В своей книжке Циолковский намечал основные черты будущего дирижабля, оставив пока второстепенные, по его мнению, детали без уточнения.
Наиболее громоздкую и уязвимую часть всякого дирижабля составляет баллон, большей частью матерчатый, заключающий в себе тот или иной легкий газ (водород или гелий), наличие которого в баллоне и сообщает дирижаблю необходимую подъемную силу[45]. Циолковский предложил изготовлять баллоны дирижаблей из тонкого гофрированного листового металла для придания этой оболочке большей прочности и долговечности по сравнению с матерчатой, а главное, чтобы сделать ее несгораемой (в то время аэростаты наполнялись исключительно водородом — газом, легко воспламеняющимся). Металлическая оболочка дирижабля должна была обеспечить в наиболее широких размерах возможность подогрева газа для увеличения в нужных случаях его подъемной силы. Подогрев этот можно было наиболее выгодно осуществлять за счет использования теплоты отводящихся в выхлопные трубы мотора газообразных продуктов сгорания, которая в обычных условиях теряется. При матерчатых же баллонах подогрев возможен лишь в очень узких пределах.
Наконец, существеннейшей особенностью дирижабля по идее Циолковского являлась изменяемость объема его металлического баллона в полете.
При нагревании находящегося в полете аэростата лучами солнца или вследствие подъема аэростата в более высокие, разреженные слои атмосферы, а также и от совместного воздействия этих двух причин, газ, наполняющий баллон аэростата, расширяется. Когда же аэростат опускается в нижние, более плотные слои атмосферы или подвергается охлаждению, то объем газа в нем сокращается.
Для того чтобы дать возможность газу расширяться без выпуска его излишка, в современных дирижаблях[46] внутрь газового баллона помещают воздушные баллонеты, то-есть мешки, наполняемые воздухом с помощью вентилятора или другого приспособления.
Схема цельнометаллического дирижабля Циолковского в продольном и поперечном разрезах.
а) блоки, б) лебедка стягивающей системы, В) и в) верхнее и нижнее основания оболочки, г) боковины оболочки из гофрированного листового металла, д) колпаки, прикрывающие шарнирные соединения.
Когда пилот по показаниям манометра замечает повышение давления газа в баллоне выше нормы, он открывает соответствующие выпускные клапаны баллонетов и дает этим возможность газу беспрепятственно расширяться в баллоне за счет вытесняемого из баллонетов воздуха. При сокращении же объема газа в баллоне — вследствие охлаждения или при опускании из верхних, разреженных слоев атмосферы в нижние, более плотные — пилот замечает по приборам падение давления газа в баллоне ниже нормы и немедленно приводит в действие приспособление, нагнетающее воздух в воздушные баллонеты. Давление восстанавливается, и оболочке аэростата не угрожает более опасность потерять форму (деформироваться), со всеми тяжелыми последствиями этого.