Poznámky k americké meziválečné vzduchoplavbě – část 1

Autor : František Aubrecht / Aubis 🕔29.06.2006 📕17.863

Ztužené konstrukce

Americké námořnictvo rozpoznalo výho­du vzducholodí jako prostředků dálko­vého námořního průzkumu již v závěreč­ném období první světové války. Požadovalo proto na Senátu prostředky na opatření alespoň dvou vzducholodí ztužené konstrukce a na vybudování dobře vyba­vené vzducholodní základny. Žádané však dostalo až v roce 1919. Tyto prostředky měly být použity na pořízení 2 vzducholodí (budoucí ZR1 a ZR2) a postavena základna U. S. Naval Air Station v Lakehurstu, stát New Jersey. Označení Z bylo aplikováno na všechny letouny USN lehčí než vzduch.

Třebaže nejslavnější vzducholodě, německé zeppeliny, již koncem 1. světové války opustily prvoliniovou službu, jejich odvozeniny a následovníci žili dále. I americké námořnictvo si pro svou první vzducholoď zvolilo Zeppelinův model a chystalo se postavit mírně zvětšenou kopii typu L.49. Nešlo však jen o mechanické zvětšení. Nová loď byla i konstrukčně přizpůsobena americkým zvyklostem. Např. motorová insta­lace této vzducholodi měla některé zvláštnosti, které ji výrazně odlišovaly od německého vzoru. Americké vzducholodě nebyly, na rozdíl od německých, plněny smrtelně nebezpečným vodíkem, ale inertním héliem, jehož přírodní naleziště Amerika vlastnil a úspěšně využívala. To mělo možná nižší nosnost, ale provozně bylo podstatně bezpečnější. Tento fakt například umožnil konstruktérům umísťovat motory do trupu lodi, čímž se usnadnila jejich obsluha a kontrola při nezanedbatelné úspoře aerodynamického odporu zmenšením gondol, které nesly jen uchycení vrtulí a jejich převody (viz např. ZRS-4 Akron). Byl zde ale jiný problém. Nosný plyn hélium se komplikovaně těžil z přírodních nalezišť, takže byl stále velmi drahý a těžko dostupný. Protože ale vzducholoď jako každý prostředek lehčí vzduchu, ve vzduchu plave, je poslušna Archimédova zákona. Takže jak v průběhu letu ubývalo palivo a vzducholoď se tím odlehčovala, bylo třeba nosný plyn za letu ventily odpouštět, aby se zachovalo vyvážení vzducholodě vzhle­dem k okolnímu vzduchu. Jinak by stoupala nekontrolo­vatelně do výšky. Vypouštěním malého množství nosného plynu se poněkud zmenšovala nosnost, a tak se vyrovnával váhový úbytek.

Dokud se jako nosný plyn používal laciný vodík, byla tato metoda běžná a nevyžadovala žádných konstrukčních úprav. Héliem však bylo třeba maximálně šetřit. Američtí konstruktéři si museli poradit jinak. Buď výrazně zhoršit efektivnost provozu vzducholodí, včetně rizika, že nemusí být vždy k dispozici dostatek hélia na doplnění náplně nosného média a vzducholoď bude vyřazena ze služby, nebo nahradit vypouštění plynu jinou metodou stabilizace lodi. Nakonec přišli na myšlenku ochlazovat výfuko­vé plyny motorů, kondenzovat vodní páry v nich obsažené na vodu, a tu pak za letu plynule doplňovat do nádrží vodní přítěže. Tak by se s ubývající vahou paliva celková váha vzducholodě neměnila, nebo jen velmi málo. Poprvé bylo kondenzační zařízení po­užito u ZR1, a protože se osvědčilo, stalo se pak běžným i u ostatních amerických ztužených vzdu­cholodí. Mělo i některé nevýhody, především přidávalo váhu, zvyšovalo odpor a kompli­kovalo konstrukci. Také se nikdy se nepodařilo získat dostatečné množství vody, a tudíž i nadále bylo třeba jistou část nosného plynu vypouštět, třebaže to bylo proti dříve potřebným množstvím zanedbatelné.

ZR1 ověřila ještě jednu technickou specialitu. Na rozdíl od Němců, Angličané i Američané používali systém kotevních stožárů. Takže zatímco německé vzducholodě potřebovaly k pozemní obsluze i na vlastních základnách doslova stovky lidí, odborně řízených a sehraných, přistávání v Anglii či Americe zvládlo několik lidí. A namáhavou práci konaly stroje, neboť přitahování lan bylo možné zajistit traktory či stabilními navijáky. Kloubové ukotvení přídě lodi na ocelové konstrukci stožáru navíc vzducholodi umožňovalo reagovat na změny větru, loď se mohla natočit jako korouhvička ve větru, mohla se kývat na strany i nahoru a dolů, a přitom byla stále pevně spojena se zemí. Stabilní nebo i mobilní kotevní stožáry převzaly největší síly potřebné ke zvládnutí velkého tělesa lodi. K natočení proti větru nebo ke směrování tělesa při zajíždění do hangáru stačil už jen nepříliš početný personál, popří­padě kolejový traktor. Technika kotevního stožáru ovšem vyžadovala pevnou konstrukci přídě, která by zachycovala síly od závěsného kloubu a rozváděla je dále do kostry.


Postup uchycení vzducholodě na kotevní stožár (in: Němeček, Václav, Vojenská letadla 2, NV Praha 1975, str. 182) Obr.A
1
Vzducholoď se přibližuje s přídí poněkud skloněnou dolů. Spustí z přídě poutači lano a dvě směrovací lana. Z vrcho­lu kotevního stožáru je vytaženo přitahovací lano a z paty stožáru dvě pomocná lana.
2 Na zemi se spojí poutací a přitahovací lano a zároveň obě směrovací a pomocná lana. Navijáky věže vtahují lana dovnitř a přitahují vzducholoď ke stožáru. Směro­vací lana jsou napjata přes kladky a pomáhají udržovat směrovou stabilitu vzducholodě.


Obr.B (in: Němeček, Václav, citované dílo, str. 183)
3 Příď vzducholodě se blíží k vrcholu stožáru. Vzducholoď je teď skloněna zádí mírně dolů.
4 Kování na přídi vzducholodě se spojí se závěsem na vrcholu stožáru. Manévr je ukončen.

ZR-1 USS Shenandoah

Stavba ZR1 začala v r. 1921, ale prvních vzducholodí se námořní letectvo dočkalo v r. 1923. Samotná stavba konstrukce osvědčeného typu tak dlouho netrvala, zpoždění způsobila pomalá stavba stanice v Lakehurstu, jejíž hangár byl dokončen až v tomto roce. ZR1 byla dlouhá 208 m, její objem byl 60 000 m³ a pohánělo ji šest motorů Liberty po 400 k. V doutníkovém tělese bylo 19 plynových oddílů a osádka čítala normálně 23 muže. Těsně před dokon­čením byly motory Liberty nahrazeny typy Packard, sice s výkonností jen 300 k, avšak větší výškovostí.

Letové zkoušky ZR1 byly zahájeny 3. září 1923 a po nich byla vzducholoď slavnostně převzata vzduchoplavbou a pokřtěna na „Shenandoah", což značí indiánsky „dcera hvězd". Pod tímto poetickým jménem se stala vzdu­choloď v Americe i ve světě velmi populární a zdálo se, že díky velmi pečlivému vývoji i stavbě, to bude hned napoprvé úspěch. Její nástup byl tak přesvědčivý, že se s ní dokonce počítalo k letu nad severní pól, plánovanému na rok 1924, se kterého nakonec kvůli dále popsané nehodě sešlo.

Shenandoah létala jak z lakehurtské základny, kde přistávala na stabilním stožáru, tak se také podílela i na námořních akcích. Při těchto akcích operovala z kotevního stožáru vzty­čeného na palubě tankové lodě Patoka, zakotvené v zátoce Narragansett. Plo­voucí stožár však neskýtal tak pevné zakotvení jako pozemní, a proto musela vzducholoď i v upoutaném stavu setrvat v letovém režimu a diferencovaným tahem vrtulí a výkyvy kormidel udržovat rovnovážnou polohu. Z tankové lodě mohlo být plynule doplňováno palivo.


Obr.1 Shenandoah v letu

ZR1 absolvovala řadu cvičení i propagačních letů, zažila i několik nehod. Nejtěžší se stala r. 1924, kdy loď byla bouří utržena od kotevního stožáru. Po vytržení kotevního kloubu došlo k protržení plynových oddílů v přídi. Loď byla unášena vichřicí. Posádka odhodila vodní přítěž, čímž loď vyvážila, nahodila motory a po devítihodinovém zápase s vichřicí se vrátila s lodí na letiště. Neplánovaně tak loď prokázala výhodnost užití hélia coby nosného média. Startovat motory v situaci, kdy celý prostor lodi byl plný unikajícího nosného plynu, by bylo ve vodíkem plněné vzducholodi jednoznačnou sebevraždou. U lodi plněné héliem se to stalo prostředkem k záchraně.

Shenandoah byla opravena, ale osud ji vstoupil do cesty jinak. Nečekaně se projevil nedostatek hélia a ZR1 musela obětovat „své“ hélium ve prospěch nově postavené ZR3. V době od listopadu 1924 do června 1925 ležela loď v hangáru bez plynové náplně. Tu se pro ni podařilo zajistit teprve v červnu 1925. Loď pak sloužila do září r. 1925 a nalétala dalších více než 20 000 km.

Přesto se Shenandoah nakonec její rozměry staly osudnými. Propagační okružní let po USA, který měl americkou veřejnost povzbudit k podpoře výstavby vzducholodní flotily, se pro ni stal letem posledním. Již na počátku této cesty 3. září 1925 byla ZR1 nad Ohiem zachvácena těžkou bouří, jejíž vertikální poryvy o rychlosti až 30 m/s namáhaly konstrukci vzducholodního tělesa nebý­valou měrou. Vzducholoď byla z přeletové výšky 520 m téměř naráz vržena do 930 m, pak až na 1830 m, aby byla vzápětí sražena na 900 m. Extrémní namáhání konstrukce tak velkého tělesa se lodi stalo osudným – rozlomila se na 2 části. Přední část lodi, ve které se nalézal i velitel Charles E. Rosedahl, nakonec pokračovala v letu ještě dalších 22 km jako klasický volný balón a bezpečně přistála, zadní část bez plynu se zřítila. Při katastrofě zahynulo 14 ze 43 mužů na palubě.


Obr.2 Trosky Shenandoah

Shenandoah prokázala, že principiálně je myšlenka vzducholodí dobrá. Současně ale prokázala i její slabiny. V klidných povětrnostních podmínkách plnila znamenitě své úkoly. Ovšem za předpokladu jakékoli nepřítelské aktivity ve vzduchu nebo při prudkém zhoršení počasí se z ní stával bezmocný obr, vydaný svému protivníkovi napospas.

R.38 / ZR-2

Osudy lodi ZR2 byly velmi nešťastné. V roce 1919 byla v Británii objednána ztužená vzducho­loď R.38, která se měla stát americkou ZR2. Británie měla ve vývoji a stavbě vzducholodí dobrou pověst, v posledním období války dosáhla pozo­ruhodných úspěchů a není proto divu, že na ni padla americká volba. Významnou měrou při tom přispěl i úspěšný přelet britské vzducho­lodě R.34 z Británie do USA a zpět, uskutečněný v červenci 1919. Konstrukce a stavba byla objed­nána u firmy Short Brothers ve spolupráci s Royal Airship Works v Cardingtonu. Kongres na celou akci uvolnil 2,5 miliónu dolarů.

Vlastní projekt R.38 pocházel již z roku 1918. R.38 s tělesem dlouhým 211 m a objemem 78 000 m³ byla pohá­něna šesti motory Sunbeam po 350 k. Byla dokončena až v roce 1921 a vše kolem její stavby i zalétávání probíhalo hladce. Byly zde sice některé náznaky nedostatečně tuhé konstrukce, ale ty se vysvětlovaly vysokou pružností kostry, schopné právě tímto způsobem absorbo­vat póry vy. V srpnu 1921 probíhaly v Hullu přejímací zkoušky, při nichž létala spolu s britskou osádkou také sku­pina šesti důstojníků a 19 mužů z USA, kteří se školili v ovládání tohoto vzdušného obra.


Obr.3 Výkres motorové gondoly R.38


Obr.4 Výkres lodi R.38


Obr.5 R.38 v hangáru

Čtvrtý přejímací let probíhal se smíše­nou angloamerickou osádkou ve dnech 22. a 23. srpna 1921 nad Severním mo­řem. R.38 přeletěla z Howdenu do Pulhamu v Norfolku a nad Severním mořem absolvovala rychlostní testy. Původně bylo naplánováno, že loď odslouží celkem 150 letových hodin testů, aby byla jednak co nejlépe vyzkoušena, jednak aby se zacvičili američtí piloti. Vzhledem k úspěšnosti testů bylo rozhodnuto, že celých 150 hod nebude nutných, a tento let byl plánován jako poslední. Loď se měla vrátit do Pulhamu, kde měla být zkontrolována a vybavena na transoceánskou plavbu do Lakehurstu. Svůj poslední - třicetihodinový let - absolvovala R.38 velmi dobře. Při příletu k pobřeží hlásila stanice, že letiště je zahaleno mlhou a loď se vrátila nad moře. Ráno bylo letiště stále ještě zahaleno mlhou, a tak bylo rozhodnuto, že se loď vrátí do místa startu a cestou bude pokračovat v testech. Katastrofa nastala přibližně v 17. 00, když se loď blížila na přistání. Při prudké zatáčce nad řekou Humber se však trup vzducholodě zhroutil a očití svědkové prohlásili, že se loď jakoby prolomila ve střední části a potom se přední část ulomila a vybuchla. Stroj se v plamenech zřítil z výšky 330 m na zem a ve dvou exlozích zahynulo 44 členů posádky. Ocasní část spadla směrem k ústí řeky Humber. Pět členů posádky, kteří se zde nacházeli, bylo vyproštěno z trosek, které se naštěstí nevznítily.


Obr.6–8 Trosky R.38 v ústí řeky Humber

Ze 49 Britů a 17 Američanů, nacházejících se na palubě, tuto strašnou katastrofu pře­žilo jen 22 mužů. Oficiální zpráva jako příčinu katastrofy určila strukturální slabost konstrukce, nicméně komise žádné technické požadavky z pohromy pro stavbu příštích vzducholodí nenabídl. Katastrofa ZR2 v Británii měla na přijetí myšlenky vyzbrojit americké námořnictvo vzducho­loděmi nepříznivý vliv. Stala se však daleko od vlasti a nepůsobila přece jen tak tísnivě, jako zkáza „Shenandoah", která se odehrála přímo v USA. Veřejné mínění se ocitlo doslova na bodu mrazu a zdálo se téměř jisté, že vzducholodím je v americké vzduchoplavbě odzvoněno.

Technicko-taktická data

ZR-1 Shenandoah
délka - 680 stop / 207.26 m
průměr trupu - 79 stop / 24.08 m
objem plynu - 2,115,000 krychlových stop / 63,450 m³
motory – 6 x motory Packard à 300 hp
maximální rychlost- 60 mph / 96 km/h
nosný plyn - hélium

Prameny
V. Němeček, Vojenská letadla 2, Naše vojsko, Praha 1975
The Great Zeppelins - LZ-126 Los Angeles
The Great Zeppelins - ZR-1 Shenandoah
The Great Zeppelins - ZRS-4 Akron & ZRS-5 Macon
US Centennial of Flight Home Page - The Era of the Dirigible
US Centennial of Flight Home Page - Akron and Macon
NUMA - Akron
California History Online - The Crash of the Macon
University of Houston - No. 1920: The Life and Dead of the Akron
Autor : František Aubrecht / Aubis 🕔29.06.2006 📕17.863

Komentáře Disqus

Komentáře Facebook

Sociální sítě

Reklama

Poslední komentáře