества й 1909 году, созданного для содействия пассажирским полетам, строительстве специальных воздуш -ных гаваней и эллингов в отдельных местах, предназначенных для спуска, стало неотложной необходимостью. Таким образом, образовались воздушные-
- 179 -гавани в Дюссельдорфе, Гамбурге, Лейпциге, Потсдаме, Дармштате, Франкфурте на Майне, Берлин -Иоганнистале, Баден-Бадене и т.д.. Нельзя не упомянуть возникшие со вступлением в соперничество фирмы ’’Шютте-Ланц”, эллинговые сооружения в Мангейм-Рейнау и в Цеезене у Конигсвустергаузена. 1 <
С начала всемирной войны основанное тем временем отделение главной фирмы, выполняет большинство заказов на железные эллинги, все увеличивающиеся в размерах, и становится самостоятельным предпринимателем, а не как подчиненной фирмойо К этому времени отстроилось кроме Фридрихсгафена и Потсдама, вновь созданное обо рудование в Штаакене, которое должно было стать одной и8 главных гаваней.
Связи, главные составные части эллинговых кон - к
струкций, представляют во всех этих постройках трехш/чрнирные арки, которые покоятся на закрепленных подушках или быках. Каждый эллинг имеет на своих узких сторонах по 2 воротных полотнища, которые посредством особой механической передачи раздвигаются на роликах наружу и, таким образом, освобождают вход или выход. Полотнища воро^ по
коятся внизу своими роликами на рельсах, которые расположены поперек продольной оси эллинга, а сверху также примыкает роликами к особой направляющей ферме, которая с каждой стороны ворот поддерживается при помощи одного воротного пилона.0 каких грандиозных размерах идет здесь речь, видно из следующих численных примеров. До 1914 года самый большой эллинг имел ширину в 40 мт, и высоту в 31 мт». В 1915 и 1916 г.г, для армии и флота были, между прочим, выстроены 4 больших эллинга в Виттмунде, Альгорне и Зеерпене. Они имели в свету: ширину в 60 г высоту в 35 мт.. Так как ширина связей до фундамента составляла 3,0 метра, то каждое дверное полотнище должно было прикрывать ширину в 33 метра л для ворот требовалась направляющая ферма свыше 100 метров, а поддерживающий пилон для последней высотою около 50 мт.. Наибольшая длина эллингов была в 220-240 метров. Эллинг в Альгорне был разрушен еще во время войны нарывом или вследствие еще невыясненного подсасывающего действия ветра на покрытие крыши 3 остальных больших эллинга были снесены или совершенно разрушены также,как и большинство других, согласно Версальского дого-
вера.. Последний из 21 железных эллингов, спроек-
имел в ширину 8Х
метр /размер в свету 75,4/ и высоту в 44,9 метр.
/размер в свету 40,0 м«/. Общий вес конструкции
составлял почти 4000 тоня»
Все эллинги воздушных кораблей снабжены рельсами для ввода, благодаря чему корабль при входе
в эллинг посредством прмспсоблениых спереди и сза
ди подвижных закрепительных крюков надежно уста -навливается во время своего движения вдоль оси эл-линга. Нормальный аттерисаж происходит таким образом, что корабль, снабженный на одном из первых шпангоутов двумя тяжелыми швартевыми канатами в 25-30. м/м., снижается при помощи этих канатов и вакрепляетея. Для дальнейшего удержания служат несколько веревочных пучков, присоединенных более короткими канатами к переднему шпангоуту.Для удержания корабля на боковом ветре приделываются на обеих сторонах корабля на всех нижних узловых точках главных шпангоутов боковые поясные веревки. От бокового ветра предохраняет также прикрепление к въездным рельсам непосредственно до и во время ввода корабля в эллинг.
Главный недостаток неподвижных эллингов состоит в том, что при ветренной погоде только тогда возможен безопасный ввод корабле в эллинг,когда ветер дует определенно по продельной оси эллинга. Поэтому идеальным местом хранения является вращающийся эллинг. Такой эллинг, но в значительно меньших размерах, чем большие неподвижные эллинги, был сооружен во время войны в воздушной гавани Нордхольц и оказал выдающиеся услуги. В таком вращающемся эллинге вся конструкция, включая крышу и стены, покоится на двух гигантских продольных фермах, которые превращаются посредством солидных поперечных связей в поворотный круг и могут вращаться вокруг шпиля по концентрическим кольцевым фун -даментам. Без обвяснений понятно, что вследствие большой нагрузки, а также вследствие больших опрокидывающих моментов от ветра, уже при малых эллингах и при нормальных фундаментах появляются затруднения из за распределения давлений на фундамент. Это затруднение еще более усугубляется» если сами по себе значительные нагрузки должны быть посредством известного количества роликов распределены по фундаменту. Во время войны
Х83 -
в сотрудничестве с железоделательным заводом Лаухгаммер”а упорно работали над конструирова -кием вращающегося эллинга, пригодного для тогдашних больших кораблей, Не говоря уже .©-'большом ко-1 '
личестве расчетных работ - так например, большие продольные фермы фундамента одни были в своей внутренней конструкции 30-40 раз статически неопределимы - прежде всего фундаменты, а также поворотный механизм представляли величайшие труд -ности. По недостатку времени и из за спешности другой работы пришлось отказаться от выполнения проекта вращающихся эллингов. Но и теперь еще вращающийся эллинг на многие годы остается незрелым для выполнения проектом, а именно по следующим причинам:
I. Главным образом по хозяйственным затруднениям в Германии, .которые не позволяют осуществление такого эллинга из за недостатка средств.
Из за еще неразрешенных конструктивных трудностей.
Последние в конце концов возможно будет преодолеть, но при печальном экономическом положении Германии ни государство, ни промышленность не
смогут, даже если бы и не существовало в Версальском договоре пункта о регулировании воздушного сообщения, позволить себе даже роскошь риска,связанного с постройкой современного большого воздушного корабля, не говоря уже совершенно о постройке вращающегося эллинга.
Для замены вращающегося эллинга можно преду -смотреть плавающий эллинг. Возможно представить себе такой, эллинг, который выстроен на краю большого водного бассейна или, как в позднейших гаванях, на плоту или платформеа Эта поместительная и прочная платформа может состоять из бетонных плит с большими внутренними пустотами или из толстой решетки из деревянных балок, покрытой крышей только там, где требуется и которая снабжена большими погруженными или плавающими ящиками. На вполне готовом эллинге возможно верхний край платформы и пол эллинга поднять на достаточную высоту над уровнем воды, так чтобы эллинг мог бы одновременно служить верфью или эллингом для постройки воздушных кораблей. Если эллинг должен иметь применение при воздушном сообщении, как гавань для спуска, то
его следует укрепить на якорях в подходящем месте
водного бассейна, а именно по узкой стороне с продольной осью, лежащей против ветра. Такой гигантский эллинг не может стать сам, подобно плавучему доку или океанскому пароходу, по желаемому направлению е зависимости от ветра, но должен при помощи буксирных судов, тянущих за прочные, прикрепленные к фундаменту блоку эллинга троссы и размещенных до одному спереди и сзади эллинга, каждый раз приводится в надлежащее положение. Опускающийся носом против ветра воздушный корабль, удерживая это направление, сможет быть тогда введенным в эллинг или въехать туда при помощи мощности своих моторовs Для этой цели требуется еще с-известная высота для полета над верхним краем пола эллинга. Эта высота достигается тем, что вышеуказанные пустоты мй плавающие ящики балочной решетки предварительно заполняются водой. При современных жестких кораблях требуется для этого незначительная глубина, но нетрудно достичь и большей глубины.
Самым подходящим материалом для эллинговых конструкций казалось железо» Под давлением хозяйственной нужды деревянные постройки в послед
ние десять лет развились до невероятных размеров. При безупречном выполнении узлов соединительных связей, пролеты от 60 до 100 метров могут быть перекрыты стягивакчцей аркой. Лще не так давно железо превосходило дерево в 3-5 раз в отношении цены готовых конструкций, к тому же еще для дерева назначались гораздо меньшие сроки выполнения, тогда как для железа, из га наших неблагоприятных рудниковых обстоятелств, нельзя было устанавливать точных сроков выполнения, как Только дело шло о крупных заказах. Конечно5 нужно считаться с тем обстоятельством, что при некоторой длительности устойчивого положения и при освобождении Рурской области, опять повысится наше производство железа, так что последнее снова сумеем конкурировать с дере -вом в цене и сроке поставки, тем более, что цены на пригоднее дерево постепенно достигли наздорово-го уровня. Жзгонится ли опять дерево совсем из области конструкций, которые первоначально казалось были открыты исключительно для железа,- покажет время. Специально для эллингов воздушных кораблей огнестойкость сооружения играет большую роль и надо сознаться, что в высокий степени нагруженные
несущие фермы, особенно по конструктивным соображениям, широко расставленные стрнпила
желеьинх элгингов представляют собой, при большом повышении тепла, очень опасное место, В современном эллинге для воздушных кораблей из дерева пришлось бы применить для связей и под
косов поперечные сечения столь больших размеров, что несмотря на большую опзсн; сть возникновения огня, возможность уничтожения или преждевременного обрушения постройки при распространении огня будет несравненно меньше.
Железобетон Для эллингов непригоден, потому что он хотя и способен к расчленению на отдельные части, но далеко не в той большой степени, как чистая железная или деревянная конструкция и как это желательно при сборке эллинга. Кроме того, железобетонный эллинг уже является абсолютно прикрепленным к месту, снос или перенос его на другое место исключается. Эта возмож
но ст ь сноса и возведения вновь при железных и деревянных конструкциях б промышленной области, которая, в ближайшее время не сможет еще вынзить устойчивости, сыграет роль решающего фактора.
Этого, по мнении автора, не изменяет нисколько тот факт, что французы в воздушной гавани Вилль-нев-Орли возвели железобетонный эллинг.
В Англии и Америке в важном эллинговом вопросе стали принимать вс внимание хозяйственные соо-Сражения. Справедливо учитывая многочисленные опасные случаи при посадке и вводе корабля в неподвижный эллинг, а также иссякание после войны вспомогательных рессурсов на строительство воздушных кораблей, в Англия, в особенности, довели швартовную мачту до довольно высокой степени совершенства.
Здееь'дело идет, главным образом, о том, чтобы оставить корабль свободно плавающим в воздухе, так сказать избежать белее или менее сильных соприкосновений с землей путем швартования его к свободно стоящему пилону на подобие башни, а имен но так, чтобы корабль мог уклониться от всякого возможного бокового ветра, не производя реакции и принять сам собой надлежащее положение по направлению ветра. Мысль о швартовной мачте, ко -гечно, возникла раньше и в Германии, но при дальнейшем развитии были невысокого мнения об этом
- 189 -способе швартования.
Первая трудность, причаливание к мачте на кратком расстоянии и швартование при бурной погоде» кажется» преодолена путем многочисленных испытании. Вторая трудность состояла в недостающем раньше опыте относительно того, как следует держать корабль в пришвартованном состоянии. Здесь также, казалось, результаты были удовлет-верительными, пока случай с новым американским жестким кораблем "Шенандоа'’ в феврале 1924 года не подорвал значительно вновь доверие к мачте. Об этом случае сообщает " " от
20 февраля 1924 года нижеследующее:
"Отрыв "Шанахдоа" от мачты произошел таким образом, что швартовная головка воздушного корабля была совершенно вырвана, т.е. вернее скручена. Это кручение корабля вокруг своей продольной оси было вызвано разрывом ебтяжк?: верхнего горизонтального рулевого плана при буре со скоростью 68 миль в час в 6 чес.52 мин.. Швартовный конус корабля и оторвавшийся кусок осевого тросса остались висеть на швартовной ^.ачте. При разрыве этого тросса был разорван передний баллонэт,вто-
- Х90 -
рой - поврежден. После того, как последний опо
рожнился, он был употреблен в качестве заграждения перед 3-им баллонетом. Уменьшение силы ветра и его направление вдоль эллинга облегчили ввод корабля в эллинг".
Здесь также в последний момент эллинг оказался необходимым убэжищем.
В Германии с течением времен# появились авто-
ритетные защитники швартовной мачты, как то майор фсн-Парсеьаль и д-р Экэнер. Укажем в этом отношении на статью последнего в " о*
февраля с«г.. гПриключение"Шанандоа" и задача мачтового швартования". В этой об"ективно и здраво написанной статье - д-р Эккэнер известен как быв-" и .теперешний член Цеппелина, а также как воздушных кораблей -
контрольного совета верфей один из опытнейших пилотов
особенно замечательны следующие пункты:
"С другой стороны нельзя отрицать, что конструкция, по крайней мере в том виде* како^ва она теперь имеется, не приспособлена для швартования к мачте при бурной погоде".
" Практика мачтового швартования не отказы -
- X9I
вается в ценности, которую оно имеет бее сомнения и теперь и которая еще повысится, если выяснятся его недостатки и предельные возможности, i наоборот это лишь может упрочить его применение. И это крайне желательно в интересах будущего сообщения/ которое имеет еще два слабых пункта: пожарную опасность и трудность ввода в эллинг при сильном ветре**.
Как здесь также с полной откровенностью высказался признанный представитель жестких кораблей, каркас нуждается, для противодействия могущим появиться при стоянке на мачте напряжениям, в значительных усилениях. Затем при постоянном пребывании на открытом воздухе к внешней оболочке пред"являются гораздо более высокие требова -ния и, наконец, продолжительность службы корабля, несмотря на необходимое увеличение веса по вышеуказанным причинам, значительна сокращается от швартования к мачте.
На самой верфи, а также на крупнейших воздушных гаванях, при крупных сменах частей и при большом ремонте, а также при Случаях, подобных опи -санному с "Шанандоа" нельзя будет и в будущем обойтись без эллингов.
9. Новейшие достижения и современное положение строительства. X
Широкой публике из новейших достижений более всего стал известен перелет в Америку английского корабля Л 34 в июле 1919 года. Этот корабль при тогдашнем состоянии английской воздухоплавательной промышленности еще значительно уступал в конструктивном отношении германским жестким кораблям. Он имел о б*'ем в 56000 м? и, следовательно, принадлежал к типу 60-ти тонных кораблей; его полезный груз составлял однако только 28.000 клгр., тогда как у немцев в кораблях такой же величины достигалось от 35 до 40.000 клгр.. Корабль окончил полет туда в 4& дня - точно в 108- часов„12мин. и покрыл расстояние в 3130 английских миль или 560 клм.. Этому перелету соответствует поэтому средняя скорость в 52 клм./час..
Для обратного перелета был избран путь несколько южнее почти такой же длины. Продолжительность перелета составила 75 час.,3 мин., средняя ж о -рость была приблизительно 77 клм./час.. Прочие важнейшие данные этого корабля следующие:
Горючее ......... 18 тонн
Масло ............... I
Водяной балласт ..... 3,5 ”
Экипаж............ 4,0
Силовая установка: 5 “Сенбим-йасри” по 275 ИР.
При постоянном использовании около 1000 HP, возможно было предположить среднюю максимальную скорость в 100 клм./ч&с. и, таким образом, продолжительность полета в 5600:100 s 55 часов. Итак,' вполне было возможно преодолеть все расстояние с расходом в 56 х 200 = II200 клгр. горючего. Так как па горючее можно было предста -вить вес в 18 3,5 21*5 тонн, то предпола-
галось перелет туда и обратно совершить бе» при-земленйя между обоими концами. В действительности же приелось, даже несмотря на продолжитель -кость полета, израсходовать весь запас горючего пр? полете туда* хотя большие участки пути проходились всего на 2-х или 3-х моторах. Опубликованный генералом Мейтландом бортовой журнал отмечает наивысшую скорость при полете туда в
99 клм./час. и экономическую скорость в 72 клм./ час. при 2-х моторах и при содействии попутного ветра в 3,4 м./сек.. В отношении ветра обратный полет был несравненно выгодней; так, например, во второй день насчитывали местами до 149 клм./ час, при чем в действии были всего 4 мотора.
Это достижение англичан в перелете еще в ноябре 1917 года было превзойдено военным полетом корабля Цеппелина 104 / JLSS /. Корабль прошел от Ямболи в Болгарии до Хартума на Верхнем Ниле с полезным грузом в 15000 клгр., чтобы доставить нашим бойцам в Африке боевые припасы, медикаменты и личный состав; однако, не дойдя до > цели своего назначения этот корабль был по радиотелеграфу отозван обратно и прибыл благополучно, без промежуточной остановки в исходный пункт,еще снабженный порядочным запасом горючего при своей посадке. Этот корабль об"емом в 68.500 м.Б может быть сравним с английским в 56.000 м.8, так как излишек в 12.500 куб.мт. уравнивается взятым с собой полезным грузом в 15000 клгр.. Германский корабль прошел однако 6700 клм. в 96 часов, т.е. в среднем со скоростью 70 клм./час и при своей
- 195 -посадке был еще в достаточной мере снабжен горючим, выполнив полет при значительно более трудных обстоятелствах во время войны, тогда как при полете английского корабля в Америку ему было оказано полное содействие со стороны английского и американского флота.
Особенно замечателен был далее разведочный полет корабля 90 над Балтийским морем в продол женин 101 часа.
Регулярные пассажирские полеты совершались в *
Германии с 24 августа по 5 декабря 1919 года кораблем "Бодензее". Так как средняя длина перелетов составляла здесь только 500 клм., т.е. рас -стояние, которое считается выгодным как раз для работы аэроплана, то эти полеты не играют значительной роли для характеристики успехов, типичных для воздушных кораблей.
Наконец, "Диксмюнд" - корабль Цеппелина в 68500 мЛ, выданный французами, до свой гибели в декабре 1923 года, находясь на службе французского флота, совершил несколько продолжительных полетов, так что выполнимость полетов в 7000 клм. и более, как и беспрерывный полет воздушного ко-
рабля в течении 100 часов и свило, должны считаться докапанными.
Ие кораблей новейшей конструкции следует упомянуть законченный летом 1923 года в Америке воздушный морской корабль I - более известный под именем "Шенандоа” - затеч также теперь для Америки - в марте 1924 года - заканчиваемый на верфи в фридрихсгасьене корабль
"Шенандоа" был рассчитан, сконструирован и построен в Америке под совместным руководством английских и германских инженеров^ причем некоторые части изготовлялись на верфи "
в Филадельфии, а общая сборке производилась в государственном эллинге в Лакхерсте. Корабль имеет об"ем в 60000 м.8; длину - 207,8 м. и наибольший диаметр - 24 метра* Овободная длина пролета стрингеров составляет 1$12 Ь метре®. Расчаленные шпангоуты находятся в расстоянии 10 метров друг от Друга, это расстояние делится пополам нерас-чаленными промежуточными шпангоутами. В корабле применены только трехгранные фермы. Толщина употребленных для этого профилей колеблется между 0,3 - 2 м/ч. Поясные профиля ферм соединены меи-
- 197 -
ду собой штампованными стягивающими крестами; высота главных стрингеров составляет около 350 м/ы, а промежуточных - 230 м/м. /Эти данные заимствованы из подробного отчета журнала
Hotazd
Следует особенно отметить относительно внешней формы корабля - в нем почти на l/З его дли-
ны вставлена цилиндрическая промежуточная часть. Корабль имеет, следовательно, по всей своей конструкции большое сходство с кораблем в 60 тонн последних лет войны, то же самое и относительно веса всего каркаса, выражающегося в 15 тонн, вес этот, однако, достаточен лишь для военных поле -тов, т.е. для выполнения особых назначений, но никак не для мирных целей и продолжительных полетов, что и доказал уже вышеописанный случай со шварт о вн о й мачт ой.
Второй корабль X hj , построенный по заказу американского правительства в Фридряхсгафене из германских материалов и германскими инженерами, будет вероятно закончен этой весной и сможет со-
вершить летом перелет после выполнения заводских
и приемочных испытаний. х/
х/₽/тагополучный перелет^?# состоялся в октябре 1924г.и много обсуждался в повседневной прессе•
Этот корабль в 70 тонн имеет хорошо обтекаемую форму и несет в 5 гондолах 5 моторов Майбаха по 400 HP, которые сконструированы значительно более прочными, чтобы преодолевать продолжительную работу. Расстояние между главными шпангоутами каркаса сотавляет здесь 15 метров и в каждом отделении находятся два промежуточных шпангоута. Это устройство имеет, как и в большинстве случаев,постройки воздушных кораблей, две стороны: относительно веса это выгодно, относительно же безопасности - менее выгодно, а именно из-sa об"ема и длины баллонетов /Херрера в своем труде о катастрофе 38 приписывает много вины этому устройст-ву/.
В корабле предусмотрено помещение на 30 человек и корабль имеет приспособление для швартования к мачте.
Наконец, упомянем, что не только в Германии, но и в Англии и в Америке, где сейчас, невидимому, господствует "повышение ценности воздушного корабля” обсуждалось и обсуждается большое количество проектов до об”енов от 203000 до 300000 куб. метров.
10. Заключительный обзор недостатков жестких кораблей.
Граф Цеппелин закончил свой доклад в техни-ческом воздухоплавательном обществе летом 1914 года словами:"В начале своего доклада я говорил об опасности воспламенения водорода. Открытие не-воспламеняющегося, хотя и несколько менее легкого газа для наполнения баллонетов не исключено. Уже по этой причине не следует бросать постепенное развитие воздушных кораблей до таких разме -ров, чтобы они смогли поддерживаться’также и несгораемым газом.”
Д-р Экэнер пишет в феврале 1924 года:"Воздухоплавание имеет еще 2 слабых пункта: пожарную опасность и трудность ввода корабля в эллинг при сильном ветре".
Эти выражения двух значительнейших представителей жесткого кораблестроения, да еще на таком промежутке времени, не требует дальнейших комментарий.
Как обстоит дело с гэлием? Этот вопрос кажется одним ив претиворечив®йшпх в этой столь про -/
- zoo
грессирующей области промышленности. Ни одна за
метка о состоянии гелиевого вопроса в иеостран -ной и немецкой литературе не высказывается ясно и определенно о том, наполняются ли уже действительно американские воздушные корабли гелием* х/
С уверенностью можно оказать» что рано или поздно придется считаться с существованием гелиевых кораблей, какого будет тогда достижение жестких кораблей?
Тайный советник Шютте так высказывается об этом вопросе: "Конструкция жестких кораблей не *•
подлежит изменениям при употреблении гелия. Гелий хотя и дает несколько меньшую подиемную силу,
но абсолютная безопасность от взрыва и пожара делает этот незначительный ущерб ничтожно малым. /См. " * от апреля 1922 года,
Под”емные коэффициенты водорода и гелия в химически чистом состоянии следующие:
Г*293 1,293
- 0,0896 0,178
Z,2034 у водорода
1,1X5 у гелия.
х/Как автору тем временем было лично сообщено командиром Лэнсдоун’’ом "Шанандоа”, а также и несколько малых кораблей наполнены гелием.
На практике потеря под”емной силы выразится в 7-S/b /Зюринг считает в "Медебек”©" 9/10 подъёмной силы при наполнения гелием/.
В корабле Шютте-Ланц с подъемной силой в 60 тони, вес внешней оболочки составит 1870 клг.» вес баллонетов 3380 клгр.* вместе 5250 клгр*, или 8,7$. Наполнение жестких кораблей гелием имело бы значение, равное с удвоением веса баллонетов и внешней оболочки.
Далее» в таком корабле вес каркаса состав -
лял 12900 клгр.. Наполнение гелием имело бы значение, равное повышению веса каркаса на 40$* Если с одной стороны при новых шюттовских конструкциях трубчатых ферм выгадывается значительный вес каркаса в 20-30^> - а это в аэрокорабле», строении действительно громадная выгода,- то абсолютной противоположностью является, с другой стороны* утверждение, что увеличение веса каркаса на 40/> будет лишь "несколько меньшей под"©мной силой" или "незначительные” ок дш£е "ничтожно малым ущербом”.
Критику этих парадоксов я спокойно представ-
ляю специалисту читателю.
Возникает вопрос, в состоянии ли вообще жесткий корабль позволить себе подобное увеличение груза. Новый американский корабль Цеппелина, который в скором времени будет -окончен е Фридрих -сгафене, имеет для полета черев Атлантический океан помещения на 30 человек и для богажа; 3000 клгр. составили бы в корабле в 70 тонн около 4--5$ от подъемной силы /По новейшим сообщениям директора Дюрра при дальних перелетах речь идет только о 20 пассажирах/.
Инженер Дюрр, признанный представитель жестких кораблей и директор концерна Цеппелина, говорит б новом "Медебеке”:
’’Что, например, Цеппелин в 100000 и.3 сыожет переправить через северную часть Атлантики 40 человек с богажем в 2-3 дня, настолько само собой понятно, что объяснения к этому излишни”.
Эти 40 пассажиров вместе с багажом составляют, приблизительно, 4000 клгр. или 2&$ от подъемной силы корабля.
Я ставлю поэтому вопрос, может ли какая либо система воздушных кораблей, которая в экономическом смысле несет дающий доход полезный груз нетто
в 4-5$, допустить перегрузку в двойном размере, благодаря наполнению гелием?
Так как в специальных кругах известно, что автор много лет работал в этой области и, до выяснения вопроса о гелии, стоял за устройство покрытия с азотом, то укажем здесь, что в тогдашнем военно-опытном отделе еще до войны и во время нее были произведены самые тщательные опыты с азотной защитой в воздушных кораблях. Заключение этого учреждения, которое как таковое, могло производить опыты самым об"ективньш образом, имеется у автора и представляет, как это видно из следующих слов» живейший интерес:
"Несмотря на всеобще© признанное благотвор -ное действие азота как газа, предотвращающего опас ность пожара и взрывов, все же после несчастного взрыва не были приняты все меры для практя -ческого применения этого благотворного свойства азота в целях обеспечения воздушных кораблей. Причиной этому являлось то соображение,, что для устройства подобной азотной защиты, при имеющихся в то время системах воздушных кораблей, требовалась бы совершенно новая конструкция, и построй
ку воздушных кораблей пришлось бы обосновать на совершенно новых началах^"
И?.к инженер практик, автор придерживается, о однако, то'го мнения, что в жестких кораблях вог-можно устроить такую азотную ващлту, не нагружал корабль в такой мере, как прт наполнении его гб-лием.
Обратим внимание еше на каркас, его раввитяе, его материал и вес.
Что корабльj предназначенный для воздушных сообщений должен бить солидней и надежней, чем кораоль - для узко ограниченных военных целей, рал умается само собой, Автор уже несколько лет настаивает на том, что жесткий пассажирский ко -рабль длд дальних перелетов будез? si должен иметь другие весовые соотношения, чем военные корабли нашего времен®. Это mhchw hq. односторонне, оно поддерживается как Парсе вале?*, так даже ж д-рсм Вкеяэроа в его новейших работах /сю.“Гибель Ди-ксшсда" и "Тайка Диксшзда* в от
января ГЭЯ^ года/.
Волыпо£ вопрос в том, находится л® развитие жесткого корабля на верном пут® при все расту «
щем использовании материала; потону что чем тоньше и легче поддающийся усилиям внешний каркас,
тем менее он может противостоять местным нагрузкам и толчкам- которых следует опасаться, оссбен-«
но в момент приземления. Разумеется, большая трубчатая ферме, идеальная для восприятия в общей сложности действующих на корабль продольных изгибающих моментов, но появляются напряжения по окружности, которые требуют особенный местный запас прочности. Херрара сообщает в своей статье, о которой упоминалось унэ в статическом отделе, до поводу катастрофы с Л 38."Во время постройки поломались некоторые стрингера, ь то время, как на них опирались рабочие, при налогненяи полет-лиев опять другие стрингера, а при пробном полете каркас оказался слишком слабо сконструированным и требовал местами ремонта и усиления
В связи с этим очень цэнны два сочинэнип приф, Бауманаа и д-ра Зеегаге в особой тетради "Воздухоплавание и техника" журнала * X.eitscAu./% fat
26 февраля 1924 года. Проффесор Бауманн в своем сочинении *
ОТ
пишет: "Что подобное перерождение структуры представляет собой некоторую опасность» особенно»если оно зашло слишком далеко, ясно как день... Остается открытый вопрос до какого предела износа и перерождения строительного материала целесообразно со временем дойти и не предпочесть ли лучше употребление для этой цели там, где это представится возможным, более легких и полностенных ферм. Во всяком случае, придется откаваться от чисто шарнирной конструкции в тех местах^, где прикрепляются силовые установки и их части. Здесь важно создать не только прочный фундамент для сосредото -чанной нагрузки, но и следить за тем, чтобы не -которые фундаментные балки под влиянием инерционных усилий не приходили бы в недопустимое сотрясение. Важно, кроме того, связать возможно большую массу общей конструкции и воспользоваться ею как противовесом для находящихся в движении масс силовой установки".
Бауманн кроме того обращает внимание на большое влияние бокового закрепления посредством жесткой заклепки,. которая при нормальном напряжении является излишней, здесь же при сильной
- 2С7 -
нагрузке материала может стать рашающей; наконец, он указывает на большое влияние боковых закрепи© ниЛ, которые гогут противостоять сотрясениям.
Последнее явление тесно связано у воздушного корабля /как и у аэроплана/, с работой мотора, а также с толчками при приземлении.
Д-р Зеегазе также указывает в своей статье " гигЛ secne”
на "невыгоду этого тонкого внешнего каркаса с очень незначительным местным запасом прочности" и предостерегает о допущении косности в развитии.
Автору доставляет особенное удовлетворение то обстоятельство, что ему не приходится’ переучиваться в этом отношении, что он сам придерживался этого хода мыслей уже несколько лет тому назад в публичных й частных выступлениях, устных и письменных.
Автору известно по обстоятельным беседам с мааром Скоттом, пилотом /Е 31 при американском перелете и в то же время инженером с выдающимися специальными познаниями, что в Англии, особенно, по вышеуказанным причинам не развивают
- «os -далее жесткий корабль по прежним установившимся отправным линиям. Вследствие того факта, что каркас в своей теперешней форме и со своими теперешними возможностями в отношении прочности не соответствует Требованиям, предъявленным к современному пассажирскому кораблю для длительных перелетов и, основываясь на подробном расследовании, возбужденном правительством о катастрофе с 38, теперь господствует следующее первейшее требование к кораблям всех типов:
Создание достаточно прочного и неизменяемо- I го каркаса для всех случаев нагрузки во время полета и приземления.
Остальные слабые пункты воздухоплавания в достаточной степени обрисованы в предыдущих главах, но не может быть никакого сомнения, что они все когда нибудь не будут преодолены, даже и не только нами, немцами. Время преувеличенной обидчивости» кажется* у нас миновало, так как в своих статьях о "Шанандоа" и *’Диксмюд*’е’’ д-р Экэнер к Шерц с похвальной откровенностью описывают еще имеющиеся недостатки воздухоплавания /см. и ” от января и февраля 1954
гада/.
Нам кажется, что нельзя лучше закончить, как последними фразами этих статей:
"Согласитесь сами, что нам, немцам, приписывали далеко не худшее качество - способность об"активного и реального суждения даже в тех случаях, когда нам приходилось тяжело. Если вообще верить в то, что воздушный корабль окажется когда-либо пригодным средством мирового сообщения, то нужно признать или даже приветствовать серьезные стремления других наций к накоплению'собственного опыта в этой области".
Конец
ОГЛАВЛЕНИЕ .
Конструктивная часть.
—------------------- Стр.
I. Воздушные корабли Цеппелина и постройка их до и во время войны . .................... 3-
2. О жестких кораблях верфей гШютте-Ланц" . ..16.
3. Возможности развития............... . ..2/4.
Д. Дистанции, поденные грузы и зависимости от скорости .......................31-
В. Повышение качества вследствие улучшения формы корабля.......................35-
С. Влияние улучшения коэффициента полезного действия винта, веса мотора, передачи и горючего на качество корябля..• 3$.
Д. Влияние увеличения размеров на повышение качества корабля................1&ч
4. Общая конструкция постройки и конструктивные подробности ....................
5. Постройка ферк и каркаса и их раазитие ......................................
Статическая часть, о*. • да » » * м« а.
6. Практическая аэродинамика . . . . . . . . ЙО. 7- Статика жестких кораблей. . .101.
А. 0 нарушениях равновесия ....... ЮЗ.
В. Сопротивление корпуса корабля .... -[08.
С. Напряжение корпуса корабля при наполнении....................... ... 13*1.
Д. Доказательство напряжения в расчаленном, прокодящэм по всей длине корабля стрингера . . . .14 b.
£. 0 напряжениях шпангоута..........
t* Дальнейшие метода расчета *....„ 111.
Заключительная часть. W чж * да*. да. да*, ада да. ** «к «в j* * да «* да да«
8. Эллинговый вопрос и швартовная мачта ...... , . .......................
9. Новейшие достижения и положение строительства *-••.».*>............. 1$%.
10» Заключительный обвор недостатков
жестких кораблей ............ 199.