Что такое дирижабли, и для чего они используются?

Исследование Джулиана Ханта

Исследование, проведенное в 2019 году под руководством ученого из Международного института прикладного системного анализа Джулиана Ханта, показало что можно развивать отрасль, основанную на дирижаблях, используя реактивный поток как энергетическую среду для перевозки грузов по всему миру.

Реактивное течение — это сильные ветра, которые дуют с запада на восток на высоте от 8 до 12 км над поверхностью Земли со средней скоростью 165 км/ч. Дирижабли, летающие в струйном потоке, могут снизить выбросы CO2 и потребление топлива, так как ветер будет вносить большую часть энергии, необходимой для перемещения дирижабля между пунктами назначения.

По мнению Ханта, если попытаться оценить стоимость использования дирижаблей для перевозки грузов сейчас, то пока это будет в 10–50 раз дороже, чем дальнее мореплавание, развивающееся сотни лет. Чтобы дирижабли были конкурентоспособными по сравнению с традиционными морскими перевозками, грузовая отрасль должна инвестировать не менее $50–100 млрд в следующие 10-20 лет в разработку технологий, необходимых для создания безопасных и эффективных дирижаблей.

Историческая справка

1852 со­вер­шил пер­вый по­лёт Д. кон­ст­рук­ции А. Жиф­фа­ра объ­ё­мом 2,5 тыс. м3 с возд. вин­том, при­во­ди­мым во вра­ще­ние па­ро­вой ма­ши­ной мощ­но­стью 2,2 кВт, не по­зво­ляв­шей Д. ле­тать да­же при сла­бом вет­ре. В 1872 ис­пы­тан в по­лё­те Д. объ­ё­мом 3,8 тыс. м3, с мус­куль­ным при­во­дом вин­та, франц. ин­же­не­ра-су­до­строи­те­ля С. Дю­пюи де Ло­ма. В том же го­ду в Ав­ст­рии Хей­ле­ном был по­стро­ен и ис­пы­тан Д. с кор­пу­сом, на­полнен­ным све­тиль­ным га­зом (объ­ём 2,4 тыс. м3, дли­на 50,4 м, мощ­ность 4 кВт, ско­рость до 5 м/с). В 1883 по про­ек­ту бр. и А. Тис­сан­дье ис­пы­тан Д. объ­ё­мом 1,06 тыс. м3, ос­на­щён­ный элек­тро­дви­га­те­лем с галь­ва­нич. эле­мен­та­ми, а в 1884 – Д. «Фран­ция» Ш. Ре­на­ра и А. Креб­са объ­ё­мом ок. 2 тыс. По су­ще­ст­ву, это бы­ли пер­вые управ­ляе­мые по­лё­ты.

В 1893–94 в Рос­сии по про­ек­ту австр. изо­бре­та­те­ля Д. Швар­ца по­стро­ен пер­вый в ми­ре цель­но­ме­тал­ли­че­ский Д. объ­ё­мом 3,85 тыс. м3, дли­ной 47,6 м, ко­то­рый был до­стро­ен в Гер­ма­нии, где в 1897 со­вер­шил по­лёт.

Пер­вые Д. , спо­соб­ные ле­тать про­тив вет­ра со ско­ро­стью до 15 м/с, соз­да­ны во Фран­ции и Гер­ма­нии. Боль­шой Д. жё­ст­кой кон­ст­рук­ции, внеш­няя об­шив­ка ко­то­ро­го со­хра­ня­ет свою фор­му не­из­мен­ной не­за­ви­си­мо от дав­ле­ния на­пол­няю­ще­го его га­за бла­го­да­ря ба­лоч­но­му кар­ка­су со­от­вет­ст­вую­щей фор­мы, впер­вые по­стро­ен в Гер­ма­нии гра­фом Ф. Цеп­пе­ли­ном в 1900. По­треб­ность бо­лее рав­но­мер­но рас­пре­де­лить вес гон­до­лы, си­ло­вой ус­та­нов­ки, то­п­ли­ва и по­лез­но­го гру­за по всей дли­не Д. по­бу­ди­ло соз­дать ки­ле­вую кон­ст­рук­цию, ко­то­рая во­пло­ти­лась в Д. по­лу­жё­ст­кой кон­ст­рук­ции. Во Фран­ции в 1902 бр. По­лем и Пье­ром Ле­бо­ди по­стро­ен пер­вый по­лу­жё­ст­кий Д. объ­ё­мом 2,3 тыс. м3, дли­ной 53 м. В Рос­сии в 1908–15 соз­да­но 9 Д. , луч­шие из ко­то­рых «Аль­бат­рос II» (объ­ём 9,6 тыс. м3, дли­на 77 м) и «Ги­гант» (объ­ём ок. 21 тыс. м3, дли­на 114 м).

В го­ды 1-й ми­ро­вой вой­ны Д. ис­поль­зо­ва­лись для про­ве­де­ния бом­бар­ди­ро­воч­ных опе­ра­ций, даль­них раз­ве­док, эс­кор­ти­ро­ва­ния су­дов, по­ис­ка и унич­то­же­ния под­вод­ных ло­док. При­ме­няв­шие­ся в Ве­ли­ко­бри­та­нии, Фран­ции, Ита­лии, Гер­ма­нии и США мяг­кие и по­лу­жё­ст­кие Д. объ­ё­мом 2–31 тыс. м3 ле­та­ли со ско­ро­стью 60–100 км/ч. Наи­бо­лее из­вест­ным был нем. по­лу­жё­ст­кий Д. PN-27 (объ­ём 31,3 тыс. м3, дли­на 158 м). Од­на­ко соз­да­те­ли Д. пре­неб­ре­га­ли ме­ра­ми безо­пас­но­сти, на­пол­няя их де­шё-­вым во­до­ро­дом вме­сто, напр. , инерт­но­го, но до­ро­го­го ге­лия. Че­ре­да ка­та­ст­роф по­дор­ва­ла ве­ру в на­дёж­ность и це­ле­со­об­раз­ность ис­поль­зо­ва­ния Д. : по­тер­пел ка­та­ст­ро­фу (6. 1937) нем. «Гин­ден­бург», амер. «Ак­рон» и «Мэ­кон», англ. «Р-101», франц. «Дик­смю­де».

Во вре­мя 2-й ми­ро­вой вой­ны Д. при­ме­ня­лись в США и СССР. Строи­лись Д. : учеб­ные (объ­ём 3,5 тыс. м3), раз­вед­чи­ки (объ­ём 5 тыс. м3), для крей­сер­ских по­лё­тов, ти­па «К» (объ­ём 12 тыс. м3 ) и даль­них крей­се­ро­ва­ний (объ­ём 18 тыс. м3); в осн. по­лу­жё­ст­кие (ти­па «К»), ко­то­рые име­ли макс. ско­рость до 120 км/ч, крей­сер­скую – 92,5 км/ч, мог­ли ле­тать 50 ч, про­ле­тая 3500–4000 км.

Многоцелевой дирижабль Au-12М (Россия).

В 21 в. в Рос­сии и США су­ще­ст­ву­ют неск. про­ек­тов воз­ро­ж­де­ния Д. : для транс­пор­ти­ров­ки гру­зов, в т. не­стан­дарт­ных, не­обыч­ной фор­мы в рай­оны, ку­да про­бле­ма­тич­но осу­ще­ст­в­лять до­став­ку гру­зов су­хо­пут­ным пу­тём или с ис­поль­зо­ва­ни­ем ЛА; раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся (2005) де­шё­вые не­боль­шие Д. так­ти­че­ско­го и стра­то­сфер­но­го на­зна­че­ния (гра­ж­дан­ские и во­ен­ные), ко­то­рые бу­дут дей­ст­во­вать в верх­них сло­ях ат­мо­сфе­ры на вы­со­тах 20–25 тыс. м, а так­же сверх­тя­жё­лые транс­порт­ные Д. гру­зо­подъ­ём­но­стью 500–1000 т и даль­но­стью по­лё­та ок. 22 тыс.

Семь преимуществ современного дирижабля

• Конструкция гибридных дирижаблей сочетает лучшие характеристики самолетов, вертолетов, а в ряде случаев и судов на воздушной подушке. Подъемная сила такого аппарата создается за счет плавучего гелия, а также за счет аэродинамической подъемной силы, создаваемой формой корпуса, и векторной тяги вращающихся двигателей.
• Им не нужны наземные команды и инфраструктура, в том числе причальная мачта. Они могут сесть на любую ровную поверхность, включая воду.
• Из-за больших размеров гибридные дирижабли меньше подвержены турбулентности по сравнению с традиционными пассажирскими самолетами.
• Дирижабли оснащены современной авионикой, средствами управления полетом и навигационными системами, которые позволяют совершать грузоперевозки в беспилотном режиме.
• Такие воздушные суда — экологически чистая альтернатива использованию вертолетов большой грузоподъемности и реактивных самолетов на малые расстояния.
• Развитие внеаэродромных летательных аппаратов сокращает необходимость строительства дорожной сети в отдаленных и труднодоступных районах.
• Гибридные дирижабли бесшумны по сравнению с вертолетами и обычными самолетами.