Дирижабль [а] — это тип аэростата или летательного аппарата легче воздуха , который может перемещаться по воздуху с помощью собственной тяги . [1] Аэростаты используют подъемную силу подъемного газа , который менее плотен , чем окружающий воздух, для достижения подъемной силы, необходимой для удержания в воздухе.
В ранних дирижаблях в качестве подъемного газа использовался водород из-за его высокой подъемной силы и доступности, но присущая ему воспламеняемость привела к нескольким смертельным случаям, из-за которых водородные дирижабли устарели. Альтернативный подъемный газ, гелий , не воспламеняется, но встречается редко и относительно дорог. Значительные объемы были впервые обнаружены в Соединенных Штатах , и некоторое время гелий был доступен для использования в дирижаблях только в Северной Америке . [2] Большинство дирижаблей, построенных с 1960-х годов, использовали гелий, хотя некоторые использовали горячий воздух . [b]
Оболочка дирижабля может образовывать газовый мешок или может содержать ряд заполненных газом ячеек. Дирижабль также имеет двигатели, экипаж и, опционально, также размещение полезной нагрузки, обычно размещаемое в одной или нескольких гондолах, подвешенных под оболочкой.
Основными типами дирижаблей являются нежесткие , полужесткие и жесткие дирижабли . [3] Нежесткие дирижабли, часто называемые «дирижаблями», полагаются исключительно на внутреннее давление газа для поддержания формы оболочки. Полужесткие дирижабли сохраняют свою форму за счет внутреннего давления, но имеют некоторую форму поддерживающей конструкции, например, фиксированный киль, прикрепленный к нему. Жесткие дирижабли имеют внешний структурный каркас, который поддерживает форму и несет все структурные нагрузки, в то время как подъемный газ содержится в одном или нескольких внутренних газовых баллонах или ячейках. [4] Жесткие дирижабли впервые были подняты в воздух графом Фердинандом фон Цеппелином , и подавляющее большинство построенных жестких дирижаблей были изготовлены фирмой, которую он основал, Luftschiffbau Zeppelin . В результате жесткие дирижабли часто называют цеппелинами . [5]
Дирижабли были первыми летательными аппаратами, способными к управляемому двигателю, и наиболее часто использовались до 1940-х годов; их использование сокращалось, поскольку их возможности были превзойдены возможностями аэропланов. Их упадок был ускорен серией громких аварий, включая крушение и возгорание британского R101 во Франции в 1930 году, крушения в 1933 и 1935 годах, связанные со штормом, двух авианосцев ВМС США с гелиевым наполнением, USS Akron и USS Macon соответственно , и возгорание в 1937 году немецкого водородного Hindenburg . С 1960-х годов гелиевые дирижабли использовались там, где возможность зависать в течение длительного времени перевешивает необходимость в скорости и маневренности, например, в рекламе, туризме, на платформах для камер, в геологических изысканиях и при воздушном наблюдении .
В первые годы аэронавтики такие термины, как «дирижабль», «воздушный корабль», «воздушное судно» и «корабль воздуха» означали любой вид управляемого или управляемого летательного аппарата. [6] [7] [8] [9] [10] [11] В 1919 году сообщалось, что Фредерик Хэндли Пейдж имел в виду «воздушные корабли», а меньшие пассажирские типы — «воздушные яхты». [12] В 1930-х годах большие межконтинентальные летающие лодки также иногда называли «воздушными кораблями» или «летающими кораблями». [13] [14] В настоящее время термин «дирижабль» используется только для управляемых аэростатов с двигателем, а подтипы классифицируются как жесткие, полужесткие или нежесткие. [3] Полужесткая архитектура появилась позже, после достижений в области деформируемых конструкций и необходимости уменьшения веса и объема дирижаблей. Они имеют минимальную структуру, которая сохраняет форму совместно с избыточным давлением газовой оболочки. [15] [16]
Аэростат — это летательный аппарат , который держится в воздухе, используя плавучесть или статическую подъемную силу, в отличие от аэродина , который получает подъемную силу, перемещаясь по воздуху. Дирижабли — это тип аэростата. [3] Термин аэростат также использовался для обозначения привязанного или зашвартованного воздушного шара в отличие от свободно парящего воздушного шара. [17] Сегодня аэростаты способны поднимать полезную нагрузку в 3000 фунтов (1400 кг) на высоту более 4,5 километров (2,8 миль) над уровнем моря. [18] Они также могут оставаться в воздухе в течение длительного времени, особенно при питании от бортового генератора или если трос содержит электрические проводники. [18] Благодаря этой возможности аэростаты могут использоваться в качестве платформ для телекоммуникационных услуг. Например, в 2001 году корпорация Platform Wireless International объявила, что будет использовать привязной воздушный груз весом 1250 фунтов (570 кг) для доставки услуг сотовой связи в радиусе 140 миль (230 км) в Бразилии. [19] [20] Сообщается, что проект Европейского союза ABSOLUTE также изучает возможность использования привязных аэростатных станций для предоставления телекоммуникаций во время реагирования на стихийные бедствия. [21]
Дирижабль — нежёсткий аэростат. [22] В британском использовании он относится к любому нежёстким аэростатам, включая заградительные аэростаты и другие воздушные змеи , имеющие обтекаемую форму и стабилизирующие хвостовые плавники. [23] Некоторые дирижабли могут быть силовыми дирижаблями, как в ранних версиях Goodyear Blimp . Более поздние дирижабли Goodyear, хотя технически и были полужёсткими дирижаблями, всё ещё назывались компанией «дирижаблями». [24]
Термин «цеппелин» изначально относился к дирижаблям, производимым немецкой компанией Zeppelin Company , которая строила и эксплуатировала первые жесткие дирижабли в начале двадцатого века. Аббревиатура LZ, от Luftschiff Zeppelin (по-немецки «дирижабль Цеппелин»), обычно предшествовала серийным идентификаторам их летательных аппаратов.
Обтекаемые жесткие (или полужесткие) [25] дирижабли часто называют «Цеппелинами» из-за известности, которую эта компания приобрела благодаря количеству произведенных ею дирижаблей, [26] [27] хотя ее ранним конкурентом была полужесткая конструкция Парсеваля .
Гибридные дирижабли летают с положительным аэростатическим вкладом, обычно равным пустому весу системы, а переменная полезная нагрузка поддерживается за счет тяги или аэродинамического вклада. [28] [29]
Дирижабли классифицируются по способу их изготовления на жесткие, полужесткие и нежесткие типы. [3]
Жесткий дирижабль имеет жесткий каркас, покрытый внешней оболочкой или оболочкой. Внутри находится один или несколько газовых баллонов, ячеек или воздушных шаров для обеспечения подъемной силы. Жесткие дирижабли, как правило, негерметичны и могут быть изготовлены практически любого размера. Большинство, но не все, немецких дирижаблей Zeppelin были этого типа.
Полужесткий дирижабль имеет некую опорную конструкцию, но основная оболочка удерживается в форме внутренним давлением подъемного газа. Обычно дирижабль имеет удлиненный, обычно сочлененный киль, проходящий вдоль нижней части оболочки, чтобы предотвратить ее перегиб посередине путем распределения нагрузок подвески в оболочке, а также допуская более низкое давление оболочки.
Нежесткие дирижабли часто называют «дирижаблями». Большинство, но не все, американских дирижаблей Goodyear были дирижаблями.
Нежесткий дирижабль полностью полагается на внутреннее давление газа, чтобы сохранять свою форму во время полета. В отличие от жесткой конструкции, газовая оболочка нежесткого дирижабля не имеет отсеков. Однако он все еще обычно имеет меньшие внутренние мешки, содержащие воздух ( баллонеты ). По мере увеличения высоты подъемный газ расширяется, и воздух из баллонетов вытесняется через клапаны, чтобы поддерживать форму корпуса. Чтобы вернуться на уровень моря, процесс обратный: воздух нагнетается обратно в баллонеты путем зачерпывания воздуха из выхлопа двигателя и использования вспомогательных нагнетателей.
.jpg/1280px-Usn-airships_(cropped).jpg)
Сама оболочка представляет собой структуру, включающую текстиль, который содержит плавучий газ. Внутри обычно размещаются два баллонета в передней и задней части корпуса и содержат воздух. [30]
Проблема точного определения давления на оболочку дирижабля до сих пор остается проблематичной и увлекала крупных ученых, таких как Теодор фон Карман . [31]
Несколько дирижаблей были обшиты металлом , с жесткими и нежесткими образцами. Каждый тип использовал тонкую газонепроницаемую металлическую оболочку, а не обычную покрытую резиной тканевую оболочку. Известно, что было построено всего четыре обшитых металлом корабля, и только два из них действительно летали: первый алюминиевый жесткий дирижабль Шварца 1893 года рухнул, [32] в то время как его второй летал; [33] нежесткий ZMC-2, построенный для ВМС США, летал с 1929 по 1941 год, когда он был списан как слишком маленький для оперативного использования в противолодочных патрулях; [34] в то время как нежесткий Slate Aircraft Corporation City of Glendale 1929 года рухнул при первой попытке полета. [35] [36]
Баллонет — это воздушный мешок внутри внешней оболочки дирижабля, который при надувании уменьшает объем, доступный для подъемного газа, делая его более плотным. Поскольку воздух также плотнее подъемного газа, надувание баллонета уменьшает общую подъемную силу, а сдувание увеличивает подъемную силу. Таким образом, баллонет можно использовать для регулировки подъемной силы по мере необходимости, управляя плавучестью. Стратегически надувая или сдувая баллонеты, пилот может контролировать высоту и положение дирижабля.
Баллонеты обычно используются в нежестких или полужестких дирижаблях, обычно с несколькими баллонетами, расположенными как спереди , так и сзади, для поддержания равновесия и управления тангажем дирижабля.
Подъемным газом обычно является водород, гелий или горячий воздух.
Водород дает самую высокую подъемную силу 1,1 кг/м 3 (0,069 фунта/куб. фут), он недорог и легкодоступен, но легко воспламеняется и может детонировать при смешивании с воздухом. Гелий полностью не воспламеняется, но дает более низкую производительность - 1,02 кг/м 3 (0,064 фунта/куб. фут), является редким элементом и гораздо более дорогим. [37]
Тепловые дирижабли используют нагретый подъемный газ, обычно воздух, подобно воздушным шарам . Первый, кто сделал это, был запущен в 1973 году британской компанией Cameron Balloons . [38]
Небольшие дирижабли несут свои двигатели в гондоле. Если на более крупных дирижаблях было несколько двигателей, они размещались в отдельных гондолах, называемых силовыми вагонами или моторными вагонами . [39] Чтобы обеспечить асимметричную тягу для маневрирования, эти силовые вагоны устанавливались по бокам оболочки, подальше от гондолы центральной линии. Это также поднимало их над землей, снижая риск удара пропеллера при посадке. Широко разнесенные силовые вагоны также назывались крылатыми вагонами , от использования слова «крыло» для обозначения нахождения сбоку от чего-либо, как в театре, а не аэродинамического устройства . [39] Эти моторные вагоны несли экипаж во время полета, который обслуживал двигатели по мере необходимости, но который также работал с органами управления двигателем, дросселем и т. д., установленными непосредственно на двигателе. Инструкции передавались им с пилотской станции по телеграфной системе , как на корабле. [39]
Если топливо сжигается для движения, то происходит постепенное снижение общего веса дирижабля. В водородных дирижаблях это обычно решается путем простого выпуска дешевого водородного подъемного газа. В гелиевых дирижаблях вода часто конденсируется из выхлопа и хранится в качестве балласта. [40]
Для управления направлением и устойчивостью дирижабля он оснащен плавниками и рулями. Плавники обычно располагаются в хвостовой части и обеспечивают устойчивость и сопротивление качке. Рули — это подвижные поверхности на хвосте, которые позволяют пилоту направлять дирижабль влево или вправо.
Хвостовое оперение относится к хвостовой части дирижабля, которая включает в себя плавники, рули и другие аэродинамические поверхности. Оно играет важную роль в поддержании устойчивости и управлении положением дирижабля.
Дирижаблям требуется источник энергии для работы их двигательных установок. Это включает двигатели, генераторы или батареи, в зависимости от типа дирижабля и его конструкции. Топливные баки или батареи обычно располагаются внутри оболочки или гондолы.
Для безопасной навигации и связи с наземным управлением или другими воздушными судами дирижабли оснащены рядом приборов, включая системы GPS, радиостанции, радары и навигационные огни.
Некоторые дирижабли имеют шасси, которые позволяют им приземляться на взлетно-посадочные полосы или другие поверхности. Это шасси может включать колеса, полозья или посадочные площадки.
Главное преимущество дирижаблей по сравнению с любым другим транспортным средством заключается в том, что им требуется меньше энергии для поддержания полета по сравнению с другими воздушными транспортными средствами. [41] [42] Предлагаемый дирижабль Varialift, работающий на смеси двигателей, работающих на солнечной энергии, и обычных реактивных двигателей, будет использовать всего лишь около 8 процентов топлива, необходимого реактивным самолетам . [43] [44] Кроме того, использование реактивного потока может обеспечить более быструю и энергоэффективную альтернативу морскому транспорту . [ 45] Это одна из причин, по которой Китай недавно принял их использование. [46]
В 1670 году иезуитский отец Франческо Лана де Терци , которого иногда называют «отцом воздухоплавания », [47] опубликовал описание «Воздушного корабля», поддерживаемого четырьмя медными сферами, из которых откачивался воздух. Хотя основной принцип верен, такой корабль был неосуществим тогда и остается таковым по сей день, поскольку внешнее давление воздуха заставило бы сферы разрушиться, если бы их толщина не была настолько тяжелой, чтобы они не могли держаться на плаву. [48] Гипотетический корабль, построенный с использованием этого принципа, известен как вакуумный дирижабль .
В 1709 году бразильско-португальский священник-иезуит Бартоломеу де Гужман поднял в небо воздушный шар, Пассарола, перед изумленным португальским двором. Это произошло 8 августа 1709 года, когда отец Бартоломеу де Гужман провел во дворе Casa da Índia в городе Лиссабон первую демонстрацию Пассарола. [49] [50] Воздушный шар загорелся, не отрываясь от земли, но во время второй демонстрации он поднялся на высоту 95 метров. Это был небольшой воздушный шар из толстой коричневой бумаги, наполненный горячим воздухом, полученным «огнем материала, содержащегося в глиняной чаше, вмонтированной в основание вощеного деревянного подноса». Событие было засвидетельствовано королем Португалии Жуаном V и будущим папой Иннокентием XIII . [51]
Более практичный дирижабль был описан лейтенантом Жаном Батистом Мари Мёнье в докладе под названием « Mémoire sur l'équilibre des machines aérostatiques » (Меморандум о равновесии аэростатических машин), представленном Французской академии 3 декабря 1783 года. 16 акварельных рисунков, опубликованных в следующем году, изображают обтекаемую оболочку длиной 260 футов (79 м) с внутренними баллонетами, которые можно было использовать для регулирования подъемной силы: она была прикреплена к длинной каретке, которую можно было использовать в качестве лодки, если транспортное средство было вынуждено приземлиться на воду. Дирижабль был спроектирован так, чтобы приводиться в движение тремя пропеллерами и управляться с помощью парусообразного кормового руля. В 1784 году Жан-Пьер Бланшар приспособил ручной пропеллер к воздушному шару, первому зарегистрированному средству движения, поднятому в воздух. В 1785 году он пересек Ла-Манш на воздушном шаре, оснащенном машущими крыльями для движения и птичьим хвостом для управления. [52]
В 19 веке продолжались попытки добавить методы движения к воздушным шарам. Руфус Портер построил и запустил масштабные модели своего «Воздушного локомотива», но так и не добился успешного полноразмерного воплощения. [53] Австралиец Уильям Блэнд отправил проекты своего « Атмотического дирижабля » на Большую выставку, проходившую в Лондоне в 1851 году, где была представлена модель. Это был удлиненный воздушный шар с паровым двигателем, приводящим в движение два подвешенных снизу пропеллера. Подъемная сила воздушного шара оценивалась в 5 тонн, а автомобиль с топливом весил 3,5 тонны, что давало полезную нагрузку в 1,5 тонны. [54] [55] Блэнд считал, что машина могла двигаться со скоростью 80 км/ч (50 миль/ч) и могла долететь из Сиднея в Лондон менее чем за неделю.
В 1852 году Анри Жиффар стал первым человеком, совершившим полет с использованием двигателя, когда он пролетел 27 км (17 миль) на паровом дирижабле . [56] Дирижабли значительно развились в течение следующих двух десятилетий. В 1863 году Соломон Эндрюс запустил свою конструкцию aereon, безмоторный управляемый дирижабль в Перт-Эмбой, штат Нью-Джерси, и предложил устройство военным США во время Гражданской войны. [57] Он запустил более позднюю конструкцию в 1866 году вокруг Нью-Йорка и до Ойстер-Бей, штат Нью-Йорк. Эта концепция использовала изменения подъемной силы для обеспечения движущей силы и не нуждалась в силовой установке. В 1872 году французский военно-морской архитектор Дюпюи де Лом запустил большой судоходный воздушный шар, который приводился в движение большим пропеллером, вращаемым восемью людьми. [58] Он был разработан во время Франко-прусской войны и задумывался как усовершенствование воздушных шаров, использовавшихся для связи между Парижем и сельской местностью во время осады Парижа , но был завершён только после окончания войны.
В 1872 году Пауль Хенлейн запустил дирижабль с двигателем внутреннего сгорания, работающим на угольном газе, используемом для надувания оболочки, что стало первым применением такого двигателя для питания самолета. [59] [60] Чарльз Ф. Ритчел совершил публичный демонстрационный полет в 1878 году своего одноместного жесткого дирижабля с ручным приводом, а затем построил и продал пять своих самолетов. [60]
В 1874 году Микаджа Кларк Дайер подал заявку на патент США 154,654 «Аппарат для навигации в воздухе». [61] [62] [63] Считается, что успешные пробные полеты были совершены между 1872 и 1874 годами, но точные даты отсутствуют. [64] Аппарат использовал комбинацию крыльев и гребных колес для навигации и движения.
При работе машины крылья получают движение вверх и вниз, подобно крыльям птицы, внешние концы которых поддаются подъему, но раскрываются и затем остаются жесткими при опускании. Крылья, если необходимо, могут быть установлены под углом, чтобы двигаться вперед, а также поднимать машину в воздух. Гребные колеса предназначены для использования для приведения машины в движение таким же образом, как судно движется по воде. Для управления машиной прикреплен инструмент, отвечающий рулю. Воздушный шар должен использоваться для подъема летающего корабля, после чего он должен направляться и контролироваться по желанию его пассажиров. [65]
Более подробную информацию можно найти в книге о его жизни. [66]
В 1883 году Гастон Тиссандье совершил первый полет на электричестве , установив на дирижабле электродвигатель Siemens мощностью 1,5 л. с. (1,1 кВт).
Первый полностью управляемый свободный полет был совершен в 1884 году Шарлем Ренаром и Артуром Константином Кребсом на французском армейском дирижабле La France . La France совершил первый полет дирижабля, который приземлился там же, где и взлетал; дирижабль длиной 170 футов (52 м), объемом 66 000 куб. футов (1900 м 3 ) преодолел 8 км (5,0 миль) за 23 минуты с помощью электродвигателя мощностью 8,5 л. с. (6,3 кВт) [67] и батареи весом 435 кг (959 фунтов). Он совершил семь полетов в 1884 и 1885 годах. [60]
В 1888 году компания Novelty Air Ship Company построила конструкцию воздушного судна Campbell Air Ship, разработанную профессором Питером К. Кэмпбеллом. Оно было потеряно в море в 1889 году во время показательного полета профессора Хогана. [68]
С 1888 по 1897 год Фридрих Вёльферт построил три дирижабля, оснащенных бензиновыми двигателями, произведенными Daimler Motoren Gesellschaft , последний из которых, Deutschland , загорелся в полете и убил обоих пассажиров в 1897 году. [69] Версия 1888 года использовала одноцилиндровый двигатель Daimler мощностью 2 л. с. (1,5 кВт) и пролетела 10 км (6 миль) от Канштатта до Корнвестхайма . [70] [71]
В 1897 году венгерско - хорватский инженер Давид Шварц построил дирижабль с алюминиевой оболочкой . Он совершил свой первый полет на поле Темпельхоф в Берлине после смерти Шварца. Его вдова Мелани Шварц получила 15 000 марок от графа Фердинанда фон Цеппелина за освобождение промышленника Карла Берга от его эксклюзивного контракта на поставку Шварцу алюминия . [72]
С 1897 по 1899 год Константин Данилевский, врач и изобретатель из Харькова (ныне Украина , тогда Российская Империя ), построил четыре мускульных дирижабля, объемом газа 150–180 м 3 (5300–6400 куб. футов). Около 200 подъемов были выполнены в рамках экспериментальной программы полетов в двух местах, без существенных инцидентов. [73] [74]
В июле 1900 года Luftschiff Zeppelin LZ1 совершил свой первый полет. Это привело к появлению самых успешных дирижаблей всех времен: цеппелинов, названных в честь графа Фердинанда фон Цеппелина , который начал работать над жесткими конструкциями дирижаблей в 1890-х годах, что привело к появлению несовершенного LZ1 в 1900 году и более успешного LZ2 в 1906 году. Дирижабли Zeppelin имели каркас, состоящий из треугольных решетчатых балок, покрытых тканью, которая содержала отдельные газовые ячейки. Сначала для управления и устойчивости использовались многоплоскостные хвостовые поверхности: более поздние конструкции имели более простые крестообразные хвостовые поверхности. Двигатели и экипаж размещались в «гондолах», подвешенных под корпусом, приводящих в движение винты, прикрепленные к бокам рамы с помощью длинных приводных валов. Кроме того, на полпути между двумя двигательными отсеками находился пассажирский отсек (позже бомбоотсек ).
Альберто Сантос-Дюмон был богатым молодым бразильцем , который жил во Франции и имел страсть к полетам. Он спроектировал 18 воздушных шаров и дирижаблей, прежде чем обратить свое внимание на самолеты с фиксированным крылом. [75] 19 октября 1901 года он пролетел на своем дирижабле № 6 от парка Сен-Клу до Эйфелевой башни и обратно менее чем за тридцать минут. [76] Этот подвиг принес ему премию Deutsch de la Meurthe в размере 100 000 франков . Многие изобретатели были вдохновлены небольшими дирижаблями Сантоса-Дюмона. Многие пионеры дирижаблей, такие как американец Томас Скотт Болдуин , финансировали свою деятельность за счет пассажирских рейсов и публичных демонстрационных полетов. Стэнли Спенсер построил первый британский дирижабль на средства, полученные от рекламы детского питания на боковых сторонах конверта. [77] Другие, такие как Уолтер Уэллман и Мелвин Вэниман , нацелились на более высокие цели, предприняв два полярных перелета в 1907 и 1909 годах и два трансатлантических перелета в 1910 и 1912 годах. [78]
В 1902 году испанский инженер Леонардо Торрес Кеведо опубликовал подробности инновационной конструкции дирижабля в Испании и Франции под названием « Perfectionnements aux aerostats dirigibles » (« Улучшения в управляемых аэростатах »). [79] [80] С нежестким корпусом и внутренними распорками он преодолел недостатки этих типов самолетов в отношении как жесткой конструкции (типа цеппелина), так и гибкости, обеспечивая дирижаблям большую устойчивость во время полета и возможность использования более тяжелых двигателей и большей пассажирской нагрузки. Система получила название «авто-жесткий». В 1905 году с помощью капитана А. Кинделана он построил дирижабль «Torres Quevedo» на военной базе в Гвадалахаре . [81] В 1909 году он запатентовал улучшенную конструкцию, которую предложил французской компании Astra , которая начала его массовое производство в 1911 году как дирижабль Astra-Torres . [82] Этот тип оболочки использовался в Соединенном Королевстве в дирижаблях Coastal , C Star и North Sea . [83] Отличительная трехдольная конструкция широко использовалась во время Первой мировой войны державами Антанты для различных задач, в основном для защиты конвоев и борьбы с подводными лодками. Успех во время войны даже привлек внимание Императорского флота Японии , который приобрел модель в 1922 году. [84] Торрес также разработал проекты «стыковочной станции» и внес изменения в конструкции дирижаблей, чтобы найти решение множества проблем, с которыми сталкивались инженеры дирижаблей при стыковке дирижаблей. В 1910 году он предложил идею прикрепить нос дирижабля к швартовочной мачте и позволить дирижаблю поворачиваться при изменении направления ветра. Использование металлической колонны, возведенной на земле, к вершине которой нос или форштевень будут непосредственно прикреплены (кабелем), позволит дирижаблю швартоваться в любое время, на открытом воздухе, независимо от скорости ветра. Кроме того, проект Торреса предусматривал улучшение и доступность временных посадочных площадок, где дирижабли должны были швартоваться для высадки пассажиров. Окончательный патент был представлен в феврале 1911 года в Бельгии, а затем во Франции и Великобритании в 1912 году под названием «Улучшения в швартовке дирижаблей». [85] [86] [87]
Другие производители дирижаблей также активно работали до войны: с 1902 года французская компания Lebaudy Frères специализировалась на полужестких дирижаблях, таких как Patrie и République , спроектированных их инженером Анри Жюльо, который позже работал в американской компании Goodrich ; немецкая фирма Schütte-Lanz построила серию SL с деревянным каркасом с 1911 года, внедрив важные технические инновации; другая немецкая фирма Luft-Fahrzeug-Gesellschaft построила серию Parseval -Luftschiff (PL) с 1909 года, [88] а итальянская фирма Энрико Форланини построила и подняла в воздух первые два дирижабля Форланини . [89]
12 мая 1902 года изобретатель и бразильский воздухоплаватель Аугусто Северо ди Албукерки Мараньян и его французский механик Жорж Саше погибли, когда они летели над Парижем на дирижабле под названием «Пакс». Мраморная доска на авеню Мэн в Париже, дом 81, увековечивает место катастрофы Аугусто Северо. [90] [91] Катастрофа воздушного шара «Le Pax» — короткометражный немой фильм 1902 года, воссоздающий катастрофу, снятый Жоржем Мельесом .
В Великобритании армия построила свой первый дирижабль, Nulli Secundus , в 1907 году. В 1908 году флот заказал строительство экспериментального жесткого дирижабля. Официально известный как Его Величества дирижабль № 1 и прозванный Mayfly , он сломал себе спину в 1911 году, прежде чем совершить один полет. Работа над преемником началась только в 1913 году.
Немецкая пассажирская служба дирижаблей, известная как DELAG (Deutsche-Luftschiffahrts AG), была основана в 1910 году.
В 1910 году Уолтер Уэллман предпринял неудачную попытку пересечь Атлантический океан по воздуху на дирижабле «Америка» .
Перспектива использования дирижаблей в качестве бомбардировщиков была осознана в Европе задолго до того, как дирижабли стали пригодны для этой задачи. В книге Герберта Уэллса « Война в воздухе » (1908) описывалось уничтожение целых флотов и городов атаками дирижаблей. Итальянские войска стали первыми, кто использовал дирижабли в военных целях во время итало-турецкой войны , первая бомбардировка была выполнена 10 марта 1912 года. [92] Первая мировая война ознаменовала настоящий дебют дирижаблей как оружия. Немцы, французы и итальянцы использовали дирижабли для разведки и тактических бомбардировок в начале войны, и все они узнали, что дирижабль слишком уязвим для операций над фронтом. Решение прекратить операции по прямой поддержке армий было принято всеми в 1917 году. [93] [94]
Многие в немецких военных считали, что нашли идеальное оружие, с помощью которого можно было бы противодействовать британскому военно-морскому превосходству и нанести удар по самой Британии, в то время как более реалистичные сторонники дирижаблей считали, что ценность цеппелина заключалась в том, чтобы быть разведывательно-ударной машиной дальнего действия для военно-морских операций. Налеты на Англию начались в январе 1915 года и достигли пика в 1916 году: после потерь британской обороны было совершено всего несколько налетов в 1917–18 годах, последний в августе 1918 года. [95] Цеппелины оказались устрашающим, но неточным оружием. Навигация, выбор цели и наведение бомб оказались сложными даже в самых лучших условиях, а облачный покров, с которым часто сталкивались дирижабли, еще больше снизил точность. Физический ущерб, нанесенный дирижаблями в ходе войны, был незначительным, а количество смертей, которые они вызвали, составило несколько сотен. [96] Тем не менее, налет привел к значительному отвлечению британских ресурсов на оборонительные усилия. Первоначально дирижабли были неуязвимы для атак самолетов и зенитных орудий: поскольку давление в их оболочках было лишь немного выше, чем в окружающем воздухе, отверстия не оказывали большого эффекта. Но после введения в 1916 году комбинации зажигательных и взрывчатых боеприпасов их легковоспламеняющийся водородный подъемный газ сделал их уязвимыми для обороняющихся самолетов. Несколько из них были сбиты в огне британскими защитниками, а многие другие были уничтожены в результате несчастных случаев. Были разработаны новые конструкции, способные достигать большей высоты, но, хотя это и сделало их неуязвимыми для атак, точность их бомбометания стала еще хуже.
Контрмеры британцев включали звуковое оборудование обнаружения, прожекторы и зенитную артиллерию, за которыми в 1915 году последовали ночные истребители. Одной из тактик, использовавшихся в начале войны, когда их ограниченный радиус действия означал, что дирижабли должны были летать с передовых баз, а единственные производственные мощности цеппелинов находились во Фридрихсхафене , была бомбардировка ангаров дирижаблей британской Королевской военно-морской авиацией . Позже в ходе войны развитие авианосца привело к первому успешному авианалету с авианосца в истории: утром 19 июля 1918 года семь Sopwith 2F.1 Camel были запущены с HMS Furious и нанесли удар по базе дирижаблей в Тённере , уничтожив цеппелины L 54 и L 60. [97]
Британская армия отказалась от разработки дирижаблей в пользу аэропланов еще до начала войны, но Королевский флот осознал необходимость в небольших дирижаблях для противодействия угрозе подводных лодок и мин в прибрежных водах. [98] Начиная с февраля 1915 года они начали разрабатывать класс дирижаблей SS (Sea Scout). Они имели небольшую оболочку 1699–1982 м 3 (60 000–70 000 куб. футов) и поначалу использовали фюзеляжи самолетов без крыльев и хвостовых поверхностей в качестве машин управления. Позже использовались более совершенные дирижабли со специально построенными гондолами. Класс NS (North Sea) был самым большим и эффективным нежестким дирижаблем на британской службе, с газовым объемом 10 200 м 3 (360 000 куб. футов), экипажем из 10 человек и продолжительностью полета 24 часа. На борту было шесть 230-фунтовых (100 кг) бомб, а также от трех до пяти пулеметов. Британские дирижабли использовались для разведки, разминирования и патрулирования конвоев . Во время войны британцы эксплуатировали более 200 нежестких дирижаблей. [99] Несколько из них были проданы в Россию, Францию, США и Италию. Большое количество обученных экипажей, низкий уровень убыли и постоянное экспериментирование с методами управления означали, что к концу войны Британия была мировым лидером в технологии нежестких дирижаблей.
The Royal Navy continued development of rigid airships until the end of the war. Eight rigid airships had been completed by the armistice, (No. 9r, four 23 Class, two R23X Class and one R31 Class), although several more were in an advanced state of completion by the war's end.[100] Both France and Italy continued to use airships throughout the war. France preferred the non-rigid type, whereas Italy flew 49 semi-rigid airships in both the scouting and bombing roles.[101]
Aeroplanes had almost entirely replaced airships as bombers by the end of the war, and Germany's remaining zeppelins were destroyed by their crews, scrapped or handed over to the Allied powers as war reparations. The British rigid airship program, which had mainly been a reaction to the potential threat of the German airships, was wound down.
Britain, the United States and Germany built rigid airships between the two world wars. Italy and France made limited use of Zeppelins handed over as war reparations. Italy, the Soviet Union, the United States and Japan mainly operated semi-rigid airships.
Under the terms of the Treaty of Versailles, Germany was not allowed to build airships of greater capacity than a million cubic feet. Two small passenger airships, LZ 120 Bodensee and its sister ship LZ 121 Nordstern, were built immediately after the war but were confiscated following the sabotage of the wartime Zeppelins that were to have been handed over as war reparations: Bodensee was given to Italy and Nordstern to France. On May 12, 1926, the Italian built semi-rigid airship Norge was the first aircraft to fly over the North Pole.
The British R33 and R34 were near-identical copies of the German L 33, which had come down almost intact in Yorkshire on 24 September 1916.[102] Despite being almost three years out of date by the time they were launched in 1919, they became two of the most successful airships in British service. The creation of the Royal Air Force (RAF) in early 1918 created a hybrid British airship program. The RAF was not interested in airships while the Admiralty was, so a deal was made where the Admiralty would design any future military airships and the RAF would handle manpower, facilities and operations.[103] On 2 July 1919, R34 began the first double crossing of the Atlantic by an aircraft. It landed at Mineola, Long Island on 6 July after 108 hours in the air; the return crossing began on 8 July and took 75 hours. This feat failed to generate enthusiasm for continued airship development, and the British airship program was rapidly wound down.
During World War I, the U.S. Navy acquired its first airship, the DH-1,[104] but it was destroyed while being inflated shortly after delivery to the Navy. After the war, the U.S. Navy contracted to buy the R 38, which was being built in Britain, but before it was handed over it was destroyed because of a structural failure during a test flight.[105]
America then started constructing the USS Shenandoah, designed by the Bureau of Aeronautics and based on the Zeppelin L 49.[106] Assembled in Hangar No. 1 and first flown on 4 September 1923[107] at Lakehurst, New Jersey, it was the first airship to be inflated with the noble gas helium, which was then so scarce that the Shenandoah contained most of the world's supply. A second airship, USS Los Angeles, was built by the Zeppelin company as compensation for the airships that should have been handed over as war reparations according to the terms of the Versailles Treaty but had been sabotaged by their crews. This construction order saved the Zeppelin works from the threat of closure. The success of the Los Angeles, which was flown successfully for eight years, encouraged the U.S. Navy to invest in its own, larger airships. When the Los Angeles was delivered, the two airships had to share the limited supply of helium, and thus alternated operating and overhauls.[108]
In 1922, Sir Dennistoun Burney suggested a plan for a subsidised air service throughout the British Empire using airships (the Burney Scheme).[103] Following the coming to power of Ramsay MacDonald's Labour government in 1924, the scheme was transformed into the Imperial Airship Scheme, under which two airships were built, one by a private company and the other by the Royal Airship Works under Air Ministry control. The two designs were radically different. The "capitalist" ship, the R100, was more conventional, while the "socialist" ship, the R101, had many innovative design features. Construction of both took longer than expected, and the airships did not fly until 1929. Neither airship was capable of the service intended, though the R100 did complete a proving flight to Canada and back in 1930.[109] On 5 October 1930, the R101, which had not been thoroughly tested after major modifications, crashed on its maiden voyage to India at Beauvais in France killing 48 of the 54 people aboard. Among the dead were the craft's chief designer and the Secretary of State for Air. The disaster ended British interest in airships.
In 1925 the Zeppelin company started construction of the Graf Zeppelin (LZ 127), the largest airship that could be built in the company's existing shed, and intended to stimulate interest in passenger airships. The Graf Zeppelin burned blau gas, similar to propane, stored in large gas bags below the hydrogen cells, as fuel. Since its density was similar to that of air, it avoided the weight change as fuel was used, and thus the need to valve hydrogen. The Graf Zeppelin had an impressive safety record, flying over 1,600,000 km (990,000 mi) (including the first circumnavigation of the globe by airship) without a single passenger injury.[110]
The U.S. Navy experimented with the use of airships as airborne aircraft carriers, developing an idea pioneered by the British. The USS Los Angeles was used for initial experiments, and the USS Akron and Macon, the world's largest at the time, were used to test the principle in naval operations. Each carried four F9C Sparrowhawk fighters in its hangar, and could carry a fifth on the trapeze. The idea had mixed results. By the time the Navy started to develop a sound doctrine for using the ZRS-type airships, the last of the two built, USS Macon, had been wrecked. Meanwhile, the seaplane had become more capable, and was considered a better investment.[111]
Eventually, the U.S. Navy lost all three U.S.-built rigid airships to accidents. USS Shenandoah flew into a severe thunderstorm over Noble County, Ohio while on a poorly planned publicity flight on 3 September 1925. It broke into pieces, killing 14 of its crew. USS Akron was caught in a severe storm and flown into the surface of the sea off the shore of New Jersey on 3 April 1933. It carried no life boats and few life vests, so 73 of its crew of 76 died from drowning or hypothermia. USS Macon was lost after suffering a structural failure offshore near Point Sur Lighthouse on 12 February 1935. The failure caused a loss of gas, which was made much worse when the aircraft was driven over pressure height causing it to lose too much helium to maintain flight.[112] Only two of its crew of 83 died in the crash thanks to the inclusion of life jackets and inflatable rafts after the Akron disaster.
The Empire State Building was completed in 1931 with a dirigible mast, in anticipation of future passenger airship service, but no airship ever used the mast. Various entrepreneurs experimented with commuting and shipping freight via airship.[113]
In the 1930s, the German Zeppelins successfully competed with other means of transport. They could carry significantly more passengers than other contemporary aircraft while providing amenities similar to those on ocean liners, such as private cabins, observation decks, and dining rooms. Less importantly, the technology was potentially more energy-efficient than heavier-than-air designs. Zeppelins were also faster than ocean liners. On the other hand, operating airships was quite involved. Often the crew would outnumber passengers, and on the ground large teams were necessary to assist mooring and very large hangars were required at airports.
By the mid-1930s, only Germany still pursued airship development. The Zeppelin company continued to operate the Graf Zeppelin on passenger service between Frankfurt and Recife in Brazil, taking 68 hours. Even with the small Graf Zeppelin, the operation was almost profitable.[114] In the mid-1930s, work began on an airship designed specifically to operate a passenger service across the Atlantic.[115] The Hindenburg (LZ 129) completed a successful 1936 season, carrying passengers between Lakehurst, New Jersey and Germany. The year 1937 started with the most spectacular and widely remembered airship accident. Approaching the Lakehurst mooring mast minutes before landing on 6 May 1937, the Hindenburg suddenly burst into flames and crashed to the ground. Of the 97 people aboard, 35 died: 13 passengers, 22 aircrew, along with one American ground-crewman. The disaster happened before a large crowd, was filmed and a radio news reporter was recording the arrival. This was a disaster that theater goers could see and hear in newsreels. The Hindenburg disaster shattered public confidence in airships, and brought a definitive end to their "golden age". The day after the Hindenburg disaster, the Graf Zeppelin landed safely in Germany after its return flight from Brazil. This was the last international passenger airship flight.
Hindenburg's identical sister ship, the Graf Zeppelin II (LZ 130), could not carry commercial passengers without helium, which the United States refused to sell to Germany. The Graf Zeppelin made several test flights and conducted some electronic espionage until 1939 when it was grounded due to the beginning of the war. The two Graf Zeppelins were scrapped in April, 1940.
Development of airships continued only in the United States, and to a lesser extent, the Soviet Union. The Soviet Union had several semi-rigid and non-rigid airships. The semi-rigid dirigible SSSR-V6 OSOAVIAKhIM was among the largest of these craft, and it set the longest endurance flight at the time of over 130 hours. It crashed into a mountain in 1938, killing 13 of the 19 people on board. While this was a severe blow to the Soviet airship program, they continued to operate non-rigid airships until 1950.
While Germany determined that airships were obsolete for military purposes in the coming war and concentrated on the development of aeroplanes, the United States pursued a program of military airship construction even though it had not developed a clear military doctrine for airship use. When the Japanese attacked Pearl Harbor on 7 December 1941, bringing the United States into World War II, the U.S. Navy had 10 nonrigid airships:
_Puritan_(2834542477).jpg/1280px-Goodyear_ZNPK_(K-28)_Puritan_(2834542477).jpg)
Only K- and TC-class airships were suitable for combat and they were quickly pressed into service against Japanese and German submarines, which were then sinking American shipping within visual range of the American coast. U.S. Navy command, remembering airship's anti-submarine success in World War I, immediately requested new modern antisubmarine airships and on 2 January 1942 formed the ZP-12 patrol unit based in Lakehurst from the four K airships. The ZP-32 patrol unit was formed from two TC and two L airships a month later, based at NAS Moffett Field in Sunnyvale, California. An airship training base was created there as well. The status of submarine-hunting Goodyear airships in the early days of World War II has created significant confusion. Although various accounts refer to airships Resolute and Volunteer as operating as "privateers" under a Letter of Marque, Congress never authorized a commission, nor did the President sign one.[116]
In the years 1942–44, approximately 1,400 airship pilots and 3,000 support crew members were trained in the military airship crew training program and the airship military personnel grew from 430 to 12,400. The U.S. airships were produced by the Goodyear factory in Akron, Ohio. From 1942 till 1945, 154 airships were built for the U.S. Navy (133 K-class, 10 L-class, seven G-class, four M-class) and five L-class for civilian customers (serial numbers L-4 to L-8).
The primary airship tasks were patrol and convoy escort near the American coastline. They also served as an organization centre for the convoys to direct ship movements, and were used in naval search and rescue operations. Rarer duties of the airships included aerophoto reconnaissance, naval mine-laying and mine-sweeping, parachute unit transport and deployment, cargo and personnel transportation. They were deemed quite successful in their duties with the highest combat readiness factor in the entire U.S. air force (87%).
During the war, some 532 ships without airship escort were sunk near the U.S. coast by enemy submarines. Only one ship, the tanker Persephone, of the 89,000 or so in convoys escorted by blimps was sunk by the enemy.[117] Airships engaged submarines with depth charges and, less frequently, with other on-board weapons. They were excellent at driving submarines down, where their limited speed and range prevented them from attacking convoys. The weapons available to airships were so limited that until the advent of the homing torpedo they had little chance of sinking a submarine.[118]
Only one airship was ever destroyed by U-boat: on the night of 18/19 July 1943, the K-74 from ZP-21 division was patrolling the coastline near Florida. Using radar, the airship located a surfaced German submarine. The K-74 made her attack run but the U-boat opened fire first. K-74's depth charges did not release as she crossed the U-boat and the K-74 received serious damage, losing gas pressure and an engine but landing in the water without loss of life. The crew was rescued by patrol boats in the morning, but one crewman, Aviation Machinist's Mate Second Class Isadore Stessel, died from a shark attack. The U-boat, submarine U-134, was slightly damaged and the next day or so was attacked by aircraft, sustaining damage that forced it to return to base. It was finally sunk on 24 August 1943 by a British Vickers Wellington near Vigo, Spain.[119][120]
Fleet Airship Wing One operated from Lakehurst, New Jersey, Glynco, Georgia, Weeksville, North Carolina, South Weymouth NAS Massachusetts, Brunswick NAS and Bar Harbor Maine, Yarmouth, Nova Scotia, and Argentia, Newfoundland.
Some Navy blimps saw action in the European war theater. In 1944–45, the U.S. Navy moved an entire squadron of eight Goodyear K class blimps (K-89, K-101, K-109, K-112, K-114, K-123, K-130, & K-134) with flight and maintenance crews from Weeksville Naval Air Station in North Carolina to Naval Air Station Port Lyautey, French Morocco.[121] Their mission was to locate and destroy German U-boats in the relatively shallow waters around the Strait of Gibraltar where magnetic anomaly detection (MAD) was viable. PBY aircraft had been searching these waters but MAD required low altitude flying that was dangerous at night for these aircraft. The blimps were considered a perfect solution to establish a 24/7 MAD barrier (fence) at the Straits of Gibraltar with the PBYs flying the day shift and the blimps flying the night shift. The first two blimps (K-123 & K-130) left South Weymouth NAS on 28 May 1944 and flew to Argentia, Newfoundland, the Azores, and finally to Port Lyautey where they completed the first transatlantic crossing by nonrigid airships on 1 June 1944. The blimps of USN Blimp Squadron ZP-14 (Blimpron 14, aka The Africa Squadron) also conducted mine-spotting and mine-sweeping operations in key Mediterranean ports and various escorts including the convoy carrying United States President Franklin D. Roosevelt and British Prime Minister Winston Churchill to the Yalta Conference in 1945. Airships from the ZP-12 unit took part in the sinking of the last U-boat before German capitulation, sinking the U-881 on 6 May 1945 together with destroyers USS Atherton and USS Moberly.
Other airships patrolled the Caribbean, Fleet Airship Wing Two, Headquartered at Naval Air Station Richmond, covered the Gulf of Mexico from Richmond and Key West, Florida, Houma, Louisiana, as well as Hitchcock and Brownsville, Texas. FAW 2 also patrolled the northern Caribbean from San Julian,[clarification needed] the Isle of Pines (now called Isla de la Juventud) and Guantánamo Bay, Cuba as well as Vernam Field, Jamaica.
Navy blimps of Fleet Airship Wing Five, (ZP-51) operated from bases in Trinidad, British Guiana and Paramaribo, Suriname. Fleet Airship Wing Four operated along the coast of Brazil. Two squadrons, VP-41 and VP-42 flew from bases at Amapá, Igarapé-Açu, São Luís Fortaleza, Fernando de Noronha, Recife, Maceió, Ipitanga (near Salvador, Bahia), Caravelas, Vitória and the hangar built for the Graf Zeppelin at Santa Cruz, Rio de Janeiro.
Fleet Airship Wing Three operated squadrons, ZP-32 from Moffett Field, ZP-31 at NAS Santa Ana, and ZP-33 at NAS Tillamook, Oregon. Auxiliary fields were at Del Mar, Lompoc, Watsonville and Eureka, California, North Bend and Astoria, Oregon, as well as Shelton and Quillayute in Washington.
From 2 January 1942 until the end of war airship operations in the Atlantic, the blimps of the Atlantic fleet made 37,554 flights and flew 378,237 hours. Of the over 70,000 ships in convoys protected by blimps, only one was sunk by a submarine while under blimp escort.[118]
The Soviet Union flew a single airship during the war. The W-12, built in 1939, entered service in 1942 for paratrooper training and equipment transport. It made 1432 flights with 300 metric tons of cargo until 1945. On 1 February 1945, the Soviets constructed a second airship, a Pobeda-class (Victory-class) unit (used for mine-sweeping and wreckage clearing in the Black Sea) that crashed on 21 January 1947. Another W-class – W-12bis Patriot – was commissioned in 1947 and was mostly used until the mid-1950s for crew training, parades and propaganda.
Although airships are no longer used for major cargo and passenger transport, they are still used for other purposes such as advertising, sightseeing, surveillance, research and advocacy.
There were several studies and proposals for nuclear-powered airships, starting with a 1954 study by F.W. Locke Jr for US Navy.[122] In 1957 Edwin J. Kirschner published the book The Zeppelin in the Atomic Age,[123] which promoted the use of atomic airships. In 1959 Goodyear presented a plan for nuclear-powered airship for both military and commercial use. Several other proposals and papers were published during the next decades.[124]
In the 1980s, Per Lindstrand and his team introduced the GA-42 airship, the first airship to use fly-by-wire flight control, which considerably reduced the pilot's workload.
An airship was prominently featured in the James Bond film A View to a Kill, released in 1985. The Skyship 500 had the livery of Zorin Industries.[125]
The world's largest thermal airship (300,000 cubic feet; 8,500 cubic metres) was constructed by the Per Lindstrand company for French botanists in 1993. The AS-300 carried an underslung raft, which was positioned by the airship on top of tree canopies in the rain forest, allowing the botanists to carry out their treetop research without significant damage to the rainforest. When research was finished at a given location, the airship returned to pick up and relocate the raft.[126]
In June 1987, the U.S. Navy awarded a US$168.9 million contract to Westinghouse Electric and Airship Industries of the UK to find out whether an airship could be used as an airborne platform to detect the threat of sea-skimming missiles, such as the Exocet.[127] At 2.5 million cubic feet, the Westinghouse/Airship Industries Sentinel 5000 (Redesignated YEZ-2A by the U.S. Navy) prototype design was to have been the largest blimp ever constructed.[128] Additional funding for the Naval Airship Program was killed in 1995 and development was discontinued.
The SVAM CA-80 airship, which was produced in 2000 by Shanghai Vantage Airship Manufacture Co., Ltd., had a successful trial flight in September 2001. This was designed for advertisement and propagation, air-photo, scientific test, tour and surveillance duties. It was certified as a grade-A Hi-Tech introduction program (No. 20000186) in Shanghai. The CAAC authority granted a type design approval and certificate of airworthiness for the airship.[129]
In the 1990s the Zeppelin company returned to the airship business. Their new model, designated the Zeppelin NT, made its maiden flight on 18 September 1997. As of 2009[update] there were four NT aircraft flying, a fifth was completed in March 2009 and an expanded NT-14 (14,000 cubic meters of helium, capable of carrying 19 passengers) was under construction. One was sold to a Japanese company, and was planned to be flown to Japan in the summer of 2004. Due to delays getting permission from the Russian government, the company decided to transport the airship to Japan by sea. One of the four NT craft is in South Africa carrying diamond detection equipment from De Beers, an application at which the very stable low vibration NT platform excels. The project included design adaptations for high temperature operation and desert climate, as well as a separate mooring mast and a very heavy mooring truck. NT-4 belonged to Airship Ventures of Moffett Field, Mountain View in the San Francisco Bay Area, and provided sight-seeing tours.
Blimps are used for advertising and as TV camera platforms at major sporting events. The most iconic of these are the Goodyear Blimps. Goodyear operates three blimps in the United States, and The Lightship Group, now The AirSign Airship Group,[130] operates up to 19 advertising blimps around the world. Airship Management Services owns and operates three Skyship 600 blimps. Two operate as advertising and security ships in North America and the Caribbean. Airship Ventures operated a Zeppelin NT for advertising, passenger service and special mission projects. They were the only airship operator in the U.S. authorized to fly commercial passengers, until closing their doors in 2012.
Skycruise Switzerland AG owns and operates two Skyship 600 blimps. One operates regularly over Switzerland used on sightseeing tours.
The Switzerland-based Skyship 600 has also played other roles over the years. For example, it was flown over Athens during the 2004 Summer Olympics as a security measure. In November 2006, it carried advertising calling it The Spirit of Dubai as it began a publicity tour from London to Dubai, UAE on behalf of The Palm Islands, the world's largest man-made islands created as a residential complex.
Los Angeles-based Worldwide Aeros Corp. produces FAA Type Certified Aeros 40D Sky Dragon airships.[131]
In May 2006, the U.S. Navy began to fly airships again after a hiatus of nearly 44 years. The program uses a single American Blimp Company A-170 nonrigid airship, with designation MZ-3A. Operations focus on crew training and research, and the platform integrator is Northrop Grumman. The program is directed by the Naval Air Systems Command and is being carried out at NAES Lakehurst, the original centre of U.S. Navy lighter-than-air operations in previous decades.
In November 2006 the U.S. Army bought an A380+ airship from American Blimp Corporation through a Systems level contract with Northrop Grumman and Booz Allen Hamilton. The airship started flight tests in late 2007, with a primary goal of carrying 2,500 lb (1,100 kg) of payload to an altitude of 15,000 ft (4,600 m) under remote control and autonomous waypoint navigation. The program will also demonstrate carrying 1,000 lb (450 kg) of payload to 20,000 ft (6,100 m) The platform could be used for intelligence collection. In 2008, the CA-150 airship was launched by Vantage Airship. This is an improved modification of model CA-120 and completed manufacturing in 2008. With larger volume and increased passenger capacity, it is the largest manned nonrigid airship in China at present.[132]
In late June 2014 the Electronic Frontier Foundation flew the GEFA-FLUG AS 105 GD/4[133] blimp AE Bates (owned by, and in conjunction with, Greenpeace) over the NSA's Bluffdale Utah Data Center in protest.[134]
Hybrid designs such as the Heli-Stat airship/helicopter, the Aereon aerostatic/aerodynamic craft, and the CycloCrane (a hybrid aerostatic/rotorcraft), struggled to take flight. The Cyclocrane was also interesting in that the airship's envelope rotated along its longitudinal axis.
In 2005, a short-lived project of the U.S. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) was Walrus HULA, which explored the potential for using airships as long-distance, heavy lift craft.[135][136] The primary goal of the research program was to determine the feasibility of building an airship capable of carrying 500 short tons (450 t) of payload a distance of 12,000 mi (19,000 km) and land on an unimproved location without the use of external ballast or ground equipment (such as masts). In 2005, two contractors, Lockheed Martin and US Aeros Airships were each awarded approximately $3 million to do feasibility studies of designs for WALRUS. Congress removed funding for Walrus HULA in 2006.[137]
In 2010, the U.S. Army awarded a $517 million (£350.6 million) contract to Northrop Grumman and partner Hybrid Air Vehicles to develop a Long Endurance Multi-Intelligence Vehicle (LEMV) system, in the form of three HAV 304s.[138][139][140] The project was cancelled in February 2012 due to it being behind schedule and over budget; also the forthcoming U.S. withdrawal from Afghanistan where it was intended to be deployed.[141] Following this the Hybrid Air Vehicles HAV 304 Airlander 10 was repurchased by Hybrid Air Vehicles then modified and reassembled in Bedford, UK, and renamed the Airlander 10.[142] As of 2018, it was being tested in readiness for its UK flight test programme.[143]
A-NSE, a French company, manufactures and operates airships and aerostats. For 2 years, A-NSE has been testing its airships for the French Army. Airships and aerostats are operated to provide intelligence, surveillance, and reconnaissance (ISR) support. Their airships include many innovative features such as water ballast take-off and landing systems, variable geometry envelopes and thrust–vectoring systems.
[144]
The U.S. government has funded two major projects in the high altitude arena. The Composite Hull High Altitude Powered Platform (CHHAPP) is sponsored by U.S. Army Space and Missile Defense Command. This aircraft is also sometimes called HiSentinel High-Altitude Airship. This prototype ship made a five-hour test flight in September 2005. The second project, the high-altitude airship (HAA), is sponsored by DARPA. In 2005, DARPA awarded a contract for nearly $150 million to Lockheed Martin for prototype development. First flight of the HAA was planned for 2008 but suffered programmatic and funding delays. The HAA project evolved into the High Altitude Long Endurance-Demonstrator (HALE-D). The U.S. Army and Lockheed Martin launched the first-of-its kind HALE-D on July 27, 2011.[145] After attaining an altitude of 32,000 ft (9,800 m), due to an anomaly, the company decided to abort the mission. The airship made a controlled descent in an unpopulated area of southwest Pennsylvania.[146][147][148]
On 31 January 2006 Lockheed Martin made the first flight of their secretly built hybrid airship designated the P-791. The design is very similar to the SkyCat, unsuccessfully promoted for many years by the British company Advanced Technologies Group (ATG).
Dirigibles have been used in the War in Afghanistan for reconnaissance purposes, as they allow for constant monitoring of a specific area through cameras mounted on the airships.[149]
In the 1990s, the successor of the original Zeppelin company in Friedrichshafen, the Zeppelin Luftschifftechnik GmbH, reengaged in airship construction. The first experimental craft (later christened Friedrichshafen) of the type "Zeppelin NT" flew in September 1997. Though larger than common blimps, the Neue Technologie (New Technology) zeppelins are much smaller than their giant ancestors and not actually Zeppelin-types in the classical sense. They are sophisticated semirigids. Apart from the greater payload, their main advantages compared to blimps are higher speed and excellent maneuverability. Meanwhile, several Zeppelin NT have been produced and operated profitably in joyrides, research flights and similar applications.
In June 2004, a Zeppelin NT was sold for the first time to a Japanese company, Nippon Airship Corporation, for tourism and advertising mainly around Tokyo. It was also given a role at the 2005 Expo in Aichi. The aircraft began a flight from Friedrichshafen to Japan, stopping at Geneva, Paris, Rotterdam, Munich, Berlin, Stockholm and other European cities to carry passengers on short legs of the flight. Russian authorities denied overflight permission, so the airship had to be dismantled and shipped to Japan rather than following the historic Graf Zeppelin flight from Germany to Japan.
In 2008, Airship Ventures Inc. began operations from Moffett Federal Airfield near Mountain View, California and until November 2012 offered tours of the San Francisco Bay Area for up to 12 passengers.
In November 2005, De Beers, a diamond mining company, launched an airship exploration program over the remote Kalahari desert. A Zeppelin NT, equipped with a Bell Geospace gravity gradiometer, was used to find potential diamond mines by scanning the local geography for low-density rock formations, known as kimberlite pipes. On 21 September 2007, the airship was severely damaged by a whirlwind while in Botswana. One crew member, who was on watch aboard the moored craft, was slightly injured but released after overnight observation in hospital.
Several companies, such as Cameron Balloons in Bristol, United Kingdom, build hot-air airships. These combine the structures of both hot-air balloons and small airships. The envelope is the normal cigar shape, complete with tail fins, but is inflated with hot air instead of helium to provide the lifting force. A small gondola, carrying the pilot and passengers, a small engine, and the burners to provide the hot air are suspended below the envelope, beneath an opening through which the burners protrude.
Hot-air airships typically cost less to buy and maintain than modern helium-based blimps, and can be quickly deflated after flights. This makes them easy to carry in trailers or trucks and inexpensive to store. They are usually very slow moving, with a typical top speed of 25–30 km/h (16–19 mph; 6.9–8.3 m/s). They are mainly used for advertising, but at least one has been used in rainforests for wildlife observation, as they can be easily transported to remote areas.
Remote-controlled (RC) airships, a type of unmanned aerial system (UAS), are sometimes used for commercial purposes such as advertising and aerial video and photography as well as recreational purposes. They are particularly common as an advertising mechanism at indoor stadiums. While RC airships are sometimes flown outdoors, doing so for commercial purposes is illegal in the US.[150] Commercial use of an unmanned airship must be certified under part 121.[clarification needed]
In 2008, French adventurer Stephane Rousson attempted to cross the English Channel with a muscular pedal powered airship.[151][152][153]
Stephane Rousson also flies the Aérosail, a sky sailing yacht.[154][155][156]
Today, with large, fast, and more cost-efficient fixed-wing aircraft and helicopters, it is unknown whether huge airships can operate profitably in regular passenger transport though, as energy costs rise, attention is once again returning to these lighter-than-air vessels as a possible alternative. At the very least, the idea of comparatively slow, "majestic" cruising at relatively low altitudes and in comfortable atmosphere certainly has retained some appeal. There have been some niches for airships in and after World War II, such as long-duration observations, antisubmarine patrol, platforms for TV camera crews, and advertising; these generally require only small and flexible craft, and have thus generally been better fitted for cheaper (non-passenger) blimps.
It has periodically been suggested that airships could be employed for cargo transport, especially delivering extremely heavy loads to areas with poor infrastructure over great distances. This has also been called roadless trucking.[157] Also, airships could be used for heavy lifting over short distances (e.g. on construction sites); this is described as heavy-lift, short-haul.[158] In both cases, the airships are heavy haulers. One recent enterprise of this sort was the Cargolifter project, in which a hybrid (thus not entirely Zeppelin-type) airship even larger than Hindenburg was projected. Around 2000, CargoLifter AG built the world's largest self-supporting hall, measuring 360 m (1,180 ft) long, 210 m (690 ft) wide and 107 m (351 ft) high about 60 km (37 mi) south of Berlin. In May 2002, the project was stopped for financial reasons; the company had to file bankruptcy. The enormous CargoLifter hangar was later converted to house the Tropical Islands Resort.[159] Although no rigid airships are currently used for heavy lifting, hybrid airships are being developed for such purposes. AEREON 26, tested in 1971, was described in John McPhee's The Deltoid Pumpkin Seed.
An impediment to the large-scale development of airships as heavy haulers has been figuring out how they can be used in a cost-efficient way. In order to have a significant economic advantage over ocean transport, cargo airships must be able to deliver their payload faster than ocean carriers but more cheaply than airplanes. William Crowder, a fellow at the Logistics Management Institute, has calculated that cargo airships are only economical when they can transport 500 to 1,000 tons, approximately the same as a super-jumbo aircraft.[159] The large initial investment required to build such a large airship has been a hindrance to production, especially given the risk inherent in a new technology. The chief commercial officer of the company hoping to sell the LMH-1, a cargo airship currently being developed by Lockheed Martin, believes that airships can be economical in hard-to-reach locations such as mining operations in northern Canada that currently require ice roads.[159]
A metal-clad airship has a very thin metal envelope, rather than the usual fabric. The shell may be either internally braced or monocoque as in the ZMC-2, which flew many times in the 1920s, the only example ever to do so. The shell may be gas-tight as in a non-rigid blimp, or the design may employ internal gas bags as in a rigid airship. Compared to a fabric envelope the metal cladding is expected to be more durable.
A hybrid airship is a general term for an aircraft that combines characteristics of heavier-than-air (aeroplane or helicopter) and lighter-than-air technology. Examples include helicopter/airship hybrids intended for heavy lift applications and dynamic lift airships intended for long-range cruising. Most airships, when fully loaded with cargo and fuel, are usually ballasted to be heavier than air, and thus must use their propulsion system and shape to create aerodynamic lift, necessary to stay aloft. All airships can be operated to be slightly heavier than air at periods during flight (descent). Accordingly, the term "hybrid airship" refers to craft that obtain a significant portion of their lift from aerodynamic lift or other kinetic means.
For example, the Aeroscraft is a buoyancy assisted air vehicle that generates lift through a combination of aerodynamics, thrust vectoring and gas buoyancy generation and management, and for much of the time will fly heavier than air. Aeroscraft is Worldwide Aeros Corporation's continuation of DARPA's now cancelled Walrus HULA (Hybrid Ultra Large Aircraft) project.[160]
The Patroller P3 hybrid airship developed by Advanced Hybrid Aircraft Ltd, BC, Canada, is a relatively small (85,000 cu ft / 2,400 m3) buoyant craft, manned by the crew of five and with the endurance of up to 72 hours. The flight-tests with the 40% RC scale model proved that such a craft can be launched and landed without a large team of strong ground-handlers.[161] Design features a special "winglet" for aerodynamic lift control.[162]
Airships have been proposed as a potential cheap alternative to surface rocket launches for achieving Earth orbit. JP Aerospace have proposed the Airship to Orbit project, which intends to float a multi-stage airship up to mesospheric altitudes of 55 km (180,000 ft) and then use ion propulsion to accelerate to orbital speed.[163] At these heights, air resistance would not be a significant problem for achieving such speeds. The company has not yet built any of the three stages.
NASA has proposed the High Altitude Venus Operational Concept, which comprises a series of five missions including crewed missions to the atmosphere of Venus in airships.[164][165][166][167] Pressures on the surface of the planet are too high for human habitation, but at a specific altitude the pressure is equal to that found on Earth and this makes Venus a potential target for human colonization.
Hypothetically, there could be an airship lifted by a vacuum—that is, by material that can contain nothing at all inside but withstand the atmospheric pressure from the outside. It is, at this point, science fiction, although NASA has posited that some kind of vacuum airship could eventually be used to explore the surface of Mars.[168]
EU FP7 MAAT Project[169] has studied an innovative cruiser/feeder airship system,[170] for the stratosphere with a cruiser remaining airborne for a long time and feeders connecting it to the ground and flying as piloted balloons.[171]
Google co-founder Sergey Brin founded LTA Research in 2015 to develop airships for humanitarian and cargo transport. The company's 124-meter-long airship Pathfinder 1 received from the FAA a special airworthiness certificate for the helium-filled airship in September 2023.[172]
The certificate allowed the largest airship since the ill-fated Hindenburg to begin flight tests at Moffett Field, a joint civil-military airport in Silicon Valley.
The advantage of airships over aeroplanes is that static lift sufficient for flight is generated by the lifting gas and requires no engine power. This was an immense advantage before the middle of World War I and remained an advantage for long-distance or long-duration operations until World War II. Modern concepts for high-altitude airships include photovoltaic cells to reduce the need to land to refuel, thus they can remain in the air until consumables expire. This similarly reduces or eliminates the need to consider variable fuel weight in buoyancy calculations.
The disadvantages are that an airship has a very large reference area and comparatively large drag coefficient, thus a larger drag force compared to that of aeroplanes and even helicopters. Given the large frontal area and wetted surface of an airship, a practical limit is reached around 130–160 kilometres per hour (80–100 mph). Thus airships are used where speed is not critical.
The lift capability of an airship is equal to the buoyant force minus the weight of the airship. This assumes standard air-temperature and pressure conditions. Corrections are usually made for water vapor and impurity of lifting gas, as well as percentage of inflation of the gas cells at liftoff.[173] Based on specific lift (lifting force per unit volume of gas), the greatest static lift is provided by hydrogen (11.15 N/m3 or 71 lbf/1000 cu ft) with helium (10.37 N/m3 or 66 lbf/1000 cu ft) a close second.[174]
In addition to static lift, an airship can obtain a certain amount of dynamic lift from its engines. Dynamic lift in past airships has been about 10% of the static lift. Dynamic lift allows an airship to "take off heavy" from a runway similar to fixed-wing and rotary-wing aircraft. This requires additional weight in engines, fuel, and landing gear, negating some of the static lift capacity.
The altitude at which an airship can fly largely depends on how much lifting gas it can lose due to expansion before stasis is reached. The ultimate altitude record for a rigid airship was set in 1917 by the L-55 under the command of Hans-Kurt Flemming when he forced the airship to 7,300 m (24,000 ft) attempting to cross France after the "Silent Raid" on London. The L-55 lost lift during the descent to lower altitudes over Germany and crashed due to loss of lift.[175] While such waste of gas was necessary for the survival of airships in the later years of World War I, it was impractical for commercial operations, or operations of helium-filled military airships. The highest flight made by a hydrogen-filled passenger airship was 1,700 m (5,500 ft) on the Graf Zeppelin's around-the-world flight.[176]
The greatest disadvantage of the airship is size, which is essential to increasing performance. As size increases, the problems of ground handling increase geometrically.[177] As the German Navy changed from the P class of 1915 with a volume of over 31,000 m3 (1,100,000 cu ft) to the larger Q class of 1916, the R class of 1917, and finally the W class of 1918, at almost 62,000 m3 (2,200,000 cu ft) ground handling problems reduced the number of days the Zeppelins were able to make patrol flights. This availability declined from 34% in 1915, to 24.3% in 1916 and finally 17.5% in 1918.[178]
So long as the power-to-weight ratios of aircraft engines remained low and specific fuel consumption high, the airship had an edge for long-range or -duration operations. As those figures changed, the balance shifted rapidly in the aeroplane's favour. By mid-1917, the airship could no longer survive in a combat situation where the threat was aeroplanes. By the late 1930s, the airship barely had an advantage over the aeroplane on intercontinental over-water flights, and that advantage had vanished by the end of World War II.
This is in face-to-face tactical situations. Currently, a high-altitude airship project is planned to survey hundreds of kilometres as their operation radius, often much farther than the normal engagement range of a military aeroplane.[clarification needed] For example, a radar mounted on a vessel platform 30 m (100 ft) high has radio horizon at 20 km (12 mi) range, while a radar at 18,000 m (59,000 ft) altitude has radio horizon at 480 km (300 mi) range. This is significantly important for detecting low-flying cruise missiles or fighter-bombers.
The most commonly used lifting gas, helium, is inert and therefore presents no fire risk.[179] A series of vulnerability tests were done by the UK Defence Evaluation and Research Agency DERA on a Skyship 600. Since the internal gas pressure was maintained at only 1–2% above the surrounding air pressure, the vehicle proved highly tolerant to physical damage or to attack by small-arms fire or missiles. Several hundred high-velocity bullets were fired through the hull, and even two hours later the vehicle would have been able to return to base. Ordnance passed through the envelope without causing critical helium loss. The results and related mathematical model have presented in the hypothesis of considering a Zeppelin NT size airship.[180] In all instances of light armament fire evaluated under both test and live conditions, the airship was able to complete its mission and return to base.[181]
In the United Kingdom, the basic pilot licence for airships is the PPL(As), or private pilot licence, which requires a minimum of 35 hours instruction on airships.[182] To fly commercially, an Commercial Pilot Licence (Airships) is required.
