|
|
Красная звезда 1935 № 159, 12 июля 1935
Стратостат-парашют
В основу была положена мысль: максимально использовать парашютирующее действие оболочки стратостата, конструктивно оформив ее так, чтобы она при спуске превращалась в своеобразный парашют. При этом, конечно, имелось в виду, чтобы момент образования парашюта не сопровождался ударом (рывком), как это бывает у обычных парашютов.
Если превращение в парашют сопровождалось бы ударом, то в материале появились бы напряжения, превышающие расчетные допускаемые, и авария была бы неминуема.
Для придания системе устойчивости (чтобы избежать раскачивания при образовании парашюта) необходимо какое-то дополнительное приспособление, удерживающее конструкцию от раскачивания.
В результате целого ряда экспериментальных работ и предварительных расчетов оказалось, что обыкновенный сферический аэростат, снабженный дополнительными органами устойчивости и управления, может легко при спуске превратиться в парашют.
Конструкция стратостата-парашюта заключается в следующем. Вдоль вертикальной оси стратостата, имеющего в выполненном виде форму шара, проходит матерчатая труба (шахта), снабженная системой специальных тяжей. Назначение этих тяжей такое: при сокращении об'ема водорода в шаре сокращать по своей длине и шахту. Так как верхний конец шахты, будучи закреплен у верхнего полоса шара, остается неподвижным, то нижний конец, вследствие воздействия тяжей, подтягивается кверху и увлекает за собой нижнюю полусферу шара, превращая ее таким образом постепенно в парашют. Темп образования парашюта, т.е. увеличение его купола, зависит от темпа об'емного сокращения водорода. Сокращение об'ема водорода происходит вследствие его охлаждения и изменения давления воздуха при спуске. Так как по этим причинам об'ем газа может сократиться только в какой-то значительный промежуток времени, то, естественно, и образование парашюта происходмт медленно и плавно.
Благодаря наличию специального шторочного клапана автоматического действия, регулирующего сверхдавление внутри шара превращение системы в парашют проиходит автоматически. При помощи этого же клапана можно удержать стратостат на определенной высоте, произвести нужные исследования, затем подняться или опуститься на другую высоту и так далее.
При разработке этой конструкции предусматривался и случай полной потери водорода (при достижении больших высот). Дело в том, что на высотах, превышающих 22 километра, еще неизвестны условия, в которых работает материал, глазным образом применяемый для оболочек стратостата, так называемая баллонная прорезиненная материя. Возможно, что на больших высотах солнечные лучи, главным образом ультрафиолетовые, и повышение температуры при нагреве части оболочки, обращенной к солнцу, могут повлечь за собой сильную утечку газа. Для того, чтобы и при полной потере водорода спуск оказался безопасным, стратостат снабжен весьма несложными приспособлениями, позволяющими сохранить полюсное отверстие и превратить верхнюю сферу полушара также в парашют.
Чтобы начать спуск с большой высоты, стратонавт достаточно выпустить небольшое количество газа через специальный маневровый клапан. Стратостат пойдет на спуск. Для уменьшения скорости спуска обычно сбрасывается балаcт. Здесь же стратонавту не приходится дрожать за каждый килограмм балласта, так как автоматическое превращение в парашют своевременно замедляет спуск до нормальной скорости. Даже при полной потере газа и при полном отсутствии балласта скорость спуска не превышает 3-5 метров в секунду.
В настоящее время для проверки всех расчетов научно-исследовательский отдел Дирижаблестроительного учебного комбината построил летающую модель стратостата-парашюта в 1850 куб. метров. Модель может поднять двух человек на высоту 5 тысяч метров.
Красная звезда 1935 № 180, 6 августа 1935
Модель стратостата-парашюта выдержала испытание
превратившаяся в парашют. Снимок пилота Лысова.
Весь ход экспериментального полета полностью совпал с расчетами и предположениями творцов летающей модели.
Пилоты Модестов и Лысов поднялись на высоту 5 200 метров, а затем, путем выпуска газа превратив оболочку модели в парашют, пошли на снижение.
Посадка целиком подтвердила блестящие свойства парашютирующей системы. Приземление было настолько мягким, что аморттизатор корзины не только не разрушен, но даже не помят. Скорость снижения колебалась от 4 до 5 метров в секунду.
Экспериментальный полет доказал, что идея создания стратостата, который независимо от внешних условий и высоты в любую минуту может быть превращен в парашют, полностью себя оправдала.
Полет доказал также, что впервые в истории воздухоплавания на аппарате без мотора пилоты могут летать по горизонтальной прямой, удерживая аппарат все время на одной и той же высоте.
Лобов, Пригоникер
Рассказ пилотов Модестова и Лысова
У нас обоих за плечами около 80 полетов на аэростатах, и все же наш полет 5 августа мы считаем первым полетом. Ведь мы впервые поднялись в воздух не на обычном сферике, а на модели стратостата-парашюта.
Туман сопровождал нас при взлете, но уже на высоте 50 метров туман совершенно исчез. Видимость была отличная. Модель с стратостата-парашюта спокойно забирала высоту. В течение 15 минут мы уже достигли высоты 2 200 метров. Начали сбрасывать балласт, аппарат стал подыматься выше. После старта прошло уже два часа. Высота 5 200 метров.
На высоте 2 000 метров мы двигались с максимальной скоростью 40 километров в час; на высоте 5 000 метров скорость сниа зилась до 10 километров в час.
После того, как достигли высоты 5 200, мы решили итти на спуск. Сильным рывком клапана выпустили 160 кубических метров газа. Аппарат быстро пошел вниз со скоростью 5 метров в секудну. Тотчас же началось образование парашюта. Когда снизились до 4 000 метров, мы почувствовали, что спуск замедляется, значит все идет хорошо - парашют действует. С высоты 1 800 метров начали сбрасывать баласт, парашютирование продолжалось.
На высоте 100 метров аэростат уравновесился на конце гайдропа. Под нами была прекрасная посадочная площадка. А из деревни уже бежали колхозники, детвора. Несколько человек схватили за гайдроп и начали подтягивать нас книзу. Как только корзина коснулась земли, парашютирование прекратилось, и оболочка под действием своей собственной тяжести стала медленно опускаться на землю. Таким образом, спуск был все время парашютирующим.
В воздухе мы находились 2 часа 29 минут, выполнив задание на продолжительность полета с точностью до 1 минуты.
Красная звезда 193 № 234, 9 октября 1935
Второй полет аэростата-парашюта
Научный сотрудник Дирижаблестроительного учебного комбината (ДУК) имени К. Э. Циолковского тов. Т.М. Кулиниченко разработал проект стратостата, который при спуске превращается в парашют. (Подробное описание конструкции стратостата-парашюта помещено 12 июля в "Красной звезде" № 159).
Научно-исследовательский отдел ДУК приступил осуществлению этого проекта, построив модель стратостата-парашюта системы Кулиниченко об'емом 1 850 куб. метров.
Состоявшееся два месяца назад первое летное испытание этой модели полностью оправдало все расчеты конструктора. В последнее время в конструкцию был внесен ряд усовершенствований.
Третьего дня состоялся второй полет модели стратостата-парашюта (аэростат "BР-24"). Пилотировали аэростат пилоты тт. С. Модестов и В. Лысов.
Ниже мы печатаем статью пилота B. Лысова о полете.
6 октября в 8 часов утра аэростат-парашют "ВР-24" поднялся в воздух со скоростью 2 метров в секунду. С этой скоростью мы поднимались до высоты 2 800 метров. На этой высоте оболочка выполнилась. Тов. Модестов сбросил 40 килограммов балласта. Спустя 38 минут после старта, мы достигли высоты 3 600 метров. Термометр показывал 5° Сбросили еще балласт. Аппарат поднялся выше.
Наконец мы достигли высоты 5 000 метров. На борту осталось 210 килограммов балласта. Бортовые часы показывают 9 часов 36 минут. Температура - 3°. Но нам очень жарко. Снимаем шлемы. Самочувствие хорошее. Пьем горячий кофе и едим шоколад.
В 9 час. 45 минут идем на спуск. Необходимо проверить парашютирование на малых и больших перегрузках. Открываем верхний клапан.
Создаем небольшую перегрузку (перегрузка - сила, тянущая аэростат вниз). Сразу же нижняя часть оболочки втянулась во внутрь. Мы убедились, что на незначительной скорости превращение оболочки в парашют хорошее. Даем еще хлопок верхним клапаном. Скорость спуска - два метра в секунду. Так спускались до 3 000 метров. На этой высоте тов. Модестов открывает нижний клапан.
Перегрузка составляет 400 килограммов. Происходит резкое увеличение скорости - до 7 метров в секунду. Но динамического удара, от которого могут разрушиться оболочка и подвеска, не последовало. Конструктор тов. Кулиниченко предусмотрел это.
Нижняя часть оболочки автоматически при выпуске газа поднимается к верхней половине. Этим создается плавность перехода на полное парашютирование. С 7 метров в секунду скорость спуска плавно уменьшилась до 4 метров.
Посадку мы совершили со скоростью 4 метров в секунду. Удара совершенно не чувствовали. Все приборы и материальная часть оказались в полной сохранности. 210 килограммов балласта осталось в корзине. С высоты 5 000 метров до самой посадки мы не израсходовали ни одного килограмма балласта.
Аэростат-парашют еще раз показал свои прекрасные качества.
Пилот В. Лысов
Красная звезда 1937 № 199, 29 августа 1937
Полет аэростата-парашюта
Сегодня под Москвой предполагается дать старт аэростату-парашюту. На нем полетят - пилот А. Фомин и инженер М. Волков.
Аэростат-парашют является моделью стратостата-парашюта, конструкция которого разработана научным сотрудником Дирижаблестроительного учебного комбината имени К. Э. Циолковского Т.М. Кулиниченко. Об'ем модели - 1 850 кубических метров. Она может поднять в воздух двух человек на высоту 5 000 метров.
Первый полет на аэростате-парашюте был совершен два года назад. В полете система полностью оправдала все расчеты и хорошо выдержала испытания.
Прошлые полеты на аэростате-парашюте показали, что образование парашюта происходит плавно и медленно.
В настоящее время в конструкцию внесен ряд усовершенствований, исключающих вредное влияние низких температур на нормальную работу тяжей.
Инж. Я. Пригоникер
Вечерняя Москва 1937 № 219, 23 сентября 1937
Аэростат - парашют Полет тт. Попова И Фомина
Сегодня утром из дирижабельного порта отправились в полет на сферическом аэростате воздухоплаватели тт. Попов и Фомин.
Аэростат, на котором они полетели, - новой конструкции тов. Кулинченко. Его объем - 1 800 куб. метров (куда-то делись 50 м3 - прим.ред.). Это - безопасный аэростат. Обычно, чем выше поднимается аэростат, тем опаснее спуск, который тормозится балластом, выбрасываемым из корзины. Аэростат конструктора Кулинченко обладает особым свойством: при спуске он автоматически превращается в парашют и благодаря этому вне зависимости от балласта плавно слускается.
Воздухоплаватели тт. Попов и Фомин сегодня совершают очередное испытание парашютирующих свойств аэростата Кулинченко. Они намереваются подняться на высоту 5-6 тысяч метров и, осуществив намеченные задания и выпустив часть газа, снизиться, не прибегая к помощи балласта.
Отправились сегодня в тренировочные полеты также воздухоплаватели Дирижаблестроя на четырех аэростатах разных объемов.
Для полноты картины уместно процитировать Полеты в стратосферу в СССР в 1930-е гг. Ю.О. Дружинина и Д.А. Соболева:
[...] Гибель "Осоавиахима-1" побудила многих советских изобретателей обратиться в Комитет по изучению стратосферы, созданный при Центральном совете Осоавиахима, с предложениями по созданию более надежных конструкций стратостата. Всего в комитете было рассмотрено более 200 таких предложений, многие из которых оказались либо не новыми, либо неосуществимыми. Особенно актуальной оставалась задача обеспечения безопасного спуска стратостата. [...]
[...] Но более практичной оказалась идея стратостата-парашюта, нашедшая воплощение в конструкциях Лебедева и Кулинченко. Обе эти конструкции были реализованы в моделях, но полноразмерный стратостат был построен только по проекту Т.М. Кулинченко. Этот замысел родился не на пустом месте. В период становления воздухоплавания из-за несовершенства газовых клапанов, а иногда просто их отсутствия, неоднократно происходил разрыв оболочки аэростата, который, однако, в отдельных случаях не приводил к гибели воздухоплавателя, так как разорванная оболочка случайно принимала форму парашюта.
Принцип конструкции стратостата-парашюта заключался в следующем. Вдоль вертикальной оси баллона стратостата проходит полая матерчатая труба-шахта. Верхний и нижний концы шахты присоединяются к раструбам баллона. Вследствие наличия раструбов баллон в выполненном состоянии имеет форму шара, срезанного у полюсов. В цилиндрической части шахты установлены жесткие поперечные кольца. Они воспринимают давление газа, наполняющего оболочку, и всегда держат шахту открытой для прохода сквозь нее воздуха. Поэтому, подобно полюсному отверстию парашюта, шахта способствует устойчивости спуска стратостата. По периметру шахты внутри баллона проходят специальные стяжки, изготовленные из резинового шнура. Когда баллон выполнен (имеет форму шара), шнуры предельно растянуты. При снижении стратостата, по мере уменьшения степени выполнения, шнуры сокращаются и подтягивают низ оболочки кверху. В определенный момент снижения стратостат принимает вид огромного парашюта. Обращение оболочки в парашют происходило не только от действия резиновых шнуров: нижний срез оболочки имел значительную поверхность, и динамическое давление на нее воздуха при снижении стратостата также поднимало бы низ оболочки.
Советские конструкторы, учтя опыт постройки отечественных и зарубежных стратостатов, при разработке стратостата-парашюта провели беспрецедентный объем предварительных исследовательских работ. Для выяснения нагрузок, действующих на оболочку аэростата, построили модель в масштабе 1:30, на которой провели гидростатические испытания. Кроме того, произвели продувки в аэродинамической трубе деревянных моделей, соответствующих степеням выполнения оболочки 100, 75, 38 и 2,2%. Формы оболочки аэростата-парашюта изучались также на модели, изготовленной из бодрюша. Для более полной проверки конструкции стратостата-парашюта построили его летающую модель АП-1, полный объем ее оболочки составлял 1850 м3, а газовый объем (полный объем минус объем шахты и раструбов) — 1685 м3.
Наземные испытания этого аэростата предназначались для определения форм оболочек в зависимости от степени ее выполнения, изучения характера складок нижней части оболочки и для выяснения возможности трения этих складок. Возникло опасение, что складки в случае быстрого снижения могут расправиться с опасным ударом. Оказалось, что даже в наиболее неблагоприятном случае складки материи были невелики и расправлялись они плавно. Испытания также показали, что при взлете нижняя часть оболочки относительно верхней должна перемещаться без трения, причем в складках материи не должны были возникать опасные напряжения.
5 августа 1935 г. в Москве состоялся первый полет АП-1 (СССР ВР-24, см. выше Красная звезда 193 № 234 - прим.ред.) с воздухоплавателями Лысовым и Модестовым. Поднявшись на высоту 5000 м, они открыли на 6 секунд клапан и аэростат начал снижаться со скоростью 5 м/с. Но сразу же началось образование парашюта, и скорость упала до 3,5 м/с. Между 4000 и 3000 м клапан был открыт еще на 1,5 секунды. После некоторого нарастания скорость снова уменьшилась до 3 м/с, и баллон принимал все более близкую к парашюту форму. При парашютировании вся система была устойчивой, не замечалось колебаний, раскачиваний или перекоса шахты. Согласно заданию с высоты 1800 м снижение тормозилось сбрасыванием балласта. Полет показал, что аэростат хорошо парашютирует, но выявил ряд недостатков конструкции, главным образом неточную работу специального клапана шахты.
6 октября 1935 г. аэростат поднялся вновь с тем же экипажем, имея на борту 470 кг балласта. Баллон выполнился на высоте 3000 м. Дальнейший подъем происходил за счет балласта, на высоте 5000 м его осталось 210 кг. Здесь на 20 секунд открыли клапан выпуска газа. Спуск происходил очень медленно. При скорости снижения 1,5-2 м/с снизу материя провисала, образуя складки. На высоте 3600 м маневровый газовый клапан был вновь открыт на 15 секунд, после чего скорость снижения на короткое время возросла до 7 м/с. От 3500 до 2000 м снижение шло со скоростью 5-4 м/с, а с 2000 м до земли приборы показывали скорость 4-3,5 м/с. Балласт при спуске не расходовался совершенно.
На втором аэростате АП-2 с опознавательными знаками "СССР ВР-24" в августе 1937 г. и сентябре 1938 г. (видимо опечатка, см. выше Вечерняя Москва 1937 № 219 - прим.ред.) совершили два испытательных полета. Первый — на высоту 4600 м, второй — 3100 м. Оба полета провели инженер М.И. Волков и воздухоплаватель А.А. Фомин (в прессе другой состав: Волков и Фомин - в августе, Попов и Фомин - в сентябре, см. выше Красная звезда 1937 № 199 и Вечерняя Москва 1937 № 219 - прим.ред.). На предельной высоте подъема экипаж давал аэростату при помощи клапана большую перегрузку, но снижение происходило нормально, балласт совершенно не расходовался, а оболочка принимала хорошо парашютирующие формы.
Благодаря успешным испытаниям моделей стратостата-парашюта системы Т.М. Кулинченко стала возможной постройка настоящего стратостата — СССР ВР-60 "Комсомол" (СП-2). Несколько студентов дипломного курса Дирижаблестроительного института (в их числе был М.И. Волков — будущий член экипажа) взяли стратостат-парашют темой своих дипломных работ. [...]
|
