Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №02 за 2008 год
К этой передвижной мачте причаливал дирижабль, который патрулировал Афины во время Олимпийских игр 2004 года
Компания CargoLifter разрабатывала летающий подъемный кран, способный забирать грузы на заводе-изготовителе и доставлять их непосредственно на место строительства за тысячи километров. Дирижабль CL 160 грузоподъемностью 160 тонн построен по полужесткой схеме: надувной корпус и жесткий алюминиевый киль, несущий основные нагрузки.
К последнему крепятся 16 двигателей, которые обеспечивают дирижаблю повышенную маневренность, необходимую при выполнении монтажных работ. Компания была настолько уверена в успехе, что объявила о планах выпустить в следующем десятилетии 200 подобных судов (впрочем, к моменту написания текста ее постигло банкротство).
Около десяти лет назад во время сильного наводнения в Мозамбике британские военные пытались организовать эвакуацию местного населения из труднодоступных районов; для этого им пришлось разобрать четыре вертолета, погрузить их в транспортный самолет и снова собрать на месте. К этому времени наводнение закончилось и необходимость в эвакуации отпала.
Но даже успей спасатели вовремя, то после прибытия на место на вертолетах или транспортном самолете они, в лучшем случае, сумеют развернуть в районе бедствия полевой госпиталь, в котором все равно не будет всего спектра оборудования, какое бывает в стационарных больницах. Тогда как на большом дирижабле можно оборудовать не просто центр первой помощи, а современный госпиталь с реанимационным отделением, операционными, стационаром, гостиничным комплексом для проживания персонала и висящими садами для прогулок выздоравливающих больных.
Вот другой пример: ежегодные мировые экономические убытки от лесных пожаров составляют около 16 миллиардов долларов. Обычно крупные пожары тушат с воздуха с помощью специально оборудованных самолетов и вертолетов. Однако запас воды, который может доставить самолет, ограничен несколькими десятками тонн. Вертолет, даже крупный, возьмет на борт еще меньше. А большой дирижабль способен унести за один вылет десятки железнодорожных цистерн воды (в одной цистерне — от 60 до 70 тонн). Опустошительные прошлогодние лесные пожары в Греции и Калифорнии могли бы быть потушены с помощью подобной техники за несколько дней.
Первый дирижабль Фердинанда Цеппелина поднялся в воздух 2 июля 1900 года. На фото — один из его «потомков»
Dirigeable — значит «управляемый»
«На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости» — этот известный закон был сформулирован Архимедом больше двух тысяч лет назад. Удивительно, но прошло полтора тысячелетия, прежде чем Торричелли сумел взвесить воздух и распространить закон Архимеда на газы, и еще полтора столетия понадобилось для появления первого воздушного шара братьев Монгольфье. Название «дирижабль» происходит от французского слова dirigeable — «управляемый». Первую попытку построить подобный аэростат предпринял Жан Пьер Бланшар уже через год после полетов Монгольфье. В 1785 году он сумел пересечь Ла-Манш на воздушном шаре с машущими крыльями, приводимыми в действие мускульной силой аэронавта, однако даже слабый встречный ветер сносил аппарат назад. Попытки снабдить воздушный шар механическим двигателем предпринимались с начала XIX века, но отсутствие двигателей, настолько мощных, чтобы противостоять ветру, и одновременно таких легких, чтобы вся конструкция смогла оторваться от земли, обрекало эти попытки на неудачу, пока не появились двигатели внутреннего сгорания. Уже после первых полетов Монгольфье стало очевидно, что использовать водород для наполнения аэростатов куда эффективнее, чем нагретый воздух. Помимо водорода в аэростатах и дирижаблях использовался светильный газ — смесь угарного газа, водорода и метана. Его было несложно производить в больших количествах путем сухой перегонки каменного угля. Этот же газ использовался в качестве топлива для двигателя, что было весьма удобно — газ можно было брать прямо из оболочки. Таков был дирижабль Хенлейна, построенный в 1872 году. Двигатель мощностью 5 л. с. позволял дирижаблю развивать скорость до 19 км/ч. Массовое строительство дирижаблей началось в XX веке и связано в первую очередь с именем Фердинанда Цеппелина. Крупнейшие дирижабли, построенные его компанией, могли перевозить до сотни пассажиров со скоростью более 100 км/ч на расстояния более 10 тысяч километров. Один из крупнейших дирижаблей — «Граф Цеппелин» — выполнил с начала пассажирских перевозок в 1928 году 590 безаварийных полетов, в числе которых кругосветное путешествие, совершенное им за 21 день.
Гибридные дирижабли
Изучение катастроф дирижаблей в первой половине XX века показало, что причиной большинства аварий была их недостаточная маневренность. Единственным активным аэродинамическим элементом такого транспорта является его хвостовое оперение. В отличие от самолета дирижабль имеет при посадке слишком низкую скорость, что делает аэродинамические рули неэффективными. В момент причаливания к мачте экипаж такого судна может рассчитывать лишь на действия наземной команды. «Гинденбургу» для причаливания требовалась наземная команда из 200 человек. Даже намного более скромному по размерам рекламному дирижаблю Goodyear нужны 15 человек. Использование людей в качестве воздушных тормозов делает эксплуатацию дирижабля очень дорогой, а сами «тормоза» зачастую оказываются неэффективными. Например, грузовой дирижабль, рассчитанный на перевозку тысячи тонн полезного груза, в разгруженном состоянии будет тянуть в небо с силой, равной этой же тысяче тонн! Ни о какой доставке груза на необорудованную площадку, где отсутствует возможность закрепить швартовы, способные удержать рвущегося в небо гиганта, не может быть и речи. Решение этой проблемы было найдено в России. Если дирижабль оборудован достаточно мощными двигателями, то не обязательно компенсировать гелием весь его вес. Достаточно лишь скомпенсировать разницу между весом корабля и силой тяги двигателей. А в горизонтальном полете дополнительная подъемная сила будет создаваться за счет специальной формы корпуса — выпуклого сверху и плоского снизу, работающего подобно крылу самолета. Такая схема дирижабля получила название гибридной.
Несмотря на кажущуюся простоту идеи, первый гибридный дирижабль, или, как его назвали создатели, «безаэродромный летательный аппарат с аэростатической разгрузкой», был запатентован лишь в 1987 году с закреплением приоритета за Россией. Тогда же был построен действующий прототип — безаэродромный самолет «Бэлла-1».
Из этой идеи вырос российский проект «Фиалка», в рамках которого разработаны аппараты различной грузоподъемности, дальности и быстроходности. В 1980-х годах в Тюмени построили действующий прототип такого летательного аппарата. Интересно сравнить технические характеристики старшей модели «Фиалка-35» с самым крупным в мире транспортным самолетом Ан-225.
ХарактеристикаФиалка-35 АН-225 Взлетная масса, т 493 600 Суммарная мощность двигателей, кВт 44670 138000Крейсерская скорость, км/ч 180 800 Перегоночная дальность, км 40000 14700 Целевая загрузка, т, при дальности 4500 км 286 200 Взлетная/посадочная скорость, км/ч 60/60 250/260 Требования к взлетно-посадочной площадке Естественная площадка: озеро, река, болото, сельскохозяйственное поле. Специально подготовленная взлетно-посадочная полоса длиной 3500 м.
Аналогичные идеи использовала компания Aeros при проектировании летательного аппарата Aeroscraft. Гелий, наполняющий его оболочку, компенсирует только две трети веса воздушного судна. В горизонтальном полете тяга создается двумя воздушными винтами, приводимыми в действие электрическими двигателями, ток для которых вырабатывается водородными топливными элементами. Для вертикального взлета и посадки судно дополнительно оборудовано шестью турбовентиляторными реактивными двигателями.
Предполагается, что первый опытный экземпляр Aeroscraft ML 866 появится уже в 2010 году. Коммерческий же вариант сможет перевозить сотню пассажиров на расстояние до 5 000 километров со скоростью 200 км/ч на высоте около 3 500 метров. Перелет из Москвы во Владивосток, например, займет почти сутки, что втрое превышает время, которое сейчас тратит пассажир самолета, но следует учесть, что комфорт такого путешествия будет несравним с авиационным. Пассажирам не придется восемь часов сидеть в кресле — им предложат просторные каюты, ресторан, кинозал, прогулочную палубу, возможно, бассейн со спортзалом, словом, весь набор услуг, предлагаемый пассажирам круизного лайнера, при этом стоимость перелета оказывается в несколько раз ниже, чем на самолете.
