Огромные военные дирижабли взлетают в российское небо. Как построить дирижабль? Что такое дирижабль? Нужны ли они в современном мире? Дирижабли в наше время

В конце XX века возобновился интерес к дирижаблям: теперь вместо взрывоопасного водорода применяется инертный гелий, получение которого стало относительно дешёвым с развитием техники. Тем не менее, до сих пор сфера их применения остаётся весьма ограниченной: рекламные, увеселительные полёты, наблюдение за дорожным движением и т. п. Существует несколько проектов возрождения. Основная область, где они могут быть востребованы в XXI веке это транспортировка грузов, в том числе нестандартных, необычной формы. Подобные проекты существуют во многих странах Европы, в США, а также в России.

Россия

Au-30 на МАКС-2007:
Объём оболочки 5200 м³;
Диаметр оболочки 13,5 м;
Длина дирижабля 54 м;
Строительная высота дирижабля 17,5 м;
Масса конструкции дирижабля 3350 кг;
Масса полезной нагрузки 1500 кг.

В конце 1980-х начале 1990-х в России появился проект «Термоплан», отличительной особенностью которого являлось использование для создания подъёмной силы помимо гелиевой секции дирижабля и секцию с воздухом, нагреваемым двигателями. Благодаря этому удалось снизить вес непроизводительного балласта на 70-75 % в сравнении с дирижаблями других конструкций и, следовательно, повысить экономичность. Кроме того, такому дирижаблю не нужны закрытые эллинги и причальные мачты, что резко снижает стоимость обслуживающей инфраструктуры. Дискообразная форма корпуса позволяет осуществлять полёт при боковом и встречном ветре в 20 м/с.

Компания «Авгуръ» в 2000 году на территории тульского аэропорта провела лётные испытания привязного унифицированного аэростата «УАН-400», имевшего на борту комплекс радиолокационного наблюдения и связи «Кордон-2». Аэростат привязной, поднимается и опускается при помощи лебёдки из кузова военного шасси «ГАЗ-66», имеет объём 400 м³, грузоподъёмность 120 кг, высота подъёма 1200 метров. В качестве базовой РЛС использована разработка тульского НИИ «Стрела» комплекс «Кредо-1Е» с щелевой антенной диапазона 2 см. Уже на высоте 300 метров станция имеет возможность засекать все предметы в радиусе 40 километров, движущиеся со скоростью не менее 2,5 км/час.

На МАКС-2005 были представлены некоторые уже построенные российские дирижабли производства НПО «Авгуръ-РосАэроСистемы». Дирижабль «Au-12м» имеет объём 1250 м³, его длина 34 метра, рабочая высота достигает 1500 метров, скорость до 90 км в час, время пребывания в воздухе 6 часов, дальность полёта до 350 км, экипаж 2 человека. Представленные экспонаты заинтересовали потенциальных заказчиков, уже в ближайшее время «НПО Авгуръ-РосАэроСистемы» планирует перейти к серийному производству некоторых моделей. Разработанный и пстроенный в «НПО Авгуръ-РосАэроСистемы» 10-местный дирижабль Au-30 уже нашел применение для мониторинга инфраструктурных объектов и вскоре станет элементом одной из государственных программ по развитию дирижаблестроеия. «НПО Авгуръ-РосАэроСистемы» разработало и посторило крупнейший в России аэростат военного назначения «Пума», объём которого составляет 11800 м³, полезная нагрузка 2,2 тонны. Аэростат «Пума» способен совершать непрерывное боевое дежурство в течении 25 дней, выдерживая во время дежурства на рассчетной высоте ветер силой до 12 баллов по шкале Бофорта.

В перспективных разработках у компании стратосферный дирижабль «Беркут» с рабочим потолком 20000 метров и автономностью в 4 месяца, а также объёмом 320 тыс. м³, длиной 250 метров, диаметром 50 метров. Он рассматривается как телекоммуникационная платформа с площадью покрытия до 500 тысяч км². Для обеспечения дирижабля будут служить солнечные батареи площадью 8 тыс. м².

Также дирижабли могут применяться для патрулирования автодорог, наблюдения за общественным порядком на крупных массовых мероприятиях, в рекламных целях и т. д.

Российская компания «Аэроскан» в 2006 году начинает использовать дирижабли для пространственно-технического мониторинга местности и инженерных объектов.

Правительство Свердловской области в октябре 2006 года объявило о намерении организовать в регионе производство дирижаблей. Для организации производства будет выделено $30 млн. В проекте будут принимать участие: ОАО «Уральский завод гражданской авиации», ФГУП "ПО «Уральский оптико-механический завод», ФГУП «НПО Автоматики», ФГУП "ОКБ «Новатор» и ОАО "НПП «Старт». При этом стоимость зарубежных аналогов таких летательных аппаратов, как правило, в 2,5-4 раза выше, чем российских.

Беспилотные дирижабли

ОКО-1 на МАКС-2007

Беспилотный дирижабль.

В настоящее время беспилотные дирижабли типа Skystar 300 и привязные беспилотные аэростаты типа ОКО-1 используются для высотного видеонаблюдения. В состав оснащения входят бортовые камеры, которые позволяют производить круглосуточный мониторинг территорий. Одним из очевидных преимуществ дирижабля БПЛА над своим аэродиномическим собратом является отсутствие тенденции дирижаблей к немедленному падению на землю в случае возникновения у беспилотной машины технических неисправностей. Это тенденция особенно полезна именно БПЛА, ведь согласно статистике, приведенной в докладе Исследовательской службы Конгресса США, БПЛА имеют в 100 раз большую вероятность разбиться, чем обычные пилотируемые машины Небольшие радиоуправляемые дирижабли также используются в качестве летающих рекламных реплик различных предметов. Например, 1:1 по размеру модель автомобиля. Такие дирижабли популярны на выставках, а также во время спортивных мероприятий на закрытых стадионах..

Беларусь

В Военной академии Беларуси началось проектирование многоцелевого дирижабля разведывательного дозора с информационно-разведывательной платформой, способной заменить самолёт-разведчик А-50 в комплекте с 5 патрульными самолётами впридачу. Шесть таких дирижаблей, установленных на высоте порядка 4 км, способны обеспечить надёжную радиосвязь на территории всей Беларуси.

США

В США ведутся работы по проектированию стратосферных дирижаблей.

Разработка дирижаблей Пентагоном ведётся по двум направлениям. С одной стороны, создаются небольшие дешёвые аэростаты и дирижабли тактического назначения, с другой стороны ведутся работы по проектированию стратосферных дирижаблей стратегического назначения.

В начале 2005 года американские военные объявили об испытаниях на полигоне в Аризоне мини-аэростата «Combat SkySat Phase 1», который позволил связаться наземным службам на расстоянии в 320 км. Масса мини-аэростата около 2 кг, при массовом производстве стоимость может составлять около 2000 USD.

В Федеральную авиационную администрацию США телекоммуникационная компания «Globetel» подала заявку на испытательный полёт дирижабля «Stratellite» с телекоммуникационной платформой на борту для поддержки связи на площади около 800 тысяч км².

Возможно, дирижаблям найдётся применение и в разрабатываемой американцами программе Future Combat Systems. Именно с помощью дирижаблей высокой грузоподъёмности США планируют перебрасывать технику к местам военных конфликтов. В 2005 году Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Пентагона объявило о разработке программы строительства сверхтяжёлого транспортного дирижабля «Walrus» с грузоподъёмностью от 500 до 1000 тонн. Дальность полёта должна была составлять около 22 тыс. км, которые он должен был преодолеть за неделю. DARPA также по заказу ВВС США провела изыскания в области разработки разведывательного аэростата, способного действовать на верхней границе стратосферы, то есть на высоте порядка 80 км. Фактически это будет суборбитальный аппарат.

Современный полужёсткий дирижабль «Zeppelin NT», Германия. Дирижабли этого типа производятся с 1990-х годов немецкой компанией Zeppelin Luftschifftechnik GmbH в Фридрихсхафене. Это дирижабли объёмом 8225 м³ и 75 м в длину. Они значительно меньше, чем старые Цеппелины, которые достигали максимального объёма в 200 000 м³. Кроме того, они наполнены исключительно невоспламеняющимся гелием.

В феврале 2005 года в Ираке Пентагон провёл испытания дирижабля «MARTS», который снабжён аппаратурой, позволяющей поддерживать связь с подразделениями в радиусе 180 км. Он способен противостоять ветру до 90 км/час и в течение двух недель висеть в воздухе без наземного обслуживания.

Американская компания «JP Aerospace» готовит к испытаниям 53-метровый V-образный дирижабль «Ascender». Первый полёт предусматривает подъём на высоту около 30 км и возвращение на землю. В случае успешных испытаний Пентагон предполагает возможность открыть финансирование на постройку крупного трёхкилометрового V-образного дирижабля стратосферного назначения.

Европа

Компания Aerospace Adour Technologies совместно с французской почтовой службой изучает возможность эксплуатации дирижаблей для транспортировки посылок. Другая французская компания, Theolia, специализирующаяся на возобновляемой энергии, финансирует строительство дирижабля и планирует тестовый перелёт через Атлантику.

Германская компания Deutsche Zeppelin-Reederei использует дирижабли нового поколения для перевозки туристов и научных грузов. В прошлом году пассажирами компании стали 12 тысяч человек. По причине нестабильности и зависимости дирижаблей от погоды компания осуществляет полёты только с марта по ноябрь.

Однако технические сложности, ограниченные финансовые средства, а также малый срок, имевшийся у зачинателей мероприятия перед переходом на самоокупаемость, сделали проект довольно рискованным выяснилось, что собранных в результате продажи акций средств было недостаточно для доведения проекта до конца. В итоге 7 июня 2002 года компания объявила о своей несостоятельности и начале процедуры ликвидации с начала следующего месяца. Судьба 300 млн евро, вырученных в результате продажи акций более чем 70 000 инвесторам, по-прежнему неясна.

В июне 2003 года объекты были распроданы компанией за менее чем 20 % от стоимости расходов на строительство. Ангар-гигант ныне используется в качестве парка развлечений под названием «Тропические острова», который открылся в 2004 году.

Дирижабль (от французского diriger - «управлять») - это самодвижущийся О его истории и способах самому построить этот летательный аппарат, мы расскажем далее в статье.

Элементы конструкции

Есть три основных типа дирижаблей: мягкие, полужесткие и жесткие. Все они состоят из четырех основных частей:

сигарообразной оболочки или воздушного шара, заполненного газом, плотность которого меньше плотности воздуха;
кабины или гондолы, подвешенной под оболочкой, служащей для перевозки экипажа и пассажиров;
двигателей, приводящих в движение пропеллеры;
горизонтальных и вертикальных рулей, помогающих направлять дирижабль.

Что такое мягкий дирижабль? Это воздушный шар с кабиной, прикрепленной к нему с помощью канатов. Если газ выпустить, то оболочка потеряет свою форму.

Полужесткий дирижабль (фото его приведено в статье) также зависит от внутреннего давления, которое поддерживает его форму, но у него еще есть структурный металлический киль, который проходит в продольном направлении вдоль основания аэростата и поддерживает кабину.

Жесткие дирижабли состоят из легкого каркаса из алюминиевого сплава, покрытого тканью. Герметичными они не являются. Внутри этой структуры находится несколько воздушных шаров, каждый из которых может отдельно заполняться газом. Летательные аппараты данного типа сохраняют свою форму, независимо от степени наполненности баллонов.

Какие газы применяются?

Обычно для подъема дирижаблей используются водород и гелий. Водород является самым легким известным газом и, таким образом, он имеет большую грузоподъемность. Однако он легко воспламеняется, что стало причиной многих фатальных катастроф. Гелий же не такой легкий, но намного безопаснее, так как не горит.

История создания

Первый успешный дирижабль был построен в 1852 г. во Франции Анри Гиффардом. Он создал 160-килограммовый паровой двигатель, способный развивать мощность в 3 л. с., которых было достаточно для приведения в движение большого пропеллера со скоростью 110 оборотов в минуту. Для того чтобы поднять вес силовой установки, он заполнил 44-метровый баллон водородом и, стартовав с парижского ипподрома, полетел со скоростью 10 км/ч, преодолев расстояние около 30 км.

В 1872 году немецкий инженер Пауль Хаэнляйн впервые установил и использовал на дирижабле двигатель внутреннего сгорания, топливом для которого служил газ из баллона.

В 1883 году французы Альберт и Гастон Тиссандье первыми успешно управляли аэростатом, который приводился в движение с помощью электрического мотора.

Первый жесткий дирижабль с корпусом из алюминиевого листа был построен в Германии в 1897 году.

Альберто Сантос-Дюмон, уроженец Бразилии, живший в Париже, установил ряд рекордов на серии построенных им с 1898 по 1905 год 14 нежестких дирижаблей с приводом от двигателей внутреннего сгорания.

Граф фон Цеппелин

Самым успешным оператором жестких аэростатов с мотором был немец Фердинанд граф фон Цеппелин, который построил в 1900 г. свой первый LZ-1? Luftschiff Zeppelin, или воздушное судно Цеппелина, - это технически сложный корабль, длиной 128 м и диаметром 11,6 м, который был сделан из алюминиевого каркаса, состоящего из 24 продольных балок, соединенных 16 поперечными кольцами, и приводился в движение двумя двигателями, мощностью 16 л. с.

Летательный аппарат мог развить скорость до 32 км/ч. Граф продолжал совершенствовать конструкцию во время первой мировой войны, когда многие из его дирижаблей (называемые цеппелинами) использовались для бомбардировки Парижа и Лондона. Летательные аппараты данного типа также применялись союзниками во время Второй мировой войны, в основном, для противолодочного патрулирования.

В 20-е и 30-е годы прошлого века, в Европе и Соединенных Штатах строительство дирижаблей продолжалось. В июле 1919 г. британский R-34 дважды совершил трансатлантический перелет.

Покорение Северного полюса

В 1926 г. итальянский полужесткий дирижабль (фото приведено в статье) «Норвегия» был успешно использован Роальдом Амундсеном, Линкольном Эллсвортом и генералом Умберто Нобиле для исследования Северного полюса. Следующую экспедицию, уже на другом возглавил Умберто Нобиле.

В общей сложности он планировал совершить 5 полетов, но дирижабль, построенный в 1924 г., потерпел крушение в 1928. Операция по возвращению полярных исследователей заняла более 49 дней, в ходе которой погибло 9 спасателей, включая Амундсена.

Как назывался дирижабль 1924 года? Четвертый серии N, построенный по проекту и на заводе Умберто Нобиле в Риме, получил название «Италия».

Период расцвета

В 1928 г. немецкий воздухоплаватель Хуго Эккенер построил дирижабль «Граф Цеппелин». До выведения из эксплуатации, девять лет спустя, он совершил 590 рейсов, в том числе 144 трансокеанских переходов. В 1936 г. Германия открыла регулярные трансатлантические пассажирские перевозки на «Гинденбурге».

Несмотря на эти достижения, в конце 1930-х годов дирижабли мира практически перестали выпускаться из-за их высокой стоимости, малой скорости, а также уязвимости от штормовой погоды. Кроме того, череда катастроф, самая известная из которых - взрыв заполненного водородом «Гинденбурга» в 1937 г., в сочетании с достижениями в самолетостроении в 30-х и 40-х гг. сделали данный вид транспорта коммерчески устаревшим.

Прогресс технологии

Газовые баллоны многих ранних дирижаблей делались из так называемой «кожи золотобойца»: коровьи кишки отбивались, а затем растягивались. На создание одного летательного аппарата требовалось двести пятьдесят тысяч коров.

Во время Первой мировой войны Германия и ее союзники прекратили производство колбасных изделий, чтобы было достаточно материала для производства воздушных кораблей, с помощью которых проводились бомбардировки Англии. Достижения в технологии производства ткани, в том числе, благодаря изобретению в 1839 г. вулканизированной резины американским торговцем Чарльзом Гудьиром, вызвало взрыв инноваций в дирижаблестроении. В начале тридцатых годов ВМС США построили два «летающих авианосца» «Акрон» и «Макон», чьи корпуса открывались, выпуская флот самолетов-истребителей F9C Sparrowhawk. Корабли разбились после попадания в шторм, так и не успев доказать свою боеспособность.

Рекорд мира по продолжительности полета был установлен в 1937 г. аэростатом «СССР-В6 Осоавиахим». Летательный аппарат провел в воздухе 130 ч 27 мин. Города, которые посетил за время полета дирижабль - Нижний Новгород, Белозерск, Ростов, Курск, Воронеж, Пенза, Долгопрудный и Новгород.

Закат аэростатов

Затем дирижабли исчезли. Так, 6 мая 1937 года «Гинденбург» взорвался над Лейкхерстом в штате Нью-Джерси - в шаре огня погибли 36 пассажиров и членов экипажа. Трагедия была заснята на кинопленку, и мир увидел, как взорвался немецкий дирижабль.

Что такое водород, и как он опасен, стало понятно всем, а идея, что люди могут комфортно передвигаться под емкостью с этим газом, в одно мгновение стала неприемлемой. В современных летательных аппаратах этого типа используется только гелий, который не воспламеняется. Все более популярными и экономичными становились самолеты, такие как скоростные «летающие лодки» компании Pan American Airways.

Современные инженеры, занимающиеся проектированием летательных аппаратов этого типа, сетуют на то, что до 1999 г., когда был опубликован сборник статей о том, как построить дирижабль под названием «Технология дирижабля», единственным доступным учебником была книга «Проектирование воздушного судна» Чарльза Берджесса, вышедшая в 1927 г.

Современные разработки

В конце концов, дизайнеры дирижаблей отказались от идеи перевозки пассажиров и сосредоточили усилия на грузоперевозках, которые сегодня недостаточно эффективно осуществляются железными дорогами, автомобильным и морским транспортом, и недосягаемы во многих районах.

Набирают обороты несколько первых таких проектов. В семидесятых бывший летчик-истребитель военно-морского флота США, в Нью-Джерси испытал корабль аэродинамической дельтовидной формы под названием Aereon 26. Но средства у Миллера закончились после первого же испытательного полета. Создание прототипа грузового воздушного судна требует огромных капиталовложений, а потенциальных покупателей было недостаточно.

В Германии Cargolifter A. G. дошел до строительства самого большого в мире отдельно стоящего здания длиной более 300 м, в котором компания планировала построить гелиевый полужесткий грузовой дирижабль. Что такое быть пионером в данной области воздухоплавания стало ясно в 2002 году, когда компания, столкнувшись с техническими сложностями и ограниченным финансированием, подала заявление о банкротстве. Ангар, расположенный около Берлина, позже был превращен в самый большой крытый аквапарк в Европе «Тропические острова».

В погоне за первенством

Новое поколение инженеров-конструкторов, некоторые из которых подкреплены значительными правительственными и частными инвестициями, убеждено, что, учитывая доступность новых технологий и новых материалов, общество сможет выиграть от строительства дирижаблей. В марте прошлого года Палата представителей США организовала заседание, посвященное данному виду воздушного транспорта, целью которого было ускорение процесса их развития.

В течение последних лет разработкой дирижаблей занимались аэрокосмические тяжеловесы Boeing и Northrop Grumman. Россия, Бразилия и Китай построили или разрабатывают собственные прототипы. Канада создала проекты нескольких воздушных суден, в том числе «Солнечного корабля», который выглядит как раздутый стелс-бомбардировщик с солнечными батареями, размещенными по всей верхней части заполненных гелием крыльев. Все участвуют в гонке, чтобы стать первыми и монополизировать рынок грузоперевозок, который может измеряться миллиардами долларов. В настоящее время наибольшее внимание привлекают три проекта:

английский Airlander 10, компании Hybrid Air Vehicles - на данный момент крупнейший дирижабль в мире;
LMH-1, компании «Локхид-Мартин»;
Aeroscraft, компании Worldwide Aeros Corp, созданной иммигрантом из Украины Игорем Пастернаком.

Радиоуправляемый аэростат своими руками

Чтобы оценить проблемы, возникающие при строительстве летательных аппаратов данного типа, можно построить дирижабль детский. Его размеры меньше, чем у любой модели, которую можно приобрести, и он обладает лучшим сочетанием стабильности и маневренности.

Для создания миниатюрного дирижабля потребуются следующие материалы:

Три миниатюрных мотора весом 2,5 г или меньше.
Микроприемник весом до 2 г (например, DelTang Rx33, который, наряду с другими частями, можно приобрести в специализированных онлайн-магазинах, таких как Micron Radio Control, Aether Sciences RC или Plantraco), работающий от одной литий-полимерной ячейки. Следует убедиться в совместимости коннекторов двигателя и приемника, иначе потребуется необходимость в пайке.
Совместимый передатчик с тремя или более каналами.
LiPo-аккумулятор емкостью 70-140 мАч и подходящее зарядное устройство. Чтобы общий вес не превышал 10 г, потребуется батарея весом до 2,5 г. Большая емкость аккумулятора обеспечит большую длительность полета: при 125 мАч можно легко добиться его продолжительности в 30 мин.
Провода, соединяющие аккумулятор с приемником.
Три небольших пропеллера.
Углеродный стержень (1 мм), длиной 30 см.
Кусок депрона 10 х 10 см.
Целлофан, скотч, суперклей и ножницы.

Нужно приобрести воздушный шарик из латекса, наполненный гелием. Подойдет стандартный или любой другой, грузоподъемность которого будет не менее 10 г. Для достижения желаемого веса добавляется балласт, который снимается по мере утечки гелия.

Компоненты прикрепляют к стержню с помощью скотча. Передний мотор служит для движения вперед, а задний устанавливается перпендикулярно. Третий двигатель размещается у центра тяжести и направлен вниз. Пропеллер к нему крепится противоположной стороной, чтобы он мог толкать дирижабль вверх. Моторы следует приклеить суперклеем.

Прикрепив хвостовой стабилизатор, можно значительно улучшить передвижение вперед, так как пропеллер подъема придает небольшое а хвостовой ротор слишком мощный. Его можно сделать их депрона и прикрепить скотчем.

Движение вперед должно компенсироваться небольшим подъемом.

Кроме того, на дирижабль можно установить недорогую камеру, например, используемую в брелоках.

От транспортника до воздушного пункта управления О том, что на вооружение российской армии могут быть поставлены обитаемые дирижабли, говорилось уже не раз. И вот стало известно, что до конца 2018 года будет построен дирижабль «Атлант» сразу в двух вариантах грузоподъемности для их возможного использования в интересах Минобороны России.Пока речь идет только о создании макета аппарата: само строительство первого экземпляра стартует не раньше 2016 года, отметил представитель компании-производителя. Начало же летных испытаний этой техники намечено на конец 2018 года.«Военные» модификации получат разработанные холдингом дирижабли «Атлант-30» грузоподъемностью 16 тонн и «Атлант-100», который может поднимать уже 60 тонн. Аппараты отличает способность осуществлять вертикальный взлет и посадку с неподготовленных площадок и водной поверхности, возможность выполнять полеты во всех климатических зонах. «Атланты» смогут доставлять грузы на дальность до 2 тысяч километров и передвигаться со скоростью 140 километров в час. Экипаж обоих летательных аппаратов не превышает трех человек. Возможности этих дирижаблей в военных целях неоценимы.«По сути, внедрение этого уникального транспортного средства полностью соответствует новой концепции создания мобильной армии, открывает новые возможности для использования средств радиолокационного наблюдения и ПВО, доставки десантных подразделений и даже создания аэромобильных пунктов управления», - считает представитель компании.«Авгуръ-РосАэроСистемы», предлагающий выпускать дирижабли для российской армии, имеет возможность проводить полный цикл работ по созданию воздухоплавательной техники. Проектирование аппаратов ведет собственное КБ, а многофункциональное производство включает в себя уникальный участок по сборке оболочек и современную сварочную линию. Имеются также собственный летно-испытательный комплекс и авиационный учебный центр. Именно на этом предприятии были созданы первый российский сертифицированный дирижабль Au-12, а также крупнейший в мире нежесткий дирижабль Au-30, установивший в 2008 году мировой рекорд дальности полета - 626 километров против 374,7 км у британского дирижабля GA-42.Ноу-хау российских дирижаблестроителей Использование дирижаблей в военных целях не сбрасывается со счетов нигде в мире, и это подтверждают последние данные. Так, Пентагон заявляет о возможности использования таких устройств в своей системе ПРО. Группировка беспилотных боевых дирижаблей может быть задействована для прикрытия Вашингтона от ракетных атак, заявляют американские военные. Начинка таких кораблей очень технологична. Ее основа – радары системы JLENS, которые позволяют обнаруживать низколетящие крылатые ракеты, а также самолеты на удалении более 550 километров. Сейчас эти аппараты проходят тестирование, правда, для заступления на боевое дежурство их еще предстоит встроить в систему эшелонированной обороны.Имеется и опыт практического использования летательных аппаратов, работающих по принципу дирижаблей, в интересах вооруженных сил. Так, аэростаты с комплектом разведывательной аппаратуры применялись в ходе боевых действий в Ираке и Афганистане. Такие аппараты могли в течение двух недель «висеть» в воздухе и не требовать обслуживания. Вообще, возможность дирижаблей и аэростатов продолжительное время находиться в небе без дозаправки делает их незаменимыми. Скрупулезные американцы даже подсчитали, что эксплуатация беспилотного разведывательного дирижабля обходится в сумму, в 5-7 раз меньшую, чем при использовании самолета, предназначенного для ведения разведки.Аппараты российского семейства «Атлант» могут стать серьезной альтернативой заокеанским разработкам. Наш дирижабль менее капризный, например, ему практически не требуется инфраструктура для обслуживания и швартовки. Жесткая обшивка даст возможность продолжать полет при боковом и встречном ветре до 30 метров в секунду. Кроме того, у «Атлантов» будет воздушная подушка, которая позволит им приземляться на воду, лед и любую ровную поверхность. Но самое главное, что нашим разработчикам удалось справиться с классической проблемой всех дирижаблей. Дело в том, что после разгрузки аппарат резко тянет вверх, и он становится неуправляемым. Российские специалисты нашли решение проблемы: на «Атланте» создана система активной балластировки, где в качестве балласта используется… сжатый воздух, который закачивается с помощью оборудования, установленного на дирижабле.По главной площади - парадом Нынешние дирижабли - это уже не простенькие аппараты прошлого века и даже не исполин «Гинденбург». В основе их корпуса - многослойная композитная ткань, а оболочка изготавливается из современных высокопрочных материалов. К слову, применение композитных материалов дает дирижаблю и еще один плюс: малозаметность для систем ПВО. Аппарат прозрачен для радиоволн и не излучает тепла. Оболочки же наполняются не взрывоопасным водородом, как раньше, а негорючим гелием. В современных дирижаблях также применяется система автопилотирования, другое высокотехнологичное оборудование.«Возвращение дирижаблей сегодня выглядит более реальным, чем 20 лет назад, - считает старший научный сотрудник ГМИК им. К.Э. Циолковского Тамара Горюн. - Несколько центров в мире движутся в одном направлении - к созданию устойчивого к ветрам аппарата, не нуждающегося в сложной инфраструктуре, со стоимостью перевозок, несравнимой с любым другим воздушным транспортом. Новую страницу в истории дирижаблестроения может открыть и освоение Арктики».Кстати, у нашей страны в целом имеется большой опыт создания дирижаблей. В 1932 году четыре модели первых советских дирижаблей («СССР В-1», «СССР В-2», «СССР В-3», «СССР В-4») даже демонстрировались на параде на Красной площади. К началу Великой Отечественной войны Красная Армия располагала шестью полками и десятью отдельными воздухоплавательными дивизионами. Дирижабли применялись для подготовки парашютистов и транспортных перевозок. Было совершено почти 1,5 тысячи вылетов. Активно применялись аэростаты и в противовоздушной обороне: фотохроника с панорамой плывущих над Москвой аппаратов, которые закрывали собой небо над столицей, известна всем…После войны работы в этом направлении несколько стихли, хотя известно, что в 1986 году аэростаты были задействовованы в освещении круглосуточной стройплощадки на месте сооружения саркофага над разрушенным 4-м энергоблоком Чернобыльской АЭС.Дирижабли особого назначения Военное будущее дирижаблей и аэростатов - вполне реальное. В Долгопрудненском конструкторском бюро автоматики сейчас идет работа над аппаратом «Пересвет», который способен обнаруживать крылатые ракеты типа «Томагавк» и «Томахоук» на удалении до 400 километров. Как подчеркивает представитель КБ Сергей Бендин, установленная на «Пересвете» радиолокационная станция попросту «висит» на высоте несколько километров, благодаря чему она не имеет «мертвых зон».К слову, первый боевой дирижабль был принят накануне Первой мировой войны на вооружение германской армии. 75 таких аппаратов участвовали в бомбардировках Лондона. Правда, британцам впоследствии удалось уничтожить 52 из них. Тем не менее за войну немецкие дирижабли сбросили на противника почти 340 тонн различных бомб.В годы Второй мировой войны дирижабли активно использовались уже американцами. Их применяли для поиска и уничтожения германских подводных лодок. К лету 1943 года под звездно-полосатым флагом действовали около 150 гелиевых дирижаблей, вооруженных радарами, пушками и глубинными бомбами. Командующий военно-морскими силами рейха гросс-адмирал Дениц был даже вынужден запретить своим субмаринам атаковать конвои, сопровождаемые дирижаблями.Сегодня ставка делается на транспортное и разведывательное применение, а также на использование этих аппаратов для предупреждения и реагирования на чрезвычайные ситуации. В 2014 году Военно-промышленная комиссия при правительстве РФ включила в программу «Инновационный транспорт Севера» внедрение системы мониторинга арктических регионов с помощью дирижаблей, оборудованных тепловизорами, радиолокаторами, лазерными датчиками и видеокамерами.Речь сегодня о создании не только пилотируемых, но и беспилотных дирижаблей, в том числе компактного размера. Один из таких аппаратов, разрабатываемых в уже упомянутом Долгопрудненском конструкторском бюро автоматики, может поднимать всего 10 килограммов полезного груза (например, видеоаппаратуру и оборудование передачи сигнала) и летать на высоте около километра. В то же время период автономной работы такого аппарата в воздухе превышает три часа, что позволяет ему спокойно патрулировать территории, проводить разведку воздушной обстановки, а также контролировать пожароопасные районы.

Как правило, статьи о современных дирижаблях начинаются с воспоминаний о том, как почти 70 лет назад на американской авиабазе Лейкхерст погиб в огне гигантский немецкий цеппелин «Гинденбург», а три года спустя Герман Геринг приказал разобрать оставшиеся дирижабли на металлолом и подорвать ангары. Эпоха дирижаблей тогда закончилась, пишут обычно журналисты, но вот теперь интерес к управляемым аэростатам снова активно возрождается. Однако подавляющее большинство наших сограждан если где и видят «возродившиеся» дирижабли, то только на разного рода аэрошоу – там они обычно применяются в качестве оригинальных рекламных носителей. Неужели это все, на что способны эти удивительные воздушные корабли? Чтобы выяснить, кому и зачем нужны сегодня дирижабли, пришлось обратиться к специалистам, строящим дирижабли в России.

Плюсы и минусы

Три типа конструкции
В дирижаблестроении выделяются три основных типа конструкции: мягкая, жесткая и полужесткая. Практически все современные дирижабли относятся к мягкому типу. В англоязычной литературе их обозначают термином blimp. Во время Второй мировой войны американская армия активно использовала «блимпы» для наблюдения за прибрежными водами и конвоирования судов.

Дирижабль – это управляемый самодвижущийся аэростат. В отличие от обычного воздушного «шара, который летит» исключительно по направлению ветра и может маневрировать только по высоте в попытке поймать ветер нужного направления, дирижабль способен двигаться относительно окружающих воздушных масс в направлении, выбранном пилотом. Для этой цели летательный аппарат оснащен одним или несколькими двигателями, стабилизаторами и рулями, а также имеет аэродинамическую («сигарообразную») форму.

В свое время дирижабли «убила» не столько череда ужаснувших мир катастроф, сколько авиация, развивавшаяся в первой половине ХХ века сверхбыстрыми темпами. Дирижабль тихоходен – даже самолет с поршневыми двигателями летает быстрее. Что уж говорить о турбовинтовых и реактивных машинах. Разгонять дирижабль до самолетных скоростей мешает большая парусность корпуса – сопротивление воздуха слишком велико. Правда, время от времени говорят о проектах сверхвысотных дирижаблей, которые поднимутся туда, где воздух сильно разрежен, а значит, и сопротивление его значительно меньше. Это якобы позволит развивать скорость в несколько сотен километров в час. Однако пока подобные проекты проработаны только на уровне концепции.

Проигрывая авиации в скорости, управляемые аэростаты при этом имеют ряд важных преимуществ, благодаря которым, собственно, возрождается дирижаблестроение. Во-первых, сила, которая поднимает аэростат в воздух (известная всем со школьной скамьи сила Архимеда), совершенно бесплатна и не требует затрат энергии, в отличие от подъемной силы крыла, которая напрямую зависит от скорости аппарата, а значит, от мощности двигателя. Дирижаблю же двигатели нужны в основном для перемещения в горизонтальной плоскости и маневрирования. Поэтому летательные аппараты такого типа могут обходиться моторами значительно меньшей мощности, чем потребовались бы самолету при равной величине полезной нагрузки. Отсюда, а это уже во-вторых, вытекает большая по сравнению с крылатой авиацией экологическая чистота дирижаблей, что в наше время чрезвычайно важно.

Третий плюс дирижаблей – их практически неограниченная грузоподъемность. Создание сверхгрузоподъемных самолетов и вертолетов имеет ограничения по прочностным характеристикам конструкционных материалов. Для дирижаблей же таких ограничений нет, и воздушный корабль с полезной нагрузкой, например, 1000 т – вовсе не фантастика. Добавим сюда возможность длительное время находиться в воздухе, отсутствие необходимости в аэродромах с длинными взлетно-посадочными полосами и большую безопасность полетов – и у нас получится внушительный список достоинств, которые вполне уравновешивают тихоходность. Впрочем, и тихоходность, как выяснилось, можно скорее отнести к достоинствам воздушных кораблей. Но об этом чуть позже.

Конкурент вертолета

Небесный патруль
Двухместный дирижабль АU-12 Крейсерская скорость 50–90 км/ч, мощность маршевого двигателя 100 л.с., максимальная дальность полета 350 км, максимальная высота полета 1500 м
Наша страна – один из мировых центров возрождающегося дирижаблестроения. Лидер отрасли – группа компаний «Росаэросистемы». Побеседовав с ее вице-президентом Михаилом Талесниковым, мы выяснили, как устроены современные российские дирижабли, где и как они используются и что нас ждет впереди.

Сегодня в работе находятся два типа дирижаблей, созданных конструкторами «Росаэросистем». Первый тип – это двухместный дирижабль AU-12 (длина оболочки 34 м). Аппараты такой модели существуют в трех экземплярах, и два из них время от времени используются московской милицией для патрулирования МКАД. Третий дирижабль продан в Таиланд и применяется там в качестве рекламного носителя.

Универсальная машина
Многоцелевой дирижабль Au-30 (многоцелевой патрульный дирижабль объемом более 3000 м3) предназначен для выполнения полетов в течение продолжительного времени, в том числе на малой высоте и с малой скоростью

Гораздо более интересная работа у дирижаблей системы AU-30. Аппараты этой модели отличаются более крупными габаритами (длина оболочки 54 м) и, соответственно, большей грузоподъемностью. Гондола AU-30 способна вместить десять человек (двух пилотов и восемь пассажиров). Как рассказал нам Михаил Талесников, в настоящее время ведутся переговоры с заинтересованными сторонами о возможности организации элитных воздушных туров. Полет на небольшой высоте и на малой скорости (вот оно – преимущество тихоходности!) над красивыми природными ландшафтами или памятниками архитектуры и в самом деле сможет стать незабываемым приключением. Подобные туры проходят в Германии: дирижабли возрожденной марки Zeppelin NT катают туристов над живописным озером Бодензее, в тех самых краях, где когда-то отправился в полет первый немецкий дирижабль. Однако российские дирижаблестроители уверены, что главное предназначение их аппаратов не реклама и развлечения, а выполнение серьезных задач промышленного характера.

Вот пример. Энергетические компании, имеющие в своем распоряжении линии электропередач, должны регулярно проводить мониторинг и диагностику состояния своих сетей. Удобнее всего это делать с воздуха. В большинстве стран мира для такого мониторинга применяются вертолеты, однако у винтокрылой машины есть серьезные недостатки. Помимо того что вертолет неэкономичен, у него еще и весьма скромный радиус действия – всего 150–200 км. Понятно, что для нашей страны с ее многотысячекилометровыми расстояниями и обширным энергетическим хозяйством это слишком мало. Есть и еще одна проблема: вертолет в полете испытывает сильную вибрацию, в результате чего чувствительное сканирующее оборудование дает сбои. Движущийся медленно и плавно дирижабль, способный преодолевать тысячи километров на одной заправке, напротив, идеально подходит для задач мониторинга. В настоящий момент одна из российских фирм, разработавших основанное на лазерных технологиях сканирующее оборудование, а также программное обеспечение к нему, использует два дирижабля AU-30 для оказания услуг энергетикам. Дирижабль этого типа может применяться и для разнообразных видов мониторинга земной поверхности (в том числе в военных целях), а также для картографирования.

Практически все современные дирижабли, в отличие от цеппелинов довоенной эпохи, относятся к мягкому типу, то есть форма их оболочки поддерживается изнутри давлением подъемного газа (гелия).

Объясняется это просто – для аппаратов сравнительно небольших размеров жесткая конструкция неэффективна и уменьшает полезную нагрузку из-за веса каркаса. Несмотря на то что дирижабли и аэростаты относят к классу аппаратов легче воздуха, многие из них, особенно при полной загрузке, имеют так называемый перетяж, то есть превращаются в аппараты тяжелее воздуха. Это относится и к AU-12 и AU-30.

Выше мы уже говорили о том, что дирижаблю, в отличие от самолета, двигатели нужны в основном для горизонтального полета и маневрирования. И вот почему «в основном». «Перетяж», то есть разница между силой земного притяжения и архимедовой силой, компенсируется за счет небольшой подъемной силы, которая появляется, когда встречный поток воздуха набегает на имеющую специальную аэродинамическую форму оболочку дирижабля – в данном случае она работает как крыло. Стоит дирижаблю остановиться – и он начнет опускаться к земле, ведь архимедова сила не полностью компенсирует силу притяжения.

Дирижабли AU-12 и AU-30 имеют два режима взлета: вертикальный и с небольшим пробегом. В первом случае два винтовых двигателя с переменным вектором тяги переходят в вертикальное положение и таким образом отталкивают аппарат от земли. После набора небольшой высоты они переходят в горизонтальное положение и толкают дирижабль вперед, в результате чего возникает подъемная сила. При посадке двигатели вновь переходят в вертикальное положение и включаются на реверсивный режим. Теперь дирижабль, напротив, притягивается к земле. Такая схема позволяет преодолеть одну из главных проблем эксплуатации дирижаблей в прошлом – сложность со своевременной остановкой и точным причаливанием аппарата. Во времена могучих цеппелинов их приходилось буквально отлавливать за спущенные вниз тросы и закреплять у земли. Причаливающие команды насчитывали в те времена десятки и даже сотни человек.

При взлете с пробегом двигатели изначально работают в горизонтальном положении. Они разгоняют аппарат до возникновения достаточной подъемной силы, после чего дирижабль поднимается в воздух.

Маневрирование по высоте и управление подъемной силой пилот осуществляет, в частности, меняя тангаж (угол наклона горизонтальной оси) дирижабля. Этого можно добиться как с помощью закрепленных на стабилизаторах аэродинамических рулей, так и путем изменения центровки аппарата. Внутри оболочки, накачанной находящимся под небольшим давлением гелием, находятся два баллонета. Баллонеты – это мешки из воздухонепроницаемой материи, в которые нагнетается забортный воздух. Управляя объемом баллонета, пилот изменяет давление подъемного газа. Если баллонет раздувается, гелий сжимается и плотность его растет. При этом архимедова сила падает, что приводит к снижению дирижабля. И наоборот. При необходимости можно перекачивать воздух, например, из носового баллонета в кормовой. Тогда при изменении центровки угол тангажа примет положительное значение и дирижабль перейдет в кабрирующее положение.

Нетрудно заметить, что современный дирижабль имеет довольно сложную систему управления, предусматривающую работу рулями, варьирование режима и вектора тяги двигателей, а также изменение центровки аппарата и величины давления подъемного газа с помощью баллонетов.

Тяжелее и выше

Дирижабль «Беркут»
Внутри оболочки «Беркута» – пять тканых емкостей с гелием. У поверхности земли закачанный в оболочку воздух будет сдавливать емкости, повышая плотность подъемного газа. В стратосфере, когда «Беркут» окажется в окружении разреженного воздуха, воздух из оболочки будет откачан и емкости под давлением гелия раздуются. В результате плотность его упадет и, соответственно, возрастет архимедова сила, которая будет удерживать аппарат на высоте. «Беркут» разработан в трех модификациях – для высоких широт (HL), для средних широт (ML), для экваториальных широт (ET). Геостационарные характеристики дирижабля позволяют осуществлять функции наблюдения, связи и передачи данных над территорией площадью более 1 млн км2.
Еще одно направление, в котором работают отечественные дирижаблестроители, – это создание тяжелых грузопассажирских дирижаблей. Как уже говорилось, для дирижаблей ограничений по грузоподъемности практически не существует, а потому в перспективе могут быть созданы настоящие «воздушные баржи», которые будут способны перевозить по воздуху почти все что угодно, включая сверхтяжелые негабаритные грузы. Задача упрощается тем, что при изменении линейных габаритов оболочки грузоподъемность дирижабля вырастает в кубической пропорции. К примеру, AU-30, имеющий оболочку длиной 54 м, может брать на борт до 1,5 т полезного груза.

Дирижабль нового поколения, разрабатываемый сейчас инженерами «Росаэросистем», при длине оболочки всего на 30 м больше возьмет полезную нагрузку 16 т! В перспективных планах группы компаний – строительство дирижаблей с полезной нагрузкой 60 и 200 т. Причем именно в этом сегменте дирижаблестроения должна произойти маленькая революция. Впервые за многие десятилетия в воздух поднимется дирижабль, выполненный по жесткой схеме. Подъемный газ будет помещаться в мягких баллонах, жестко прикрепленных к каркасу, укрытому сверху аэродинамической оболочкой. Жесткий каркас добавит дирижаблю безопасности, так как даже в случае серьезной утечки гелия аппарат не утратит аэродинамическую форму.

Другой интересный проект, по которому в группе компаний «Росаэросистемы» уже проведены НИОКР, – это геостационарный стратосферный дирижабль «Беркут». В основе идеи – свойства атмосферы. Дело в том, что на высоте 20–22 км ветровой напор относительно невелик, причем ветер имеет постоянное направление – против вращения Земли. В таких условиях довольно легко с помощью тяги двигателей зафиксировать аппарат в одной точке относительно поверхности планеты. Стратосферный геостационар можно использовать практически во всех областях, в которых сейчас применяются геостационарные спутники (связь, передача теле- и радиопрограмм и т.д.). При этом дирижабль «Беркут» будет, разумеется, существенно дешевле любого космического аппарата. Кроме того, если спутник связи выходит из строя, ремонту он уже не подлежит. «Беркут» же в случае любых неполадок всегда можно будет спустить на землю, чтобы провести необходимую профилактику и ремонт.

И наконец, «Беркут» – это абсолютно экологически чистый аппарат. Энергию для двигателей и ретранслирующей аппаратуры дирижабль возьмет от солнечных батарей, размещенных на верхней части оболочки. В ночное время питание будет производиться за счет аккумуляторов, накопивших электричество в течение дня.

Все дирижабли, о которых шла речь в этой статье, относятся к газовому типу. Однако существуют еще и тепловые дирижабли – фактически управляемые монгольфьеры, в которых подъемным газом служит нагретый воздух. Они считаются менее функциональными, чем их газовые собратья, в основном из-за более низкой скорости и худшей управляемости. Основная сфера применения тепловых дирижаблей – аэрошоу и спорт. И именно в спорте России принадлежит высшее достижение. 17 августа 2006 года пилот Станислав Федоров достиг на тепловом дирижабле российского производства «Полярный гусь» высоты 8180 м. Однако и спортивным дирижаблям, возможно, будет найдено практическое применение. «Полярный гусь», поднявшись на высоту 10–15 км, сможет стать своего рода первой ступенью системы космических запусков. Известно, что при космических стартах значительное количество энергии тратится именно на начальной стадии подъема. Чем дальше от центра Земли находится стартовая площадка, тем больше экономия топлива и тем большую полезную нагрузку удается вывести на орбиту. Именно поэтому космодромы стараются размещать ближе к экваториальной области, чтобы выиграть (за счет приплюснутой формы Земли) несколько километров.

«Популярная механика»
Октябрь 2008

С дирижабля в космос

Высотные полеты на дирижаблях
8180 м, 2006 г.,«Полярный гусь» (Россия) 7600 м, 1917 г.,Zeppelin L-55 (Германия) 6614 м, 2004 г.,Borland Rover A-2 (Великобритания) 6234 м, 2003 г., Colting SPS 62 (Канада) 5059 м, 1988 г., Borland Rover (США)
17 августа 2006 года пилот Станислав Федоров достиг на тепловом дирижабле российского производства «АвгурЪ» AU-35 («Полярный гусь») высоты 8180 м. Так был побит мировой рекорд, продержавшийся 90 лет и принадлежавший немецкому дирижаблю Zeppelin L-55. Рекорд «Полярного гуся» стал первым шагом в выполнении программы «Высокий старт» – проекта Русского воздухоплавательного общества и группы компаний «Метрополь» по запуску легких космических аппаратов с высотных дирижаблей. В случае успеха этого проекта в России будет создан передовой аэростатно-космический комплекс, способный экономично выводить на орбиту частные спутники весом до 10–15 кг. Одно из предполагаемых направлений использования комплекса «Высокий старт» – запуск геофизических ракет для исследования приполярных областей Северного Ледовитого океана.

Интересные проекты дирижаблей нового поколения разрабатываются на североамериканском континенте. Создать «небесную суперъяхту» ML 866 намерена в недалеком будущем корпорация Wordwide Aeros. Этот дирижабль сконструирован по гибридной схеме: в полете около 2/3 веса машины будут компенсироваться архимедовой силой, а подниматься вверх аппарат будет благодаря подъемной силе, возникающей при обтекании набегающим потоком воздуха оболочки корабля. Для этого оболочке будет придана специальная аэродинамическая форма. Официально ML 866 предназначен для VIP-туризма, однако, если учесть, что Wordwide Aeros получает финансирование в частности от государственного агентства DARPA, занимающегося оборонными технологиями, не исключено использование дирижаблей в военных целях, например для наблюдения или связи. А канадская компания Skyhook совместно с Boeing объявила о проекте JHL-40 – грузового дирижабля с полезной нагрузкой 40 т. Это тоже «гибрид», однако здесь архимедова сила будет дополняться тягой четырех роторов, создающих тягу по вертикальной оси.

История воздушных катастроф с большим количеством жертв берет свое начало в эпохе дирижаблей. Британский дирижабль R101 отправился в свой первый полет 5 октября 1930 года. На борту он нес государственную делегацию во главе с министром воздушного сообщения Кристофером Бёрдвеллом лордом Томпсоном. Через несколько часов после старта R101 снизился до опасной высоты, врезался в холм и сгорел. Причиной катастрофы стали просчеты в проектировании. Из 54 пассажиров и членов экипажа погибли 48, включая министра. 73 американских военных моряка встретили гибель, когда попавший в бурю дирижабль «Акрон» упал в море неподалеку от побережья штата Нью-Джерси. Случилось это 3 апреля 1933 года. Людей убил не удар при падении, а ледяная вода: на дирижабле не было ни одной спасательной лодки и лишь несколько пробковых жилетов. Знаменитая катастрофа «Гинденбурга», произошедшая 6 мая 1937 года, по количеству жертв уступает этим двум. Все три погибших дирижабля были накачаны взрывоопасным водородом. Гелиевые дирижабли сегодняшнего дня значительно безопаснее.

https://www..html

QR код страницы

Больше нравится читать с телефона или планшета? Тогда сканируйте этот QR-код прямо с монитора своего компа и читайте статью. Для этого на вашем мобильном устройстве должно быть установлено любое приложение "Сканер QR кода".

Двухместный дирижабль АU-12 предназначен для подготовки пилотов-воздухоплавателей, патрулирования и визуального контроля автодорог и городских территорий с целью экологического мониторинга, контроля за чрезвычайными ситуациями и спасательных операций, охраны и наблюдения, рекламных полетов, качественной фото-, кино-, теле- и видеосъемки в интересах рекламы, телевидения, картографии

Как правило, статьи о современных дирижаблях начинаются с воспоминаний о том, как почти 70 лет назад на американской авиабазе Лейкхерст погиб в огне гигантский немецкий цеппелин «Гинденбург», а три года спустя Герман Геринг приказал разобрать оставшиеся дирижабли на металлолом и подорвать ангары. Эпоха дирижаблей тогда закончилась, пишут обычно журналисты, но вот теперь интерес к управляемым аэростатам снова активно возрождается. Однако подавляющее большинство наших сограждан если где и видят «возродившиеся» дирижабли, то только на разного рода аэрошоу - там они обычно применяются в качестве оригинальных рекламных носителей. Неужели это все, на что способны эти удивительные воздушные корабли? Чтобы выяснить, кому и зачем нужны сегодня дирижабли, пришлось обратиться к специалистам, строящим дирижабли в России.

Плюсы и минусы

Дирижабль - это управляемый самодвижущийся аэростат. В отличие от обычного воздушного «шара, который летит» исключительно по направлению ветра и может маневрировать только по высоте в попытке поймать ветер нужного направления, дирижабль способен двигаться относительно окружающих воздушных масс в направлении, выбранном пилотом. Для этой цели летательный аппарат оснащен одним или несколькими двигателями, стабилизаторами и рулями, а также имеет аэродинамическую («сигарообразную») форму. В свое время дирижабли «убила» не столько череда ужаснувших мир катастроф, сколько авиация, развивавшаяся в первой половине ХХ века сверхбыстрыми темпами. Дирижабль тихоходен - даже самолет с поршневыми двигателями летает быстрее. Что уж говорить о турбовинтовых и реактивных машинах. Разгонять дирижабль до самолетных скоростей мешает большая парусность корпуса - сопротивление воздуха слишком велико. Правда, время от времени говорят о проектах сверхвысотных дирижаблей, которые поднимутся туда, где воздух сильно разрежен, а значит, и сопротивление его значительно меньше. Это якобы позволит развивать скорость в несколько сотен километров в час. Однако пока подобные проекты проработаны только на уровне концепции.

Третий плюс дирижаблей - их практически неограниченная грузоподъемность. Создание сверхгрузоподъемных самолетов и вертолетов имеет ограничения по прочностным характеристикам конструкционных материалов. Для дирижаблей же таких ограничений нет, и воздушный корабль с полезной нагрузкой, например, 1000 т - вовсе не фантастика. Добавим сюда возможность длительное время находиться в воздухе, отсутствие необходимости в аэродромах с длинными взлетно-посадочными полосами и большую безопасность полетов - и у нас получится внушительный список достоинств, которые вполне уравновешивают тихоходность. Впрочем, и тихоходность, как выяснилось, можно скорее отнести к достоинствам воздушных кораблей. Но об этом чуть позже.

Конкурент вертолета

Небесный патруль
Двухместный дирижабль АU-12 Крейсерская скорость 50-90 км/ч, мощность маршевого двигателя 100 л.с., максимальная дальность полета 350 км, максимальная высота полета 1500 м

Наша страна - один из мировых центров возрождающегося дирижаблестроения. Лидер отрасли - группа компаний «Росаэросистемы». Побеседовав с ее вице-президентом Михаилом Талесниковым, мы выяснили, как устроены современные российские дирижабли, где и как они используются и что нас ждет впереди.

Сегодня в работе находятся два типа дирижаблей, созданных конструкторами «Росаэросистем». Первый тип - это двухместный дирижабль AU-12 (длина оболочки 34 м). Аппараты такой модели существуют в трех экземплярах, и два из них время от времени используются московской милицией для патрулирования МКАД. Третий дирижабль продан в Таиланд и применяется там в качестве рекламного носителя.

Гораздо более интересная работа у дирижаблей системы AU-30. Аппараты этой модели отличаются более крупными габаритами (длина оболочки 54 м) и, соответственно, большей грузоподъемностью. Гондола AU-30 способна вместить десять человек (двух пилотов и восемь пассажиров). Как рассказал нам Михаил Талесников, в настоящее время ведутся переговоры с заинтересованными сторонами о возможности организации элитных воздушных туров. Полет на небольшой высоте и на малой скорости (вот оно - преимущество тихоходности!) над красивыми природными ландшафтами или памятниками архитектуры и в самом деле сможет стать незабываемым приключением. Подобные туры проходят в Германии: дирижабли возрожденной марки Zeppelin NT катают туристов над живописным озером Бодензее, в тех самых краях, где когда-то отправился в полет первый немецкий дирижабль. Однако российские дирижаблестроители уверены, что главное предназначение их аппаратов не реклама и развлечения, а выполнение серьезных задач промышленного характера.

Вот пример. Энергетические компании, имеющие в своем распоряжении линии электропередач, должны регулярно проводить мониторинг и диагностику состояния своих сетей. Удобнее всего это делать с воздуха. В большинстве стран мира для такого мониторинга применяются вертолеты, однако у винтокрылой машины есть серьезные недостатки. Помимо того что вертолет неэкономичен, у него еще и весьма скромный радиус действия - всего 150-200 км. Понятно, что для нашей страны с ее многотысячекилометровыми расстояниями и обширным энергетическим хозяйством это слишком мало. Есть и еще одна проблема: вертолет в полете испытывает сильную вибрацию, в результате чего чувствительное сканирующее оборудование дает сбои. Движущийся медленно и плавно дирижабль, способный преодолевать тысячи километров на одной заправке, напротив, идеально подходит для задач мониторинга. В настоящий момент одна из российских фирм, разработавших основанное на лазерных технологиях сканирующее оборудование, а также программное обеспечение к нему, использует два дирижабля AU-30 для оказания услуг энергетикам. Дирижабль этого типа может применяться и для разнообразных видов мониторинга земной поверхности (в том числе в военных целях), а также для картографирования.

Как они летают?

Объясняется это просто - для аппаратов сравнительно небольших размеров жесткая конструкция неэффективна и уменьшает полезную нагрузку из-за веса каркаса. Несмотря на то что дирижабли и аэростаты относят к классу аппаратов легче воздуха, многие из них, особенно при полной загрузке, имеют так называемый перетяж, то есть превращаются в аппараты тяжелее воздуха. Это относится и к AU-12 и AU-30. Выше мы уже говорили о том, что дирижаблю, в отличие от самолета, двигатели нужны в основном для горизонтального полета и маневрирования. И вот почему «в основном». «Перетяж», то есть разница между силой земного притяжения и архимедовой силой, компенсируется за счет небольшой подъемной силы, которая появляется, когда встречный поток воздуха набегает на имеющую специальную аэродинамическую форму оболочку дирижабля - в данном случае она работает как крыло. Стоит дирижаблю остановиться - и он начнет опускаться к земле, ведь архимедова сила не полностью компенсирует силу притяжения. Дирижабли AU-12 и AU-30 имеют два режима взлета: вертикальный и с небольшим пробегом. В первом случае два винтовых двигателя с переменным вектором тяги переходят в вертикальное положение и таким образом отталкивают аппарат от земли. После набора небольшой высоты они переходят в горизонтальное положение и толкают дирижабль вперед, в результате чего возникает подъемная сила. При посадке двигатели вновь переходят в вертикальное положение и включаются на реверсивный режим. Теперь дирижабль, напротив, притягивается к земле. Такая схема позволяет преодолеть одну из главных проблем эксплуатации дирижаблей в прошлом - сложность со своевременной остановкой и точным причаливанием аппарата. Во времена могучих цеппелинов их приходилось буквально отлавливать за спущенные вниз тросы и закреплять у земли. Причаливающие команды насчитывали в те времена десятки и даже сотни человек.

Маневрирование по высоте и управление подъемной силой пилот осуществляет, в частности, меняя тангаж (угол наклона горизонтальной оси) дирижабля. Этого можно добиться как с помощью закрепленных на стабилизаторах аэродинамических рулей, так и путем изменения центровки аппарата. Внутри оболочки, накачанной находящимся под небольшим давлением гелием, находятся два баллонета. Баллонеты - это мешки из воздухонепроницаемой материи, в которые нагнетается забортный воздух. Управляя объемом баллонета, пилот изменяет давление подъемного газа. Если баллонет раздувается, гелий сжимается и плотность его растет. При этом архимедова сила падает, что приводит к снижению дирижабля. И наоборот. При необходимости можно перекачивать воздух, например, из носового баллонета в кормовой. Тогда при изменении центровки угол тангажа примет положительное значение и дирижабль перейдет в кабрирующее положение.

Тяжелее и выше

Дирижабль «Беркут»
Внутри оболочки «Беркута» - пять тканых емкостей с гелием. У поверхности земли закачанный в оболочку воздух будет сдавливать емкости, повышая плотность подъемного газа. В стратосфере, когда «Беркут» окажется в окружении разреженного воздуха, воздух из оболочки будет откачан и емкости под давлением гелия раздуются. В результате плотность его упадет и, соответственно, возрастет архимедова сила, которая будет удерживать аппарат на высоте. «Беркут» разработан в трех модификациях - для высоких широт (HL), для средних широт (ML), для экваториальных широт (ET). Геостационарные характеристики дирижабля позволяют осуществлять функции наблюдения, связи и передачи данных над территорией площадью более 1 млн км2.

Еще одно направление, в котором работают отечественные дирижаблестроители, - это создание тяжелых грузопассажирских дирижаблей. Как уже говорилось, для дирижаблей ограничений по грузоподъемности практически не существует, а потому в перспективе могут быть созданы настоящие «воздушные баржи», которые будут способны перевозить по воздуху почти все что угодно, включая сверхтяжелые негабаритные грузы. Задача упрощается тем, что при изменении линейных габаритов оболочки грузоподъемность дирижабля вырастает в кубической пропорции. К примеру, AU-30, имеющий оболочку длиной 54 м, может брать на борт до 1,5 т полезного груза. Дирижабль нового поколения, разрабатываемый сейчас инженерами «Росаэросистем», при длине оболочки всего на 30 м больше возьмет полезную нагрузку 16 т! В перспективных планах группы компаний - строительство дирижаблей с полезной нагрузкой 60 и 200 т. Причем именно в этом сегменте дирижаблестроения должна произойти маленькая революция. Впервые за многие десятилетия в воздух поднимется дирижабль, выполненный по жесткой схеме. Подъемный газ будет помещаться в мягких баллонах, жестко прикрепленных к каркасу, укрытому сверху аэродинамической оболочкой. Жесткий каркас добавит дирижаблю безопасности, так как даже в случае серьезной утечки гелия аппарат не утратит аэродинамическую форму.

Другой интересный проект, по которому в группе компаний «Росаэросистемы» уже проведены НИОКР, - это геостационарный стратосферный дирижабль «Беркут». В основе идеи - свойства атмосферы. Дело в том, что на высоте 20-22 км ветровой напор относительно невелик, причем ветер имеет постоянное направление - против вращения Земли. В таких условиях довольно легко с помощью тяги двигателей зафиксировать аппарат в одной точке относительно поверхности планеты. Стратосферный геостационар можно использовать практически во всех областях, в которых сейчас применяются геостационарные спутники (связь, передача теле- и радиопрограмм и т.д.). При этом дирижабль «Беркут» будет, разумеется, существенно дешевле любого космического аппарата. Кроме того, если спутник связи выходит из строя, ремонту он уже не подлежит. «Беркут» же в случае любых неполадок всегда можно будет спустить на землю, чтобы провести необходимую профилактику и ремонт. И наконец, «Беркут» - это абсолютно экологически чистый аппарат. Энергию для двигателей и ретранслирующей аппаратуры дирижабль возьмет от солнечных батарей, размещенных на верхней части оболочки. В ночное время питание будет производиться за счет аккумуляторов, накопивших электричество в течение дня.

Еще ближе к космосу

Все дирижабли, о которых шла речь в этой статье, относятся к газовому типу. Однако существуют еще и тепловые дирижабли - фактически управляемые монгольфьеры, в которых подъемным газом служит нагретый воздух. Они считаются менее функциональными, чем их газовые собратья, в основном из-за более низкой скорости и худшей управляемости. Основная сфера применения тепловых дирижаблей - аэрошоу и спорт. И именно в спорте России принадлежит высшее достижение. 17 августа 2006 года пилот Станислав Федоров достиг на тепловом дирижабле российского производства «Полярный гусь» высоты 8180 м. Однако и спортивным дирижаблям, возможно, будет найдено практическое применение. «Полярный гусь», поднявшись на высоту 10-15 км, сможет стать своего рода первой ступенью системы космических запусков. Известно, что при космических стартах значительное количество энергии тратится именно на начальной стадии подъема. Чем дальше от центра Земли находится стартовая площадка, тем больше экономия топлива и тем большую полезную нагрузку удается вывести на орбиту. Именно поэтому космодромы стараются размещать ближе к экваториальной области, чтобы выиграть (за счет приплюснутой формы Земли) несколько километров.

17 августа 2006 года пилот Станислав Федоров достиг на тепловом дирижабле российского производства «АвгурЪ» AU-35 («Полярный гусь») высоты 8180 м. Так был побит мировой рекорд, продержавшийся 90 лет и принадлежавший немецкому дирижаблю Zeppelin L-55. Рекорд «Полярного гуся» стал первым шагом в выполнении программы «Высокий старт» - проекта Русского воздухоплавательного общества и группы компаний «Метрополь» по запуску легких космических аппаратов с высотных дирижаблей. В случае успеха этого проекта в России будет создан передовой аэростатно-космический комплекс, способный экономично выводить на орбиту частные спутники весом до 10-15 кг. Одно из предполагаемых направлений использования комплекса «Высокий старт» - запуск геофизических ракет для исследования приполярных областей Северного Ледовитого океана.

Гибридные дирижабли

Корабли будущего: «Небесная яхта» ML866 Aeroscraft и грузовой дирижабль JHL-40

Интересные проекты дирижаблей нового поколения разрабатываются на североамериканском континенте. Создать «небесную суперъяхту» ML 866 намерена в недалеком будущем корпорация Wordwide Aeros. Этот дирижабль сконструирован по гибридной схеме: в полете около 2/3 веса машины будут компенсироваться архимедовой силой, а подниматься вверх аппарат будет благодаря подъемной силе, возникающей при обтекании набегающим потоком воздуха оболочки корабля. Для этого оболочке будет придана специальная аэродинамическая форма. Официально ML 866 предназначен для VIP-туризма, однако, если учесть, что Wordwide Aeros получает финансирование в частности от государственного агентства DARPA, занимающегося оборонными технологиями, не исключено использование дирижаблей в военных целях, например для наблюдения или связи. А канадская компания Skyhook совместно с Boeing объявила о проекте JHL-40 - грузового дирижабля с полезной нагрузкой 40 т. Это тоже «гибрид», однако здесь архимедова сила будет дополняться тягой четырех роторов, создающих тягу по вертикальной оси.

Гибель гигантов

Дирижабль LZ 127 «Граф Цеппелин»