Инфокоммуникационный портал WRA

Воздушные вездеходы для российского Севера

Стоимость одного тонно-километра аэролета более чем вдвое ниже, чем у современного транспортного вертолета

Русский философ и историк Иван Ильин как-то заметил: «На протяжении веков вся беда наша, вся отсталость наша состояла в том, что судьба навязывала нам немыслимое изобилие – обилие пространств, племен и людей, и не давала времени для того, чтобы проработать это обилие, владеть им, извлечь из него скрытые силы».

Сущность северных пространств

Там, где пехота не пройдет

По расчетам специалистов, в местных перевозках при грузопотоке 100 тыс. тонн в год рациональная дальность перевозок со строительством постоянных автодорог изменяется на территории Азиатского Севера от 40–60 до 350 км в зависимости от природных и экономических условий конкретного района. При грузопотоках более 250–300 тыс. тонн в год перевозки по постоянным дорогам экономичнее перевозок по зимникам даже в районах с самыми сложными природными условиями. И здесь с ними вполне могут конкурировать внедорожные транспортные средства – амфибии и грузовые дирижабли (например, типа ГАЛА – гибридные аэростатические летательные аппараты) грузоподъемностью 10–14 тонн (ГАЛА-30) или (ГАЛА-100) грузоподъемностью 50–60 тонн и дальностью полета до 2000 км.

Территории, где эффективно использование амфибий (при грузопотоке 30–50 тыс. тонн в год) на воздушной подушке, занимают более 40% Азиатского Севера России.

Видимо, и грузовые дирижабли также эффективны, как и амфибии, в освоении труднодоступных районов. Здесь только хотелось бы сделать небольшое отступление. Печальная история дирижаблестроения в 1920–1930-е годы показывает, что основными причинами гибели дирижаблей было использование взрывоопасного водорода (теперь – гелий) и полеты в сложных погодных условиях, которые присущи Западной Арктике (в таких условиях разбился 5 февраля 1938 года на Кольском полуострове последний советский грузовой дирижабль-исполин В-6, спешивший на помощь папанинцам). Вспомним и катастрофу дирижабля «Италия» на пути к Северному полюсу в 1928 году. Кстати, с участием руководителя этой экспедиции, генерала и конструктора Умберто Нобиле, в 1932 году в подмосковном городе Долгопрудный было открыто предприятие «Дирижаблестрой», которое было законсервировано в 1940 году.

Опыт этих трагедий показывает, что дирижабль опасно эксплуатировать в условиях циклонической деятельности, муссонов. К таким территориям относятся не только Баренцево море, но и Камчатка, Сахалин, Восточная Чукотка, Предкавказье, западная часть Русской равнины. И в то же время дирижабли будут весьма перспективным видом транспорта там, где месяцами стоит ясная, безоблачная погода (Сибирский антициклон) – это почти вся Сибирь, особенно Якутия.

Экология и экономика дирижаблей

Дирижабли в отличие от авиации не создают шумового загрязнения и не приводят к загрязнению атмосферы. Один реактивный самолет, пересекая Атлантику, сжигает свыше 35 тонн кислорода, содержащегося примерно в 120 тыс. куб. м воздуха. Только при взлете современный реактивный лайнер сжигает около 2 тонн топлива. К тому же «воздушные вездеходы» совершенно не уродуют легкоранимую поверхность тундры подобно своим наземным собратьям.

Растущие цены на керосин, ужесточающие экологические требования в связи с ратификацией 154 странами Киотского протокола вынуждают нас вновь обратить внимание на забытые «воздушные вездеходы».

Еще в 1970-х годах сектором экономических проблем комплексного развития транспорта отдела экономики Якутского филиала АН СССР началось исследование возможностей применения грузовых дирижаблей на Севере. Исследованиями было установлено, что аэростатические летательные аппараты могут использоваться на Севере с высокой эффективностью для решения очень многих народнохозяйственных задач: доставка бурового оборудования к месту работы и его монтаж (дирижабль-кран); участие в сооружении буровых вышек на морском шельфе; в транспортировке природного газа от удаленных и труднодоступных мест добычи (его можно использовать для тепловых аэростатов); транспортировка леса с лесосек к местам переработки; охрана лесов и оленьих пастбищ от пожаров и патрулирование…

Весьма эффективны «воздушные тихоходы» и при транспортировке скоропортящихся продуктов – ведь на высоте 3 км дирижабль становится естественным рефрижератором.

Эффективны дирижабли и при разгрузке стоящих на рейде судов, не имеющих возможности подойти из-за мелководья к берегу (почти 80% грузов вдоль трассы Севморпути доставляется от стоящих судов к берегу баржами), при доставке больших конструкций повышенной степени заводской готовности. Так, известно, что почти в 3 раза дешевле доставить реактор с завода-изготовителя в собранном виде, чем собирать его по частям на месте. В Германии для перевозки огромной турбины в Казахстан строится гигантский грузовой дирижабль Cargolifter на бывшей базе советских ВВС Бранд (60 км южнее Берлина). Здесь, в самом крупном ангаре Европы (длина 360 м, высота 107 м), строится дирижабль грузоподъемностью 160 тонн. Стоимость строительства четырех летательных аппаратов составит около 250 млн. долл. Предполагается, что стоимость доставки агрегата в неразобранном виде составит 230 тыс. долл., что значительно дешевле, чем по железной дороге, на что уйдет два месяца (турбину при этом надо разобрать).

Скорости полета дирижаблей нового поколения не будут превышать 170–200 км/ч. Большие скорости экономически неоправданны вследствие значительного возрастания лобового сопротивления. Таким образом, крейсерские скорости современных самолетов большой грузоподъемности будут приблизительно в пять раз более высокими, чем соответствующие скорости для дирижаблей. Тогда с учетом существенно меньшего для дирижаблей отношения потребной мощности силовой установки к полной массе можно сделать вывод, что при транспортировке на одно и то же расстояние грузов одинаковой массы затраты топлива на дирижабле будут в 2,5–3,5 раза ниже, чем на самолете.

При разработке современных дирижаблей возможно использование проектов дирижаблей грузоподъемностью до 120 тонн, созданных в 1970-е годы в некоторых советских конструкторских бюро. В условиях Сибири и северо-востока страны себестоимость перевозки грузов дирижаблем в то время была бы в 3–4 раза ниже, чем для транспортных самолетов. Эта себестоимость сопоставима с показателями автотранспорта, работающего в северных условиях.

Хорошие экономические показатели связаны с тем, что у дирижабля удельный расход топлива в 3–4 раза меньше, чем у самолета, и в 14–15 раз – чем у вертолета. По вычислениям специалистов Русского воздухоплавательного общества, летный час дирижабля стоит 4,6 тыс. руб., вертолета – от 12 до 30 тыс. В результате стоимость грузоперевозок дирижаблями сопоставима со стоимостью перевозок на барже, скорость которой 30 км/ч. Сейчас средняя скорость при обычной смешанной системе транспортировки с использованием грузового автотранспорта, железной дороги и сухогруза составляет 8–10 км/ч, а средняя скорость дирижабля – 100 км/ч.

Дело техники

Если раньше отказ от использования дирижаблей, способных выполнять данные задачи, был продиктован небезопасностью полетов при использовании для наполнения дирижаблей взрывчатой смесью водорода (так называемая гремучая смесь), то сегодня эта проблема решена. Используется абсолютно безопасный во всех отношениях гелий, получение которого возможно на месторождениях, эксплуатируемых АО «Оренбурггаз». Подъемная сила гелия на 7–8% ниже, чем у водорода, зато он безопасен. С развитием дирижаблестроения станет рентабельной и добыча гелия, запасы которого в России составляют 9,2 млрд. куб. м (треть мирового объема и второе место после США, где его запасы составляют 13 млрд. куб. м). При этом для заполнения дирижаблей не нужен чистый гелий, вполне достаточно подвергнуть его частичной сепарации после добычи вместе с природным газом, что не является капиталоемкой процедурой.

Другая техническая причина отказа от дирижаблей – недостаточная газоплотность материалов оболочки. Этот недостаток легко устранить посредством использования арамидного суперволокна, которое используют в качестве основы в композиционных материалах для авиа- и ракетостроения, а также для бронежилетов.

Отсутствие на прежних дирижаблях надежного навигационного оборудования также легко восполнимо использованием навигационного оборудования самолетов, включая радиолокационное, ввиду отсутствия ограничений по габаритам.

Эффективность дирижабля зависит от его размеров. Один кубометр гелия при обычном атмосферном давлении обеспечивает подъем 1 кг груза. Значит, для подъема одной тонны полезной нагрузки (с учетом веса дирижабля) требуется наполнить оболочку 20 тыс. куб. м гелия. Так что рентабельный грузовой дирижабль по определению должен быть крупным. Только летательный аппарат с объемом не менее 60 тыс. куб. м может поднять вес от 12–15 тонн (вес грузового контейнера). Довоенный немецкий дирижабль LZ-130 «Цеппелин» при объеме 190 тыс. куб. м и длине 248 м мог поднять 80 тонн груза и имел скорость 135 км/час.

Рейс дирижабля с Северного Кавказа, например, до Норильска при коммерческой скорости 120 км/ч займет около 48 часов. Затраты на наземное оборудование для причаливания дирижаблей в местах разгрузки несопоставимо ниже расходов на строительство аэродромов. Поэтому таких пунктов в Сибири и на Крайнем Севере может быть десятки. Также несложные математические расчеты показывают, что для налаживания поставок продовольствия, например, в Норильск необходимо построить около 100–150 дирижаблей, что по затратам сопоставимо с постройкой одного Ил-76Т.

Иным образом использовать дирижабли предполагало Министерство обороны СССР. Разработанные в 1979–1983 годах под руководством лауреата Ленинской премии И.А.Эрлиха на Ухтомском вертолетном заводе гибридные дирижабли (аэролеты) предполагалось применять для перевозки блоков буровых и компрессорных станций, опор ЛЭП в сборе, мостовых и трубопроводных конструкций.

В процессе проектирования аэролета был разработан план размещения воздухоплавательных региональных баз в некоторых перспективных отдаленных районах России. Экономисты подсчитали, что стоимость одного тонно-километра аэролета могла бы быть более чем вдвое ниже, чем у современного транспортного вертолета.

К настоящему времени проекты аэролетов лежат в архивах и ждут своего часа.

Увидит ли небо Сибири и Севера страны аэролеты, покажет будущее.

http://www.ng.ru/science/2008-12-24/11_zeppelin.html