R101 был одним из пары британских жестких дирижаблей , завершенных в 1929 году в рамках программы Imperial Airship Scheme , британской правительственной программы по разработке гражданских дирижаблей, способных обслуживать дальние маршруты в пределах Британской империи . Он был спроектирован и построен командой, назначенной Министерством авиации , и фактически конкурировал с финансируемым правительством, но спроектированным и построенным в частном порядке R100 . После постройки он был крупнейшим в мире летательным аппаратом [3] длиной 731 фут (223 м), и его не превзошел другой заполненный водородом жесткий дирижабль, пока семь лет спустя не был запущен LZ 129 Hindenburg .
После испытательных полетов и последующих модификаций для увеличения грузоподъемности, которые включали удлинение корабля на 46 футов (14 м) для добавления еще одного газового баллона, [4] R101 потерпел крушение во Франции во время своего первого заграничного рейса 5 октября 1930 года, в результате чего погибли 48 из 54 человек на борту. [5] Среди погибших пассажиров были лорд Томсон , министр авиации, инициировавший программу, высокопоставленные правительственные чиновники и почти все конструкторы дирижабля из Королевского завода дирижаблей .
Крушение R101 фактически положило конец развитию британских дирижаблей и стало одной из самых страшных катастроф дирижаблей 1930-х годов. Потери в 48 человек были больше, чем 36 погибших в гораздо более известной катастрофе дирижабля «Гинденбург» в 1937 году, хотя и меньше, чем 52 погибших во французском военном Диксмюде в 1923 году и 73 погибших, когда USS Akron потерпел крушение в Атлантическом океане у побережья Нью-Джерси в 1933 году.
R101 был построен в рамках инициативы британского правительства по разработке дирижаблей для обеспечения пассажирских и почтовых перевозок из Великобритании в самые отдаленные части Британской империи , включая Индию , Австралию и Канаду , поскольку расстояния тогда были слишком велики для самолетов тяжелее воздуха. Схема Берни 1922 года предлагала программу разработки гражданских дирижаблей, которая должна была осуществляться специально созданным дочерним предприятием Vickers при поддержке британского правительства. Схема получила поддержку Министерства авиации , которое искало больше дирижаблей и базу в Индии. Адмиралтейство добавило, что оно откажется от некоторых легких крейсеров , которых было очень мало. Однако правительство премьер-министра Ллойд Джорджа решило, что не может позволить себе поддерживать схему Берни. [6]
Когда всеобщие выборы 1923 года привели к власти лейбористскую администрацию Рамси Макдональда , новый министр авиации лорд Томсон сформулировал схему Имперского дирижабля вместо схемы Берни. [7] Она предусматривала строительство двух экспериментальных дирижаблей: один, R101, должен был быть спроектирован и построен под руководством Министерства авиации, а другой, R100 , должен был быть построен дочерней компанией Vickers, Airship Guarantee Company, по контракту с фиксированной ценой . Их прозвали « Социалистическим дирижаблем» и « Капиталистическим дирижаблем» соответственно. [8]
Помимо строительства двух дирижаблей, Имперская схема дирижаблей включала создание необходимой инфраструктуры для эксплуатации дирижаблей; например, необходимо было спроектировать и построить причальные мачты, используемые в Кардингтоне , Исмалии , Карачи и Монреале , а также расширить и улучшить сеть метеорологического прогнозирования. [9]
Технические характеристики дирижаблей были составлены комитетом Министерства авиации, в состав которого входили командир эскадрильи Реджинальд Колмор и подполковник В. К. Ричмонд , [10] оба из которых имели большой опыт работы с дирижаблями, большинство из которых были нежесткими. Они требовали, чтобы дирижабли имели вместимость не менее пяти миллионов кубических футов (140 000 м³) и фиксированный вес конструкции не превышал 90 тонн, что давало «доступную подъемную силу» около 62 тонн. С необходимым запасом около 20 тонн для служебной нагрузки, состоящей из экипажа из примерно 40 человек, а также запасов и водяного балласта, это позволяло возможную загрузку топлива и пассажиров в размере 42 тонн. [ необходимая цитата ] Должны были быть предусмотрены размещение 100 пассажиров и запасы на 57 часов полета, а также требовалась устойчивая крейсерская скорость 63 мили в час (101 км/ч) и максимальная скорость 70 миль в час (110 км/ч). [11] В военное время дирижабли, как ожидается, будут перевозить 200 солдат или, возможно, пять самолетов-истребителей-паразитов .
Команду разработчиков Vickers возглавлял Барнс Уоллис , который имел большой опыт в проектировании жестких дирижаблей и позже прославился геодезическим каркасом бомбардировщика Wellington и прыгающей бомбой . Его главный помощник («Главный калькулятор»), Невил Шут Норвегия, позже известный как романист Невил Шут , позже дал свой отчет о проектировании и строительстве двух дирижаблей в своей автобиографии 1954 года « Линейка: автобиография инженера» . Книга Шут Норвегии характеризует R100 как прагматичный и консервативный дизайн, а R101 — как экстравагантный и чрезмерно амбициозный, но одной из целей создания двух команд разработчиков было тестирование различных подходов, при этом R101 намеренно предназначался для расширения границ существующих технологий. [12] Позже Шут Норвегия признал, что многие из его критических замечаний в адрес команды R101 были неоправданными. [13]
Был составлен чрезвычайно оптимистичный график, согласно которому строительство правительственного R101 должно было начаться в июле 1925 года и завершиться к следующему июлю, а испытательный полет в Индию был запланирован на январь 1927 года. [14] В конечном счете, обширные эксперименты, которые были необходимы, задержали начало строительства R101 до начала 1927 года. R100 также был отложен, и ни один из них не поднялся в воздух до конца 1929 года.
Вся программа дирижаблей находилась под руководством директора по развитию дирижаблей, капитана группы Перегрина Феллоуза [15] , а Колмор исполнял обязанности его заместителя. Подполковник Ричмонд был назначен директором по проектированию: позже он был зачислен как «помощник директора по развитию дирижаблей (технический)» [16], а его помощником был командир эскадрильи Майкл Роуп. Директором по полетам и обучению, ответственным за все эксплуатационные вопросы для обоих дирижаблей, был майор Г. Х. Скотт , который разработал проект швартовочных мачт, которые должны были быть построены. Работа велась на Королевском заводе дирижаблей в Кардингтоне , Бедфордшир , который был построен братьями Шорт во время Первой мировой войны и был нанят Адмиралтейством для копирования и улучшения последних немецких конструкций с захваченных жестких дирижаблей. В 1919 году завод был национализирован , но после потери R38 ( который в то время находился в процессе передачи в США под обозначением ZR2) разработка военно-морского дирижабля была прекращена, и он был переведен на режим консервации и технического обслуживания.
R101 должен был быть построен только после завершения обширной исследовательской и испытательной программы Национальной физической лаборатории (NPL). В рамках этой программы Министерство авиации финансировало расходы на восстановление и полеты R33 с целью сбора данных о структурных нагрузках и воздушном потоке вокруг большого дирижабля. [11] Эти данные также были предоставлены Vickers; [17] оба дирижабля имели одинаковую удлиненную каплевидную форму, в отличие от предыдущих конструкций. Хильда Лион , которая отвечала за аэродинамическую разработку, обнаружила, что эта форма создавала минимальное сопротивление. [18] [19] Безопасность была первостепенной задачей, и это оказало важное влияние на выбор двигателей.
Было принято раннее решение построить основную конструкцию в основном из нержавеющей стали, а не из легких сплавов, таких как дюралюминий . Проектирование основной конструкции было разделено между Кардингтоном и производителем самолетов Boulton and Paul , которые имели большой опыт в использовании стали и разработали инновационные методы формирования стальной полосы в структурные секции. Работая над эскизным проектом, подготовленным с помощью данных, предоставленных NPL, расчеты напряжений были выполнены Кардингтоном. Затем эта информация была предоставлена Дж. Д. Норту и его команде в Boulton and Paul, которые спроектировали металлоконструкции. [20] Отдельные балки были изготовлены Boulton and Paul в Норвиче и доставлены в Кардингтон, где они были скреплены болтами. Эта схема для сборной конструкции подразумевала жесткие производственные допуски и оказалась полностью успешной, о чем свидетельствует легкость, с которой R101 в конечном итоге был расширен. До подписания каких-либо контрактов на металлоконструкции в Кардингтоне был собран целый отсек, состоящий из пары 15-сторонних поперечных кольцевых рам и соединительных продольных балок. После того, как сборка прошла испытания на нагрузку, отдельные балки были испытаны на разрушение. Структура планера была инновационной: кольцевые поперечные рамы предыдущих дирижаблей были скреплены радиальными тросами, встречающимися в центральной ступице, но в R101 такое скрепление не использовалось, рамы были достаточно жесткими сами по себе. [21] Однако это привело к тому, что структура простиралась дальше в оболочку, тем самым ограничивая размер газовых баллонов.
Спецификации, составленные в 1924 году Комитетом по безопасности дирижаблей, основывали оценки веса на существовавших тогда правилах прочности планера. Однако Инспекция Министерства авиации ввела новый набор правил для стандартов безопасности дирижаблей в конце 1924 года, и соответствие этим пока еще не сформулированным правилам было явно указано в индивидуальных спецификациях для каждого дирижабля. [22] Эти новые правила требовали, чтобы все подъемные нагрузки передавались непосредственно на поперечные рамы, а не принимались через продольные балки. [23] Целью этого постановления было позволить полностью рассчитать напряжение каркаса, а не полагаться на эмпирически накопленные данные, как это было в то время в конструкторском бюро Zeppelin . Помимо последствий для веса планера, одним из последствий этих правил было то, что обе команды были вынуждены придумать новую систему использования газовых баллонов. Запатентованная система крепления газовых баллонов «парашют», разработанная Майклом Роупом, оказалась неудовлетворительной, позволяя баллонам чрезмерно взмывать, особенно в плохую погоду. [24] [ проверка не удалась ] Это привело к тому, что газовые баллоны стали тереться о конструкцию, прорывая дыры в ткани. Другим эффектом было то, что и R100, и R101 имели относительно небольшое количество продольных балок для упрощения расчетов напряжений. [ необходима цитата ]
R101 использовал предварительно легированные льняные панели для большей части своего покрытия, вместо того, чтобы шнуровать нелегированную ткань на месте и затем наносить лак для ее усадки. Чтобы уменьшить площадь неподдерживаемой ткани в покрытии, конструкция чередовала основные продольные балки с неструктурными «рифовыми гиками», установленными на шкворнях, которые можно было регулировать с помощью винтовых домкратов для натяжения покрытия. [25] Предварительно легированная ткань оказалась неудовлетворительной с самого начала, панели раскололись из-за изменений влажности еще до того, как дирижабль покинул свой ангар. [26]
Были и другие инновационные особенности конструкции. Ранее балластные контейнеры были сделаны в форме кожаных «брюк», и одна или другая нога могла быть открыта снизу с помощью троса-расцепителя из кабины управления. В R101 крайние передние и задние балластные мешки были такого типа и управлялись локально, но основной балласт содержался в баках, соединенных трубами, так что балласт мог передаваться из одного в другой для изменения дифферента дирижабля с помощью сжатого воздуха. [27] Устройство для вентиляции внутренней части оболочки, необходимое как для предотвращения любого накопления выделившегося водорода , так и для выравнивания давления между внешней и внутренней частью, также было инновационным. Ряд клапанов-откидных створок был расположен на носу и корме крышки дирижабля (те, что на носу, хорошо видны на фотографиях), чтобы воздух поступал во время спуска дирижабля, в то время как ряд вентиляционных отверстий был расположен по окружности в средней части судна, чтобы воздух выходил во время подъема. [26]
Министерство авиации выбрало двигатели на тяжелом масле ( дизельные ), поскольку дирижабль предназначался для использования на маршруте в Индию, где считалось, что высокие температуры сделают бензин неприемлемо пожароопасным из-за его низкой температуры вспышки . Взрыв бензина стал одной из основных причин гибели R38 в 1921 году. [28]
Первоначальные расчеты основывались на использовании семи шестицилиндровых двигателей Beardmore Typhoon, работающих на тяжелом топливе, которые, как ожидалось, будут весить 2200 фунтов (1000 кг) и выдавать 600 л. с. (450 кВт) каждый. [29] Когда разработка этого двигателя оказалась непрактичной, вместо него было предложено использовать восьмицилиндровый Beardmore Tornado . Это был двигатель, разрабатываемый Beardmore , объединяющий два четырехцилиндровых двигателя, которые изначально были разработаны для использования на железной дороге. В марте 1925 года они должны были весить 3200 фунтов (1500 кг) и выдавать 700 л. с. (520 кВт) каждый. Из-за увеличенного веса каждого двигателя было решено использовать пять, в результате чего общая мощность снизилась с 4200 л. с. (3100 кВт) до 3500 л. с. (2600 кВт). [ необходима цитата ]
Сильный крутильный резонанс коленчатого вала наблюдался выше 950 об/мин, что ограничивало двигатель максимумом в 935 об/мин, давая выходную мощность всего 650 л. с. (485 кВт) с постоянной номинальной мощностью при 890 об/мин в 585 л. с. (436 кВт). [30] Двигатель также имел значительно превышающий расчетный вес, составлявший 4773 фунта (2165 кг), что вдвое больше первоначальной оценки. [30] Часть этого избыточного веса была результатом неспособности изготовить удовлетворительный легкий алюминиевый картер. [31]
Первоначально предполагалось оснастить два двигателя винтами с изменяемым шагом, чтобы обеспечить обратную тягу для маневрирования во время стыковки. Торсионный резонанс привел к тому, что полые металлические лопасти реверсивных винтов начали трескаться около ступиц, [32] и в качестве краткосрочной меры один из двигателей был оснащен реверсивным винтом с фиксированным шагом, в результате чего он стал мертвым грузом в нормальных условиях полета. [N 1] Для последнего полета дирижабля два двигателя были адаптированы для работы в обратном направлении путем простой модификации распределительного вала . [34]
В каждом вагоне также был установлен бензиновый двигатель Ricardo мощностью 40 л. с. (30 кВт) для использования в качестве стартера. Три из них также приводили в действие генераторы для обеспечения электроэнергией, когда дирижабль находился в состоянии покоя или летел на низких скоростях: на нормальных скоростях полета генераторы приводились в действие ветряными мельницами с постоянной скоростью и переменным шагом . Два других вспомогательных двигателя приводили в действие компрессоры для системы подачи сжатого воздуха, топлива и балласта. Перед финальным полетом один из бензиновых двигателей был заменен двигателем Beverly на тяжелом масле; чтобы уменьшить риск возгорания, топливные баки можно было сбросить. [35]
Дизельное топливо находилось в баках в поперечных рамах, большинство баков имели емкость 224 имп галлона (1018 л). Был предусмотрен механизм для сброса топлива непосредственно из баков в аварийной ситуации. Благодаря использованию баков, предусмотренных для компенсации веса, при движении с легким пассажирским грузом можно было перевозить общую топливную нагрузку в 10 000 имп галлонов (45 000 л). [36]
В обычном режиме работы экипаж R101 состоял из 42 человек. Он состоял из двух вахт по 13 человек под началом вахтенного офицера, эта обязанность была разделена между тремя главными офицерами корабля . Кроме того, были главный штурман , метеоролог, главный рулевой , главный механик , главный радист и главный стюард , которые не были назначены на вахту, но приходили на вахту по мере необходимости, и четыре сверхштатных (три механика и радист), которые были доступны для обеспечения сменной вахты при необходимости, а также помощник стюарда, повар и камбузный мальчик, которые приходили на вахту по мере необходимости с 06:30 до 21:30. [37] Минимальное требование к экипажу, как указано в Сертификате летной годности дирижабля , составляло 15 человек.
В кабине управления находились дежурный офицер вахты и рулевые и рулевые высоты, которые соответственно управляли рулем и рулями высоты с помощью колес, похожих на корабельные штурвалы . Двигатели индивидуально контролировались инженером в каждой из машинных кабин, приказы отдавались отдельным телеграфом в каждую кабину. Они перемещали индикатор в машинной кабине, чтобы сигнализировать о желаемой настройке дроссельной заслонки, а также звонили в колокол, чтобы привлечь внимание к факту передачи приказа. [ необходима цитата ]
Пассажирские помещения были распределены по двум палубам внутри оболочки и, как изначально было спроектировано, включали 50 пассажирских кают для одного, двух или четырех человек, столовую на 60 человек, [ нужна цитата ] две прогулочные палубы с окнами по бокам дирижабля, просторный салон площадью 5500 квадратных футов (510 м2 ) [ 3] и курительную комнату с асбестосодержащим покрытием на 24 человека. Большая часть пассажирских помещений находилась на верхней палубе, с курительной комнатой, кухней и туалетами, жилыми помещениями для экипажа, а также штурманской рубкой и радиорубкой на нижней палубе. [38] Кабина управления находилась непосредственно под передней частью нижней палубы и в нее можно было попасть по лестнице из штурманской рубки. [ нужна цитата ]
Стены были сделаны из легированного полотна, окрашенного в белый и золотой цвета. Меры по снижению веса включали плетеную мебель и алюминиевые столовые приборы. Окна для прогулок были сделаны из легкого " Cellon " вместо предполагаемого стекла, и один комплект был удален в рамках более поздних мер по снижению веса. [ необходима цитата ]
Длительный процесс наполнения водородных газовых баллонов R101 начался 11 июля 1929 года и был завершен к 21 сентября. Теперь, когда дирижабль находился в воздухе и был свободно привязан в ангарах, стало возможным провести испытания подъема и балансировки. Они оказались разочаровывающими. Конструкторская конференция, состоявшаяся 17 июня 1929 года, оценила общую подъемную силу в 151,8 тонны и общий вес планера, включая силовую установку, в 105 тонн. Фактические цифры оказались следующими: общая подъемная сила составляла 148,46 тонны, а вес — 113,6 тонны. [39] Более того, дирижабль был перегружен хвостом, в результате чего хвостовые поверхности значительно превышали расчетный вес. В таком виде полет в Индию был исключен. Эксплуатация дирижаблей в тропических условиях осложнялась потерей подъемной силы при высоких температурах воздуха: потеря подъемной силы в Карачи (тогда часть Британской Индии) оценивалась в 11 тонн для дирижабля размером с R101. [40]
2 октября пресса была приглашена в Кардингтон, чтобы осмотреть готовый дирижабль. [41] Однако погодные условия не позволили вывести его из ангара до 12 октября, когда его вывела группа наземного обслуживания из 400 человек. Событие привлекло огромное количество зрителей, а окружающие дороги были забиты машинами. Пришвартованный дирижабль продолжал привлекать зрителей, и было подсчитано, что к концу ноября более миллиона человек совершили поездку в Кардингтон, чтобы увидеть R101 на мачте. [42]
Программа полетов была обусловлена потребностью Министерства авиации в создании благоприятной рекламы, иллюстрирующей политическое давление, которое давило на программу. Ноэль Атерстоун, первый пилот, прокомментировал в своем дневнике 6 ноября: «Все эти показные трюки и увеселительные поездки до получения Сертификата летной годности совершенно неправильны, но нет никого в руководстве RAW [Royal Airship Works], у кого хватило бы смелости занять твердую позицию и настоять на том, чтобы испытания были свободны от увеселительных поездок». [43] Замечания Атерстоуна были вызваны обедом, который проводился на дирижабле для делегатов конференции по законодательству империи, но было и несколько подобных случаев. [ необходима цитата ]
R101 совершил свой первый полет 14 октября. После короткого замыкания над Бедфордом , курс был взят на Лондон , где он пролетел над Вестминстерским дворцом , собором Святого Павла и Сити , вернувшись в Кардингтон после полета, длившегося пять часов 40 минут. Во время этого полета сервоприводы не использовались, и никаких трудностей в управлении дирижаблем не возникло. [44] Второй полет, длившийся девять часов 38 минут, последовал 18 октября, с лордом Томсоном среди пассажиров, после чего R101 ненадолго вернули в ангар, чтобы можно было внести некоторые изменения в стартовые двигатели. [42] Третий полет, длившийся семь часов 15 минут, был совершен 1 ноября, во время которого он впервые летел на полной мощности, зафиксировав скорость 68,5 миль в час (110,2 км/ч): [45] даже на полной скорости не было необходимости использовать сервоприводы управления. Во время этого полета он кружил над Сандрингем-Хаусом , за которым наблюдали король Георг V и королева Мария , затем полетел в загородный дом предыдущего министра по вопросам авиации около Кромера , затем в Норидж через заводы и аэродром Болтона и Пола, прежде чем вернуться через Ньюмаркет и Кембридж . [46] 2 ноября был совершен первый ночной полет, в 20:12 была снята мачта, после чего самолет направился на юг, чтобы пролететь над Лондоном и Портсмутом, а затем попытаться совершить скоростной полет по кругу длиной 43 мили (69 км) над Солентом и островом Уайт . Эти испытания были сорваны из-за поломок труб в системах охлаждения двух двигателей, проблема позже была решена путем замены алюминиевых труб на медные . Он вернулся в Кардингтон около 09:00, швартовочная операция закончилась незначительной аварией, в результате которой был поврежден один из рифовых бонов на носу. [47]
8 ноября был совершен короткий полет — исключительно в целях связей с общественностью — с 40 пассажирами, включая мэра Бедфорда и различных должностных лиц. Чтобы разместить эту нагрузку, дирижабль был запущен только с частичной загрузкой топливом и балластом и был надут до высоты давления 500 футов (150 м). По словам Атерстоуна, он «пару часов кружил вокруг окрестностей Бедфорда», прежде чем вернуться на мачту.
Два дня спустя ветер начал усиливаться, и прогнозировались штормы . 11 ноября скорость ветра достигла 83 миль в час (134 км/ч), а максимальная скорость порывов составила 89 миль в час (143 км/ч). Хотя поведение корабля у мачты дало повод для большого удовлетворения, все же были некоторые причины для беспокойства. Движение корабля вызвало значительное перемещение газовых баллонов, пульсация, по словам рулевого «Скай» Ханта, составляла около четырех дюймов (десять см) из стороны в сторону и «значительно больше» в продольном направлении. Это привело к тому, что газовые баллоны засорили каркас, и в результате этого трения газовые баллоны были продырявлены во многих местах. [48]
Шестой полет был совершен 14 ноября для проверки изменений, внесенных в систему охлаждения, и ремонта газовых баллонов. На борту находились 32 пассажира, в том числе 10 членов парламента , проявляющих особый интерес к авиации, и группа должностных лиц Министерства авиации во главе с сэром Сефтоном Бранкером , директором гражданской авиации. [49]
16 ноября планировалось провести демонстрационный полет для группы из 100 депутатов парламента, схема, предложенная лордом Томсоном в ожидании, что немногие захотят воспользоваться предложением; в итоге подписка была перевыполнена. [50] Погода в тот день была неблагоприятной, и полет был перенесен. Затем погода прояснилась, и на следующий день R101 поднялся с мачты в 10:33, чтобы провести испытание на выносливость, которое, как планировалось, продлится не менее тридцати часов. R101 пролетел над Йорком и Даремом, прежде чем пересечь побережье и пролететь над Северным морем до Эдинбурга , где он повернул на запад в сторону Глазго . Ночью была проведена серия поворотных испытаний над Ирландским морем, после чего дирижабль был направлен на юг, чтобы пролететь над Дублином (родным городом капитана R101 Кармайкла Ирвина ), прежде чем вернуться в Кардингтон через Англси и Честер . После некоторой задержки в поисках Кардингтона из-за тумана, R101 был закреплен на мачте в 17:14, после полета, длившегося 30 часов 41 минуту. Единственной технической проблемой, возникшей во время полета, был насос для перекачки топлива, который ломался несколько раз, хотя последующее обследование двигателей показало, что один из них был на грани отказа подшипника большой головки шатуна . [51]
Рейс для депутатов парламента был перенесен на 23 ноября. Из-за низкого барометрического давления R101 не имел достаточной подъемной силы для перевозки 100 пассажиров, хотя все, кроме минимального количества топлива, было слито, а судно облегчено за счет удаления всех ненужных запасов. Рейс был отменен из-за погоды, но не раньше, чем политики прибыли в Кардингтон: они соответственно сели и пообедали, пока судно ехало у мачты, удерживаясь в воздухе только за счет динамической подъемной силы, создаваемой ветром со скоростью 45 миль в час (72 км/ч). [52] После этого R101 оставался у мачты до 30 ноября, когда ветер стих достаточно, чтобы его можно было отвести обратно в ангар.
Пока проводились первоначальные летные испытания, проектная группа изучала проблему подъемной силы. Исследования выявили возможную экономию веса в размере 3,16 тонн. Меры по экономии веса включали удаление двенадцати двухместных кают, удаление рифовых гиков с носа до шпангоута 1 и между шпангоутами 13 и 15 в хвосте, замену стеклянных окон смотровых палуб на целлон , удаление двух балластных цистерн и удаление сервомеханизма для руля направления и рулей высоты. [53] Выпуск газовых баллонов дал бы 3,18 тонны дополнительной подъемной силы, хотя Майкл Роуп считал это неразумным, [54] поскольку из балок выступали тысячи открытых креплений; истирание газовых баллонов пришлось бы предотвратить, обернув их полосками ткани. Для дальнейшего увеличения подъемной силы можно было бы установить дополнительный отсек емкостью 500 000 куб. футов (14 000 м 3 ). Это дало бы дополнительные девять тонн одноразового подъема. После долгих консультаций все эти предложенные меры были одобрены в декабре. Начались выпуск газовых баллонов и меры по снижению веса. Поставка металлоконструкций для дополнительного отсека компанией Boulton & Paul должна была состояться в июне. [ необходима цитата ]
Внешняя оболочка R101 также вызывала беспокойство. Осмотр 20 января 1930 года Майклом Роупом и Дж. У. В. Дайером, главой отдела тканей в Кардингтоне, выявил серьезное ухудшение состояния ткани на верхней части дирижабля в местах скопления дождевой воды, и было принято решение добавить усиливающие ленты по всей длине оболочки. Дальнейшие испытания, проведенные Роупом, показали, что ее прочность тревожно ухудшилась. Первоначально указанная прочность оболочки составляла разрывную нагрузку 700 фунтов на фут пробега (10 кН/м): фактическая прочность образцов составляла в лучшем случае 85 фунтов (1,24 кН/м), в то время как расчетная нагрузка на скорости 76 миль в час (122 км/ч) составляла 143 фунта на фут пробега (2,09 кН/м). Дальнейший осмотр оболочки 2 июня обнаружил, что образовалось множество мелких разрывов. [55] Было принято немедленное решение заменить предварительно легированную оболочку новой оболочкой, которая будет легирована после установки. Это должно было произойти после полетов, запланированных на июнь с целью демонстрации R101 публике на авиасалоне в Хендоне ; [ необходима ссылка ] для этих полетов покрытие должно было быть дополнительно усилено.
Подтверждение плохого состояния покрытия пришло утром 23 июня, когда R101 вывели из ангара. Он находился на мачте менее часа при умеренном ветре, когда было замечено тревожное рябь, и вскоре после этого на правом борту дирижабля появилась трещина в 140 футов (43 м) в покрытии. Было решено отремонтировать ее на мачте и добавить больше укрепляющих полос. Это было сделано к концу дня, но на следующий день произошел второй, более короткий разрыв. С этим справились таким же образом, и было решено, что если усилительные полосы будут добавлены к отремонтированному участку, то запланированное появление на авиашоу в Хендоне может быть осуществлено. [56]
R101 совершил три полета в июне общей продолжительностью 29 часов 34 минуты. 26 июня был совершен короткий испытательный полет, управление — больше не сервоприводное — было описано как «мощное и полностью адекватное». [57] В конце этого полета R101 оказался «тяжеловатым», и пришлось сбросить две тонны мазута, чтобы облегчить дирижабль для швартовки. Первоначально это было связано с изменениями температуры воздуха во время полета. В следующие два дня R101 совершил два полета, первый для участия в репетиции показа Королевских ВВС в Хендоне, а второй — для участия в самом показе. Эти полеты выявили проблему с подъемной силой, потребовался значительный сброс балласта. В это время Атерстоуна сменил капитан Г. Ф. Мигер, который обычно был первым офицером на R100. Мигер был «встревожен» тяжестью R101, так как после 10 часов полета R100 был бы значительно легче из-за расхода топлива. Мигер заметил, что это был первый раз, когда он «завелся» на дирижабле. [58] Он сбросил тонну балласта, и для того, чтобы взвесить R101 для швартовки, лейтенанту авиации Ирвину потребовалось сбросить 10 тонн воды и мазута. [59] [60] Осмотр газовых баллонов выявил большое количество отверстий, образовавшихся в результате выпуска газовых баллонов, что позволило им засорить выступы на балках каркаса. [61]
Когда ограничители газовых баллонов были ослаблены, чтобы обеспечить большую вместимость газа (R101B), это привлекло внимание доктора Эккенера. Его беспокойство было передано Вилли фон Майстеру, представителю Deutsche Zeppelin-Reederei в Соединенных Штатах, который посещал Luftschiffbau Zeppelin на Боденском озере . Доктор Эккенер был обеспокоен тем, что газовые баллоны могут быть продырявлены из-за износа конструкции, и произойдет потеря газа. Фон Майстер остановился по пути обратно в США, чтобы навестить свою мать, и встретился с лордом Томсоном, чтобы передать предложение доктора Эккенера о технической помощи. Лорд Томсон сердечно выслушал, поблагодарил фон Майстера и сообщил ему, что устанавливается обивка, которую британские конструкторы посчитали достаточной. [62]
Также была высказана обеспокоенность по поводу возможности потери газа через клапаны, которые были инновационной конструкции Майкла Роупа. Клапаны дирижаблей предназначены в первую очередь для автоматического выпуска газа, если давление в ячейках повышается до точки, при которой мешок может разорваться; они также используются для регулировки подъемной силы для управления. Подозревалось, что клапаны могут открываться, когда дирижабль сильно кренится или когда хлопанье внешней оболочки вызывает локальное низкое давление, но после проверки их работы инспектор Департамента воздушной инспекции в Кардингтоне Ф. У. МакВейд пришел к выводу, что их работа была удовлетворительной, и они вряд ли были причиной какой-либо значительной потери газа. [63]
Как экспериментальный самолет, R101 эксплуатировался по временному «Разрешению на полет», ответственность за которое лежала на МакВейде. 3 июля, минуя своего непосредственного начальника, МакВейд написал письмо директору Авиационной инспекции подполковнику Х. В. С. Аутраму, в котором выразил нежелание рекомендовать продление разрешения или выдачу полного Сертификата летной годности , который был бы необходим для того, чтобы дирижабль мог летать в воздушном пространстве других стран. Его беспокоило то, что прокладка на каркасе была недостаточной для защиты газовых баллонов от истирания, поскольку ремни были выпущены так, что они «жестко упирались в продольные балки», и что любое колебание газовых баллонов имело бы тенденцию ослаблять прокладку, делая ее неэффективной. Он также выразил сомнения относительно использования прокладки, считая, что она затрудняет осмотр планера и также имеет тенденцию удерживать влагу, делая коррозию более вероятной. [64] Аутрам, который мало что знал о дирижаблях, отреагировал на это, проконсультировавшись с Колмором, теперь директором по развитию дирижаблей, от которого он получил обнадеживающий ответ. Дело не получило дальнейшего развития. [65]
R101 вошел в свой ангар для расширения 29 июня. В то же время, газовые баллоны были полностью отремонтированы, два двигателя были заменены адаптированными двигателями, способными работать в обратном направлении, и большая часть покрытия была заменена. Оригинальное покрытие было оставлено на месте между шпангоутами 3 и 5 и в двух отсеках в хвосте. [66] Эти части покрытия были обработаны смазкой после установки и поэтому считались удовлетворительными, хотя осмотр МакВейда обнаружил, что некоторые области, где усиления были приклеены резиновым раствором, были серьезно ослаблены; эти области были дополнительно усилены с использованием смазки в качестве клея. [67]
Министерство авиации составило график для R101, чтобы совершить полет в Индию в начале октября, чтобы совпасть с Имперской конференцией , которая должна была состояться в Лондоне. Вся программа была направлена на улучшение связи с Империей, и надеялись, что полет создаст благоприятную рекламу для программы дирижаблей. Последний испытательный полет R101 был первоначально запланирован на 26 сентября 1930 года, но сильный ветер задержал выход из ангара до 1 октября. Тем же вечером R101 [68] поднялся с мачты для своего единственного испытательного полета перед отправлением в Индию. Он длился 16 часов 51 минуту и был выполнен в почти идеальных погодных условиях; из-за отказа масляного радиатора в одном двигателе не было возможности провести испытания на полной скорости. Полет был сокращен, чтобы подготовить дирижабль к полету в Индию. [69]
Несмотря на отсутствие полных испытаний на выносливость и скорость, а также тот факт, что надлежащее исследование аэродинамических последствий расширения не было полностью завершено NPL, 2 октября был выдан Сертификат летной годности, в котором Инспекция выразила свое полное удовлетворение состоянием R101 и стандартами, в соответствии с которыми были выполнены ремонтные работы. Сертификат был передан капитану судна HC Irwin в день его полета в Индию. [70]
R101 вылетел из Кардингтона вечером 4 октября 1930 года в пункт назначения Карачи , совершив дозаправку в Исмаилии в Египте , под командованием лейтенанта авиации Кармайкла Ирвина . Среди пассажиров были лорд Томсон , государственный секретарь по авиации; вице-маршал авиации сэр Сефтон Бранкер , директор гражданской авиации; командир эскадрильи Уильям Палстра, офицер связи ВВС Великобритании с Министерством авиации Великобритании; и директор по развитию дирижаблей Реджинальд Колмор. Конструкторов представляли подполковник В. К. Ричмонд и Майкл Роуп. [71]
Прогноз погоды на утро 4 октября был в целом благоприятным, предсказывались южные и юго-западные ветры со скоростью от 20 до 30 миль в час (от 32 до 48 км/ч) на высоте 2000 футов (610 м) над северной Францией, с улучшением условий над южной Францией и Средиземноморьем. [72] Хотя прогноз погоды на середину дня указывал на некоторое ухудшение ситуации, это не считалось достаточно тревожным, чтобы отменить запланированное путешествие. Был проложен курс, который должен был пройти по R101 над Лондоном, Парижем и Тулузой , пересекая французское побережье около Нарбонны . [ требуется цитата ]
Начался мелкий дождь, когда в сумерках, со всем экипажем и пассажирами на борту, R101 приготовился к вылету. Под яркими прожекторами был отчетливо виден сброс водяного балласта для приведения дирижабля в состояние равновесия. Командир эскадрильи Бут, командир R100, наблюдал за вылетом с обзорной галереи башни и подсчитал, что две тонны были сброшены с носа и еще тонна из цистерн в средней части судна. [73] R101 отчалил от мачты в 18:36 по Гринвичу под радостные крики толпы, собравшейся, чтобы стать свидетелями события, осторожно отошел от башни, и, когда была сброшена еще одна тонна балласта, двигатели были открыты примерно на половину мощности, и дирижабль медленно начал подниматься, сначала направляясь на северо-восток, чтобы пролететь над Бедфордом, прежде чем сделать поворот на 180° влево, чтобы пройти севернее Кардингтона. [ необходима цитата ]
Около 19:06 дежурный инженер в кормовой машине двигателя сообщил о явной проблеме с давлением масла. В 19:16 он заглушил двигатель, и после короткого обсуждения с главным инженером началась работа по замене датчика масла, поскольку никаких явных проблем с двигателем не было. С одним остановившимся двигателем скорость полета снизилась примерно на 4 мили в час (6 км/ч) до 58,7 миль в час (94,5 км/ч) [74]
В 19:19, пролетев 29 миль (47 км), но все еще всего в 8 милях (13 км) от Кардингтона, был установлен курс на Лондон. В 20:01 R101, уже над Поттерс-Бар , сделал свой второй доклад Кардингтону, подтвердив намерение проследовать через Лондон, Париж и Нарбонну, но не упомянув о проблеме с двигателем. К этому моменту погода ухудшилась, и пошел сильный дождь. Пролетая на высоте около 800 футов (240 м) над землей, дирижабль пролетел над Alexandra Palace, прежде чем немного изменить курс у знаковой часовой башни Метрополитенского скотоводческого рынка к северу от Ислингтона , а оттуда над Шордичем, чтобы пересечь Темзу в районе Собачьего острова , пролетев над Королевским военно-морским колледжем в Гринвиче в 20:28. Движение дирижабля, нос которого был направлен примерно на 30 градусов вправо от траектории, наблюдали многие, кто, не боясь дождя, наблюдал, как он пролетает над головой. [74]
Обновление метеорологической ситуации было получено в 20:40. [75] Прогноз сильно ухудшился, юго-западный ветер со скоростью до 50 миль в час (80 км/ч) с низкой облачностью и дождем прогнозировался на севере Франции, и аналогичные условия над центральной Францией. То, что это вызвало беспокойство на борту, демонстрирует запрос более подробной информации, который был передан в 21:19, к тому времени R101 был около Хокхерста , Кент. Возможно, рассматривался альтернативный курс. В 21:35 R101 пересек английское побережье около Гастингса и в 21:40 передал отчет о ходе работ обратно в Кардингтон, упомянув, что происходит сбор дождевой воды в балластные цистерны, но снова не сообщив о проблеме с двигателем. В 22:56 кормовой двигатель был перезапущен. К этому времени скорость ветра возросла примерно до 44 миль в час (71 км/ч) с сильными порывами, но последующий метеорологический отчет, полученный вскоре после того, как дирижабль пересек побережье, был обнадеживающим относительно погодных условий к югу от Парижа. [76]
Французское побережье было пересечено в Point de St Quentin в 23:36 по Гринвичу, примерно в 20 милях (32 км) к востоку от предполагаемого выхода на берег. [77] Новый курс был установлен, чтобы провести R101 над Орли , на основе предполагаемого направления ветра 245 градусов и скорости 35 миль в час (56 км/ч). Предполагаемый курс должен был провести R101 в четырех милях к западу от Бове , но предполагаемая скорость и направление ветра были неточными, в результате чего путь R101 оказался восточнее предполагаемого курса. Эта ошибка стала бы очевидной, когда около 01:00 R101 пролетел над Пуа-де-Пикарди , характерным городом на вершине холма, который был бы легко узнаваем штурманом, командиром эскадрильи Э. Л. Джонстоном. Соответственно, R101 изменил курс: новый курс пролегал прямо над хребтом Бове высотой 770 футов (230 м), районом, печально известным своими турбулентными ветровыми условиями. [78]
В 02:00 вахта была заменена, второй помощник Морис Стефф принял командование от Ирвина. R101 в этот момент «летел тяжело», [ нужна цитата ] полагаясь на динамическую подъемную силу, создаваемую поступательной скоростью воздуха, чтобы поддерживать высоту, которая, по оценкам Комиссии по расследованию, составляла не менее 1000 футов (300 м) над землей. [79] Около 02:07 R101 вошел в пике , из которого он медленно вышел, вероятно, потеряв около 450 футов (140 м). [ нужна цитата ] Когда это произошло, такелажник С. Черч, который возвращался в каюту экипажа, чтобы закончить дежурство, был отправлен вперед, чтобы сбросить передние аварийные балластные мешки, [69] которые контролировались локально. Это первое погружение было достаточно крутым, чтобы заставить AH Leech, бригадира инженеров из Кардингтона, вылететь со своего места в курительной комнате и разбудить главного электрика Артура Дисли, который дремал в рубке рядом с рубкой штурмана. Когда дирижабль пришел в себя, Дисли был разбужен главным рулевым GW Hunt, который затем пошел в каюту экипажа, крикнув: «Мы упали, ребята» в знак предупреждения. В то же время дирижабль вошел во второе погружение, и в машинные отделения поступил приказ снизить скорость до низкой (450 об/мин). [ необходима цитата ] Прежде чем инженер AJ Cook, находившийся на дежурстве в левой машинной кабине, смог отреагировать, дирижабль врезался в землю на опушке леса за пределами Аллонна , в 2,5 милях (4 км) к юго-востоку от Бове, и немедленно загорелся. Причина приказа снизить скорость является предметом предположений, поскольку это привело бы к потере динамической подъемной силы дирижаблем и переходу его в положение носом вниз. [ необходима цитата ] Последующее расследование оценило скорость удара примерно в 13 миль в час (21 км/ч), при этом дирижабль был наклонен носом вниз под углом от 15° до 25°. [80]
_(2).jpg/1280px-R101_(32639637953)_(2).jpg)
Сорок шесть из пятидесяти четырех пассажиров и членов экипажа погибли сразу. Чёрч и такелажник WG Radcliffe выжили в катастрофе, но позже скончались в больнице в Бове, доведя общее число погибших до сорока восьми. Из шести выживших четверо (включая Кука) были инженерами в машинных отделениях снаружи корпуса; Лич и Дисли были единственными выжившими из главной каюты. [69]
В рамках того, что было описано как «французская дань уважения британцам, погибшим в великой катастрофе дирижабля R101», погибший экипаж и пассажиры были перевезены на артиллерийских кессонах через Бове мимо нескольких тысяч зевак в сопровождении кавалерии спаги . [81]
Затем тела были возвращены в Великобританию, и в пятницу 10 октября в соборе Святого Павла состоялась поминальная служба, в то время как тела были выставлены для прощания в Вестминстерском зале Вестминстерского дворца . Почти 90 000 человек выстроились в очередь, чтобы отдать дань уважения: однажды очередь достигла полумили, и зал был открыт до 00:35, чтобы принять их всех. [82] На следующий день похоронная процессия перевезла тела на станцию Юстон по улицам, заполненным скорбящими. Затем тела были доставлены в деревню Кардингтон для захоронения в общей могиле на кладбище церкви Святой Марии. Позднее был воздвигнут памятник, [83] а обгоревший опознавательный знак Королевских ВВС , на хвосте которого летел R101, выставлен вместе с мемориальной табличкой в нефе церкви. [84] 1 октября 1933 года, в воскресенье перед третьей годовщиной крушения, на обочине Route nationale 1 около Аллонна был открыт мемориал [85] погибшим возле места крушения . На самом месте крушения также имеется памятный знак. [86]
Церковь Святого Семейства и Святого Михаила, римско-католическая церковь в Кесгрейве , Саффолк, была построена в 1931 году в память о командире эскадрильи Майкле Роупе, который был католиком. С крыши нефа свисает модель R101. [87]
Следственный суд возглавил либеральный политик сэр Джон Саймон , которому помогали подполковник Джон Мур-Брабазон и профессор CE Инглис . [88] Расследование, проходившее публично, началось 28 октября и длилось 10 дней, заслушивая показания свидетелей, включая профессора Леонарда Бэрстоу и доктора Хьюго Эккенера из компании Zeppelin, прежде чем было объявлено перерыв, чтобы Бэрстоу и Национальная физическая лаборатория могли выполнить более подробные расчеты, основанные на испытаниях в аэродинамической трубе специально изготовленной модели R101 в ее окончательном виде. Эти доказательства были представлены в течение трех дней, закончившихся 5 декабря 1930 года. Окончательный отчет был представлен 27 марта 1931 года. [ необходима цитата ]
В ходе расследования были подробно изучены большинство аспектов конструкции и конструкции R101, особое внимание уделялось газовым баллонам и связанным с ними жгутам и клапанам, хотя было проведено очень мало исследований проблем, возникших с покрытием. Все технические свидетели без колебаний подтвердили летную пригодность дирижабля перед его полетом в Индию. Также были изучены различные эксплуатационные решения, принятые до того, как дирижабль отправился в свой последний рейс. [ необходима цитата ]
Возможность того, что авария была результатом длительной потери газа, вызванной утечкой или потерей через клапаны, была отклонена, поскольку это объяснение не объясняло поведение дирижабля в последние моменты его жизни: более того, тот факт, что дежурные офицеры регулярно меняли вахту, подразумевал, что не было особой причины для тревоги за несколько минут до крушения. Недавняя смена вахты была сочтена возможным фактором, способствовавшим аварии, поскольку новый экипаж не успел почувствовать дирижабль. [ необходима цитата ] Также было сочтено крайне маловероятным, что авария была вызвана исключительно внезапным нисходящим потоком. Внезапный и катастрофический отказ рассматривался как единственное объяснение. Расследование исключило возможность структурного разрушения планера. Единственная серьезная трещина, обнаруженная в обломках, была в задней части нового расширения каркаса, но было сочтено, что это произошло либо при ударе, либо, что более вероятно, было вызвано интенсивным жаром последующего пожара. [ необходимая цитата ] Расследование пришло к выводу, что, вероятно, в передней крышке образовался разрыв, что, в свою очередь, привело к отказу одного или нескольких передних газовых баллонов. Доказательства, представленные профессором Бэрстоу, показали, что это привело бы к тому, что нос R101 стал бы слишком тяжелым для корректировки рулями высоты. [89] Недостаток достаточной высоты был рассмотрен расследованием R101 и должен быть рассмотрен, учитывая, что самолет летел в области пониженного атмосферного давления. Тем же вечером Graf Zeppelin во Франкфурте показывал высоту 400 футов. Подобная ошибка над Францией опустила бы R101 на 400 футов ниже предполагаемой высоты. [90] Высотомер можно было бы скорректировать во время полета через канал, рассчитав время падения сигнальной ракеты перед зажиганием, но над Францией не было возможности определить поправку высотомера. Наблюдения наблюдателей, сообщавших об очень низких высотах над Францией, и уверенность экипажа в том, что они находились на безопасной высоте согласно высотомеру, могли быть верными. Вопрос достаточной высоты рассматривался в ходе расследования R101, но не сопутствующий вопрос коррекции высотомера. [91] [ проверка не удалась ]
Причина пожара не была установлена. Несколько водородных дирижаблей потерпели крушение при схожих обстоятельствах, не загоревшись. Расследование посчитало, что наиболее вероятно, что искра от электрики дирижабля воспламенила выходящий водород, что привело к взрыву. Другие выдвинутые предположения включали возгорание кальциевых факелов, перевозимых в контрольной кабине, при контакте с водой, [92] электростатический разряд или пожар в одной из машинных кабин, в которой перевозился бензин для стартовых двигателей. Все, что известно наверняка, это то, что она загорелась почти сразу и сильно горел. В условиях сильной жары мазут с обломков впитался в землю и загорелся; он все еще горел, когда на следующий день по воздуху прибыла первая группа официальных лиц. [93]
В ходе расследования было решено, что «невозможно было избежать вывода о том, что R101 не отправился бы в Индию вечером 4 октября, если бы не было сделано это с учетом вопросов государственной политики», но было сочтено, что это было результатом желания всех заинтересованных сторон доказать ценность R101, а не прямого вмешательства сверху. [94]
Крушение R101 положило конец британскому интересу к дирижаблям в предвоенный период. Компания W Ward Ltd из Шеффилда спасла то, что смогла из обломков, [95] работа продолжалась до 1931 года. Хотя было оговорено, что ни один из обломков не должен оставаться в качестве сувениров, [96] Wards изготовили небольшие блюда с надписью «Металл из R101», как они часто делали с металлом с кораблей или промышленных сооружений, над которыми они работали.
Компания Zeppelin Company приобрела пять тонн дюралюминия с места крушения. [69] Конкурент дирижабля, R100, несмотря на более успешную программу разработки и удовлетворительный, хотя и не совсем безаварийный, трансатлантический испытательный полет в Канаду и обратно, был немедленно снят с эксплуатации после крушения R101. Более года R100 оставался в своем ангаре в Кардингтоне, пока решалась судьба программы Imperial Airship. В декабре 1931 года R100 был разобран и продан на металлолом. [97]
В то время проект Imperial Airship Scheme был спорным из-за больших сумм государственных денег, вовлеченных в него, и потому что некоторые сомневались в полезности дирижаблей. [98] Впоследствии возникли разногласия относительно достоинств R101. Крайне плохие отношения между командой R100 и как с Кардингтоном, так и с Министерством авиации создали атмосферу обиды и зависти, которая могла бы раздражать. Автобиография Невила Шута Норвегии была опубликована Sunday Graphic в 1954 году и была обманчиво представлена как содержащая сенсационные откровения, [99] и точность его рассказа является причиной разногласий среди историков дирижаблей. [100] Барнс Уоллис позже высказал уничтожающую критику проекта, хотя они могут частично отражать личную неприязнь. Тем не менее, его перечисление «чрезмерного тщеславия» Ричмонда как главной причины фиаско и тот факт, что он не проектировал его как еще один, мало что говорит о его объективности. [101]
27 ноября 2014 года, спустя 84 года после катастрофы, баронесса Смит из Базилдона совместно с членами Фонда наследия дирижаблей открыли мемориальную доску R101 в зале Святого Стефана в Вестминстерском дворце. [102]
Общая характеристика
Производительность
