Utkany z aluminium – US Navy ZMC-2

Sterowce kojarzą się nam zazwyczaj albo z gumową dętką nabitą helem, albo ze stalową konstrukcją, płóciennym poszyciem, wodorem w balonetach i palarnią dla pasażerów, żeby łatwiej puścić z dymem cały ten latający przybytek. Były jednak przymiarki do skonstruowania sterowców z bardziej trwałych materiałów.

Po katastrofie Hindenburga duże sterowce zasadniczo odeszły w cień, przynajmniej jeśli chodzi o przewóz pasażerów. Jego bliźniak, LZ-130 Graf Zeppelin II odbył raptem trzydzieści lotów, zanim zezłomowano go w kwietniu 1940 roku (nie był przydatny w najeżdżaniu ościennych krajów, a Niemcy potrzebowali surowców do budowy myśliwców), a entuzjazm publiki przeniósł się na coraz sprawniejsze samoloty, lub tymczasowo wrócił do transatlantyków oceanicznych. Sterowce szkieletowe (które utrzymują kształt nawet w przypadku braku gazu nośnego) zostały odesłane do lamusa, gdzie przebywają po dziś dzień, choć jeszcze w latach pięćdziesiątych zakłady Zeppelina planowały LZ-132, następcę Hindenburga i Graf Zeppelina II, mogącego przewieźć od 70 do 100 pasażerów lub 30 ton towaru. Projekt zakładał nawet metalowe poszycie sterowca, dzięki któremu mógłby lepiej znosić trudy lotów w złej pogodzie.

LZ-130 Graf Zeppelin II

Nieco łatwiejszy żywot miały sterowce półszkieletowe, które, jak sama nazwa wskazuje, częściowo opierają się na szkielecie, a częściowo utrzymują kształt dzięki ciśnieniu gazu nośnego. Te przeżyły śmierć wielkich sterowców i wespół ze swoimi pozbawionymi stelażu ciśnieniowymi braćmi wciąż przemierzały niebo, głównie w celach reklamowych i wojskowych. Zakłady Zeppelina istnieją do dzisiaj i produkują niewielkie sterowce półszkieletowe (choć sami twierdzą, że to szkieletowce, ale konstrukcja ich najnowszych typów temu przeczy). US Navy wykorzystywała sterowce do połowy lat pięćdziesiątych.

Aerostaty US Navy unosiły się nie dzięki wodorowi, a niepalnemu helowi, co podnosiło poziom bezpieczeństwa, jednocześnie zmniejszając maksymalny udźwig o około 1/10. Mimo to, ich szkieletowce zazwyczaj kończyły marnie (ZR-1, ZR-2, ZRS-4 i -5, z wyjątkiem ZR-3, który dosłużył do złomowania). Szczególnie dwa pierwsze przypadki, ZR-1 Shenandoah, utracony w 1923 roku i ZR-2 (R-38 w służbie Royal Navy, sprzedany US Navy w 1919 roku) utracony w 1925 roku pokazały, że sterowce szkieletowe o klasycznej konstrukcji stosunkowo łatwo rozpadają się w obliczu targania przez prądy wstępujące, spotykane w okolicach burzy.

Wychodzi na to (kto by pomyślał), że stalowy stelaż pokryty lakierowanym płótnem bywa niezbyt trwały przy niesprzyjającej pogodzie. Ale co, jeśli by zbudować sterowiec cały z metalu?

Takie pytanie zadał sobie Ralph Halzett Upson, zwycięzca pucharu Gordona Bennetta, a więc doświadczony baloniarz, a także inżynier. W połowie lat dwudziestych skrzyknął kilka wpływowych osób (w tym niejakich Edsela i Henry’ego Forda) i przy pomocy Detroit Aircraft Corporation zaprojektował sterowiec półszkieletowy o aluminiowym poszyciu. Nazwano go ZMC-2, Zeppelin (w sensie, że sterowiec, jak adidasy to buty sportowe) Metal-clad (metalem obity), 200 000 cubic feet capacity, czyli o pojemności około 5 660 metrów sześciennych gazu, w tym wypadku helu. Co jeszcze ciekawsze, postanowiono pójść tropem innych półszkieletowych aerostatów i nie wyposażać ZMC-2 w osobne balonety dla gazu nośnego (jak w szkieletowcach), a zamknąć go po prostu w metalowej skorupie. Zamiast tego, projekt przewidywał osobne balonety, ale na tlen, które przez napełnianie się i wypieranie helu z powłoki sterowałyby ciśnieniem gazu i nośnością. Proste i genialne, wystarczyło tylko zbudować całkowicie szczelne, metalowe poszycie.

Zasadniczo można było zespawać wszystko, tak jak robi się z rurami, zrobić próbę szczelności i skierować się do kasy po wypłat. Problem jednak w tym, że spawy z lat dwudziestych trochę ważą, toteż zdecydowano się na nitowanie. Dla uproszczenia procesu produkcyjnego (i spodziewając się wkrótce zamówień na kolejne sterowce zbudowane w ten sam sposób), skonstruowano przyrząd, który, z braku lepszego określenia, był maszyną do szycia aluminium. Z jednej strony podawano taśmę Alcladu, czyli stopu, z którego powstał ZMC-2, a z drugiej maszyna strzelała nitami krojonymi z aluminiowego drutu, łącząc elementy w całość. Zamocowano ją na wysięgniku jeżdżącym po szynach szynach, by poruszała się wokół siatkowej konstrukcji, która to konstrukcja z kolei nadawała kształt przyszłym połówkom sterowca. Prace trwały całą dobę, a maszyna bez ustanku produkowała potrójny, zygzakowy szew z nitów. Jej maksymalna wydajność sięgała 15 metrów na godzinę, ale zazwyczaj szyła jedynie 3 metry w każde 60 minut.

Gdy już uszyto obie połówki, należało złożyć je w całość. Podwieszono je więc pod dachem i skierowano szerszymi końcami do siebie, chcąc wykonać ostatni rząd nitów. Był to idealny moment, by przy okazji napełnić konstrukcję helem. Napotkano jednak na pewien problem – hel dość łatwo miesza się z powietrzem, trudno zaś go od niego oddzielić, więc wpuszczanie helu z marszu do połączonego kadłuba sterowca nieco mijało się z celem. Wtedy któryś z inżynierów wpadł na pomysł, by napełnić skorupę dwutlenkiem węgla, a następnie wprowadzić hel od góry sterowca. Lekki hel wypchnąłby ciężki dwutlenek węgla przez dolne zawory i sprawa byłaby załatwiona. Szampany strzeliły i rozpoczęto przygotowania do napełnienia sterowca.

Na szczęście po drodze ktoś kumaty postanowił wykonać obliczenia, z których wynikało, że napełniony dwutlenkiem węgla sterowiec ważyłby znacząco więcej, niż napełniony powietrzem. Podwieszono więc sterowiec pod dodatkowymi kablami, a całą konstrukcję wzmocniono. Napełnienie przebiegło gładko, a hel nie uciekał bokami. Ba, pomimo pierwotnych obaw okazało się, że sterowiec z nitowanego aluminium traci znacząco mniej gazu nośnego niż maszyny klasycznej konstrukcji.

Oblot nastąpił 19 sierpnia 1929 roku. Wkrótce ZMC-2 przekazano US Navy, przez którą został zbazowany w Lakehurst, niedaleko Nowego Jorku. Napędzały go dwa dziewięciocylindrowe silniki gwiazdowe Wright J-5 Whirlwind o łącznej mocy 440 koni mechanicznych. ZMC-2 osiągał prędkość 100 kilometrów na godzinę i zasięg około 1 100 kilometrów. Jego pierwszy kapitan, Red Dugan, początkowo uważał ZMC-2 za sprzęt niebezpieczny i nieszczególnie chciał nim lecieć. Nie miał racji, za to zginął na pokładzie dużo większego sterowca, ZRS-4 Akrona, który rozbił się 4 kwietnia 1933 roku, zabierając ze sobą 73 z 76 załogantów. Była to najtragiczniejsza pod względem ilości ofiar katastrofa sterowca w historii. Podczas eksplozji i pożaru Hindenburga zginęło 36 z 97 osób na pokładzie.

ZMC-2 okazał się wdzięczną maszyną, choć podatną na podmuchy wiatru i trudną w pilotażu ze względu na swój pękaty kształt. Utrzymanie zadanego kierunku też bywało utrudnione, pomimo aż ośmiu stateczników na ogonie. Pomiędzy wdrożeniem do służby a złomowaniem w 1941 roku, wykonał 752 loty i spędził w powietrzu 2265 godzin. Nigdy nie był jednak uznawany za końcowy produkt, a jedynie prototyp dla sprawdzenia technologii i techniki budowy takich maszyn. Detroit Aircraft Corporation opracowała plany sterowca większego niż LZ-127 Graf Zeppelin (dla przypomnienia: 236,6 m długości, 30,5 m średnicy i 75 tysięcy metrów sześciennych pojemności gazu nośnego, a także 30 tysięcy metrów sześciennych na Blau gas, służący za paliwo) napędzanego przez 6-8 silników, jednak w obliczu wielkiego kryzysu zainteresowanie wydatkowaniem pieniędzy na taki sterowiec było niewielkie. DAC zbankrutowała, ale zapisała się w annałach jako firma, która uszyła sterowiec z metalu…

Ralph Hazlett Upson wraz z modelem ZMC-2
Tagi:
Kategorie: