Istnieją w historii techniki wynalazki, które znajdują się na krawędzi zapomnienia, ponieważ ich twórcy z różnych powodów nie zdołali doprowadzić do upowszechnienia swoich idei pod własnym nazwiskiem. Często jednak ich myśl przewodnia ma ogromny wpływ na późniejszych konstruktorów, buduje ludzką wyobraźnię i określa trendy w przyszłości. Nie możemy wobec tego pozwalać na ich zapomnienie. W poniższym artykule opiszę historię takiego wynalazku i jego twórcy.

 

W powszechnej świadomości wynalazcą i twórcą sterowca szkieletowego był Ferdynand von Zeppelin. W rzeczywistości jednak palma pierwszeństwa należy do Davida Schwarza, którego aerostat był pierwszym latającym sterowcem szkieletowym, i to niezwykle jak na owe czasy oryginalnym, bo wykonanym w całości ze stopów aluminium. Schwarz był więc nie tylko twórcą szkieletowej koncepcji sterowca, ale też wizjonerem materiałoznastwa, zastosował bowiem metal, który po latach zdominował lotnictwo – i dominacja ta utrzymuje się do dziś.

 

David Schwarz urodził się w 1850 (lub 1852) roku na Węgrzech, w rodzinie żydowskiej. Znaczną część życia spędził w Zagrzebiu - zwanym wówczas po niemiecku Agram – Chorwacja wchodziła bowiem w skład cesarstwa austro-węgierskiego. Prowadził dobrze prosperujący zakład przerobu i handlu drewnem. Choć nie miał technicznego wykształcenia, interesował się tą dziedziną wiedzy i zainteresowanie to wprowadzał w czyn, dokonując m.in. usprawnień maszyn do obróbki drewna. Znaczny wpływ na ewolucję zainteresowań Schwartza miała żona – to Melanie Schwartz przesyłała mężowi pierwsze książki techniczne, gdy miesiącami przebywał poza domem nadzorując prace przy zagospodarowywaniu terenów leśnych.

Sterowcami zainteresował się jeszcze w latach 80-tych XIX wieku, jednak na praktyczną realizację takiego przedsięwzięcia przyszedł czas w następnej dekadzie. Schwarz zaprezentował swój projekt najpierw austriackiemu Ministerstwu Wojny, gdzie spotkał się nawet z zainteresowaniem, za którym nie poszły jednak żadne konkretne działania ani deklaracje finansowe. Następnie odbył prezentacje w St. Petersburgu, najżywszy oddźwięk jednak jego koncepcja znalazła w Niemczech.

Schwarzowi udało się w Niemczech namówić do współpracy przemysłowca Carla Berga, właściciela fabryki produkującej wyroby ze stopów aluminium – wówczas stosunkowo nowego, bardzo obiecującego materiału. Berg wsparł projekt finansowo i technicznie, widząc w nim źródło przyszłych wielkich zamówień na swoje wyroby. Technicy Berga szybko wykonali szczegółowy projekt sterowca wg wskazówek Schwarza.

Nadzieje na sukces finansowy przedsięwzięcia miały mocne uzasadnienie, ponieważ sterowcem jako przyszłą, groźną na polu walki bronią poważnie zainteresowała się niemiecka armia. Wkrótce Schwarzowi udało się uzyskać kontrakt na budowę prototypu swojego aerostatu wraz z zapewnieniem wyłączności dostaw sterowców przez kolejne 30 lat! Fakt ten pozwolił niezwłocznie rozpocząć budowę pierwszego egzemplarza, który zaczął powstawać w hangarze na lotnisku Tempelhof w Berlinie w roku 1895. Elementy sterowca wykonywano w fabryce Berga w Zagłębiu Ruhry, a następnie przywożono i montowano w stolicy Niemiec.

Sterowiec budził wielkie zainteresowanie oraz kontrowersje. Hangar, w którym powstawał, kilkakrotnie podczas budowy wizytował sam cesarz Wilhelm II. Wielu przedstawicieli świata balonowego wyrażało swój sceptycyzm, nie wierząc, że aerostat z metalu będzie zdolny do lotu. Podobną opinię wyraził również np. niemiecki fizyk Hermann von Helmholz, utrzymując, że aerostatów nie powinno budować się z metalu, gdyż będą zbyt ciężkie. Schwarz był jednak bardzo zdeterminowany, przedstawiając obliczenia świadczące o realności swojej koncepcji.

Budowany sterowiec miał charakterystyczny kształt pocisku, ponieważ Schwarz nie posiadał wiedzy na temat aerodynamiki. Z drugiej strony taka forma musiała wywoływać pozytywne skojarzenia wśród wojskowych, od których zainteresowania zależała przecież przyszłość projektu. Ważniejsza była jednak inna cecha sterowca, mianowicie… brak widocznych powierzchni sterowych. Konstruktor przyjął bowiem system sterowania aerostatem za pomocą systemu 4 śmigieł, napędzanych za pośrednictwem pasów transmisyjnych i wałów przez 1 silnik.

 

Najbardziej oryginalnym elementem konstrukcji sterowca Schwarza był jednak kadłub. Był on wykonany w całości ze stopów aluminium i posiadał 13 oddzielnych sekcji na gaz nośny, którym był oczywiście wodór. Długość kadłuba sterowca wynosiła 38,32 metra, w tym długość środkowej, cylindrycznej części 24,32 m., stożkowatego dzioba 11 m, tylnej zaś części 3 metry. Średnica wynosiła 12 metrów. Pokrycie stanowiła blacha aluminiowa o grubości 0.18 - 0.20 mm, przymocowana do szkieletu sterowca za pomocą nitowania.

Do kadłuba przymocowana była gondola, zawierająca kabinę pilota, oraz napęd sterowca, który stanowił czterocylindrowy silnik Daimler o mocy 16 koni mechanicznych (12 kW). Jednostka ta napędzała aż 4 śmigła: główne o średnicy 2,6 metra, znajdujące się za gondolą, napędzane pasem transmisyjnym, dwa boczne, każde o średnicy 2 metry, napędzane podobnie jak śmigło główne, oraz napędzane wałem śmigło pod gondolą, mające sterować wysokością lotu aerostatu. Sterowanie kierunkiem lotu miało zapewniać regulowane śmigło główne oraz śmigła boczne.

Sterowiec posiadał wiele przemyślanych i dopracowanych rozwiązań konstrukcyjnych. Każdy zbiornik z gazem nośnym posiadał osobny zawór do napełniania wodorem. Układ wydechowy silnika był tak zaprojektowany, aby iskry ze spalin nie mogły spowodować zapłonu wodoru. Kształt sterowca nie był może zbyt aerodynamiczny, ale przy planowanej prędkości 25 km/h nie miało to większego znaczenia. Masa własna sterowca wynosiła 3, 560 kg, startowa zaś 3800 kg, co przy udźwigu wodoru 1,15 kg/m3 dawało masę użyteczną 130 kg + pilot z ekwipunkiem. Obliczając wg tych danych pojemność sterowca, wynosiła ona 3300 m3.

Budowę maszyny ukończono z końcem lata 1896 roku, wyznaczając termin pierwszego lotu testowego na 27 września. Wydarzenie to miał wizytować sam cesarz Wilhelm, jednak ostatecznie nie mógł przybyć. Ponieważ Schwarz miał równocześnie problemy zdrowotne lot przesunięto. 8go października 1896, mimo że cesarz również nie mógł przybyć, rozpoczęto napełnianie sterowca wodorem – niecierpliwy twórca chciał wreszcie zobaczyć swe dzieło w powietrzu. Sterowiec wyprowadzono z hangaru przygotowując do lotu, okazało się jednak, że dostarczony wodór nie jest odpowiedniej jakości nie zapewniając przewidzianej siły nośnej. Mimo to na wszelki wypadek kadłub sterowca był przytrzymywany na linach przez dziesiątki żołnierzy, aby nie doszło do niekontrolowanego wzniesienia się aerostatu.

Zdecydowano więc o odwołaniu lotu, choć być może sterowiec miałby szansę się wznieść. Schwarz nie chciał jednak, aby nieodpowiedni gaz spowodował zmniejszenie osiągów sterowca i polecił czekać na wodór odpowiedniej jakości. Test wypadł mimo to pomyślnie, przetestowano przy okazji silnik i układ przeniesienia napędu, który pracował bez zarzutu. Pojawienie się sterowca poza hangarem dodało mu dodatkowego rozgłosu.

Wodór odpowiedniej jakości dostarczono wreszcie i Schwarz wyznaczył termin następnej próby na 15 stycznia 1897 roku. Trzy dni wcześniej, 12tego stycznia Schwarz opuścił więc Zagrzeb, udając do Wiednia, będącego przystankiem w drodze do Berlina. Nazajutrz, 13 stycznia, wysłał rano telegramy do żony do Zagrzebia, oraz na lotnisko Tempelhof, potwierdzające, że lot próbny odbędzie się 15 stycznia. Niestety około południa, spożywając obiad w jednej z wiedeńskich restauracji wraz ze swoimi przyjaciółmi, nagle zasłabł i po chwili zmarł, prawdopodobnie na zawał serca.

Po śmierci Schwarza próbę odwołano, i zapewne sterowiec nigdy nie wzniósłby się w powietrze, gdyby nie Melanie Schwarz, żona konstruktora. Z energią i uporem starała się ona doprowadzić do lotu próbnego, który potwierdziłby słuszność założeń i koncepcji męża. Nie było to łatwe, bowiem rząd niemiecki, widząc zapewne w fakcie śmierci Schwarza możliwość wycofania się z zawartej z nim umowy, zaczął odwlekać lot próbny. Na sprawie mógł też zaważyć fakt, że Schwarz nie był Niemcem, co niezbyt odpowiadało ówczesnym władzom niemieckim. Ponadto podczas budowy sterowca pojawili się konkurenci, w tym między innymi Ferdynand von Zeppelin, zainteresowani budową tych statków powietrznych.

Wszystkie te fakty spowodowały, że przeprowadzenie lotu próbnego okazało się bardzo trudne. Melanie Schwarz napotkała na przykład na problem w postaci braku pilota, który podjąłby się oblotu maszyny. Wojskowi piloci otrzymali zakaz od władz niemieckich, zaś pilotów cywilnych po prostu nie było wówczas zbyt wielu. W końcu jednak determinacja pani Schwarz zwyciężyła i niemal 11 miesięcy po śmierci swojego twórcy pierwszy sterowiec szkieletowy na świecie wzniósł się w powietrze 3 listopada 1897 roku. Za sterami zasiadł pilot Ernst Jagels.

 

Lot odbył się z lotniska Tempelhof, gdzie sterowiec został zbudowany. Początkowo wszystko przebiegało zgodnie z założeniami, mimo występowania wiatru w dzień próby, aerostat był sterowny w locie. Niestety, po wzniesieniu się na wysokość ponad 400 metrów urwał się jeden z pasów transmisyjnych, wskutek czego jedno ze śmigieł stanęło i maszyna straciła sterowność. Doszło do rozbicia sterowca i jego uszkodzenia, na szczęście pilot odniósł tylko drobne obrażenia. To jednak wystarczyło niemieckim władzom wojskowym do wydania negatywnej opinii o maszynie, co przesądziło jej los.

Pani Schwarz zabrakło już sił na naprawę sterowca wobec braku zainteresowania klienta. Od dawna sterowcem Schwarza interesował się zaś Ferdynand von Zeppelin, który jeszcze w roku 1896 złożył Schwarzowi ofertę współpracy. Została ona stanowczo odrzucona. Zeppelin obserwował pierwszy wzlot sterowca Schwarza, i po jego rozbiciu złożył wdowie propozycje odkupu planów oraz patentów zarejestrowanych przez męża za kwotę 15.000 marek. Oferta została przyjęta i możemy przypuszczać, że wiele rozwiązań zastosowanych przez Zeppelina przy budowie szkieletu jego sterowca było wzorowanych na pracy Schwarza, zwłaszcza, że zastosowane przez Zeppelina elementy konstrukcyjne były wykonywane w tej samej wytwórni Carla Berga co części sterowca Schwarza.

Schwarz był więc prekursorem konstrukcji sterowców szkieletowych, dzięki któremu jego następcy mieli utorowaną drogę do dalszych prac na tym typem maszyny latającej, zakończonych zbudowaniem największych statków powietrznych świata już 30 lat później. Był też człowiekiem, który wprowadził zastosowanie metalu – konkretnie aluminium - do konstrukcji statków powietrznych, co dla jemu współczesnych było rzeczą często niepojętą. Tymczasem do dziś, mimo coraz szerszego zastosowania tworzyw sztucznych, stopy aluminium stanowią podstawowy materiał konstrukcyjny w lotnictwie. Choć więc sterowiec Schwarza wykonał tylko jeden lot, to zastosowane rozwiązania wpłynęły bardzo poważnie na historię całego lotnictwa.