Спецпроекты

Рынок дирижаблестроения обретает новое дыхание

2136
Наука
Дирижабли вновь заинтересовали многие крупные компании, как из числа покупателей, так и производителей. По данным западных экспертов, уже сегодня мировая потребность в этих воздушных судах различной грузоподъемности и назначения составляет около 1300 единиц. Спектр поставленных задач — от трансляции сигнала со стратосферной высоты и транспортировки грузов на дальние и сверхдальние расстояния до туризма и патрулирования улиц. Новейшие достижения дирижаблестроения уже позволили реализовать то, что вчера казалось не только спорным, но и несбыточным. «Даже дирижабль из червонного золота даст приличный процент прибыли».
Константин Циолковский

На сегодняшний день мировую отрасль дирижаблестроения представляют около 100 компаний. Современные дирижабли лишены многих недостатков своих предшественников. Они заполняются отнюдь не водородом, как раньше, а пожаробезопасным гелием. Кроме этого, существенным усовершенствованиям подвергся сам корпус, то есть баллон, включая «обшивку» и несущую конструкцию. Для создания последней используют металлические фермы из авиационных сплавов. Саму оболочку делают из специальной ткани на основе лавсана. При покрытии применяется двуокись титана, в том числе делающая баллон почти абсолютно радиопрозрачным. Более того, высокотехнологичная сборка оболочки на основе спайки высокочастотными токами делает современный дирижабль судном с огромным ресурсом надежности и безопасности.

Мотоблок дирижабля может состоять из одного или нескольких двигателей — как электрических, так и дизельных. За счет маршевых двигателей аэростат движется в заданном направлении, а для управления и маневрирования, в том числе и в режиме зависания, используются рулевые двигатели. Направление вектора тяги свободно изменяется на вертикальное. Бортовые системы позволяют успешно пилотировать корабль как днем, так и ночью. Современному дирижаблю не страшны ни сильные ветры, ни опасность обледенения. Уровень развития средств навигации и пилотирования попросту отменил многие проблемы первой трети прошлого века, когда дирижабли и аэростаты получили впечатляющее, но непродолжительное развитие.

Раньше они строились в единичных экземплярах и носили имена собственные — «Кречет», «Гриф», «Альбатрос», «Кондор», «Буревестник» и даже «Гигант». Теперь мало кто их помнит, как и Дирижаблестроительный завод в Долгопрудном (ближнее Подмосковье). Тогда, как, впрочем, и сейчас, дирижабли использовались для коротких и дальних перелетов, визуального наблюдения, фотосъемки, подготовки парашютистов, транспортировки грузов. Змейковые аэростаты стояли на вооружении русской армии и с успехом применялись не только для разведки на суше, но и на море. Например, воздухоплавательный крейсер-разведчик II ранга «Русь», зачисленный в списки II Тихоокеанской эскадры в годы русско-японской войны, имел на борту оборудование для ведения воздушной разведки. Он был оборудован сферическим привязным аэростатом (640 куб. м), четырьмя змейковыми (715 куб. м) и четырьмя сигнальными аэростатами (37 куб. м).

Воздухоплавательный крейсер-разведчик II ранга «Русь» с поднятым змейковым аэростатом

Воздухоплавательный крейсер-разведчик II ранга «Русь» с поднятым змейковым аэростатом

Теперь дирижабли вновь выходят на рынок воздушного транспорта — там, где использование авиационной техники неэффективно или дорого. Современные управляемые аэростаты способны поднимать и транспортировать различные негабаритные и неделимые грузы большой массы — буровые вышки, ажурные металлические конструкции, передвижные комплексы различного назначения. Среднее время непрерывного полета транспортного дирижабля может составлять несколько суток, при скорости около 100–130 км/час, а с дозаправкой — 30 и более суток. Таким образом, можно преодолеть расстояние 3–5 тыс. км. Потом аппарат мягко причаливает к мачте, что не требует специальной инфраструктуры в виде аэродрома или посадочной полосы.

Сегодня аэростатные технологии развиваются в трех направлениях — это легкие дирижабли малого и среднего объема, транспортные дирижабли большой и сверхбольшой грузоподъемности, а также стратосферные дистанционно управляемые аппараты легче воздуха. Последние должны работать на высотах 18–25 км и служить компонентой телекоммуникационной инфраструктуры. Но у них есть и другие перспективы — мониторинг земной поверхности и атмосферных слоев, что поможет предсказывать штормы и другие неблагоприятные погодные явления, отслеживать распространение тумана в ночное время суток, идентифицировать вулканический пепел. Открываются возможности для контроля климатических изменений, что до сегодняшнего дня делается пока только с единичных спутников. Использование современных аэростатных систем позволит перейти на другой уровень кратко- и среднесрочного прогнозирования, в том числе погоды и сейсмической активности. Открывающимся перспективам, развитию рынка воздухоплавательных аппаратов и новым конструкторским решениям посвящены три статьи Сергея Бендина, представляющего Русское воздухоплавательное общество.

Сегодня общественное мнение уже не смотрит столь отчужденно на небесные тихоходы, как это было еще совсем недавно, два десятилетия назад. В последние годы наблюдается значительный всплеск интереса к дирижаблям. Находят своих приверженцев идеи создавать на аэростатной основе «воздушные велосипеды», «летающие отели», развивать стратосферный спорт. Новейшие тенденции дирижаблестроения можно лаконично выразить шестью «Э»: экономичность, эффективность, эргономичность, экологичность, эвристичность, эстетичность.

Перспективный рынок

На сегодняшний день мировую отрасль дирижаблестроения представляют около 100 компаний и, без учета рекламных и военных воздухоплавательных систем, 42 больших дирижабля. В каком же направлении развивается дирижаблестроение? Анализируя основные тенденции в отрасли, специалисты отмечают рост интереса к средним и крупным дирижаблям для использования в ключевых направлениях экономики — ТЭК, строительстве, перевозке грузов, лесной промышленности, металлургии и т.д.

Если верить прогнозам, то еще до 2010 г. 14% нефти будет добываться в новых регионах, поскольку действующие скважины истощены более чем на 50%. Большинство точек нефтедобычи будет расположено на значительном удалении от экономических центров, и строительство инфраструктуры потребует огромных капиталовложений. Эффективное решение проблемы транспортных коммуникаций может быть найдено только в связи с развитием экономически целесообразных и надежных систем грузоперевозок. Уже сегодня нужна действенная система транспортировки сырьевых ресурсов на полуострове Ямал, Чукотке, Камчатке, Сахалине, в Республике Саха.

Для использования средств транспортной авиации необходимо создание аэродромов, инфраструктурных объектов и решение целого ряда других капиталоемких задач. Вертолетная техника в современных условиях также оказывается достаточно дорогим решением — при низкой массовой отдаче у вертолетов большой расход топлива. Сегодня они широко используются только по причине отсутствия реальных альтернатив.

Проекты грузовых дирижаблей, сравнимых и даже превосходящих транспортную авиацию, постоянно обсуждались и давно, и сейчас. Еще в 1970–1980 гг. в СССР и за рубежом развернулась бурная дискуссия о целесообразности использования дирижабельно-транспортной коммуникации. Однако споры затихли сами собой, и к ним вернулись только в начале нового столетия. Но теперь конструкторы разных стран предлагают вполне жизненные и обусловленные конъюнктурой рынка проекты.

Дирижабли обладают целым комплексом только им присущих свойств. У них достаточно высокий коэффициент грузоподъемности, дальности и продолжительности полета, плюс — возможность вертикального взлета и посадки, работа в режиме длительного зависания и безопасность при эксплуатации даже в случае отказа силовой установки или системы управления. Эти аппараты имеют относительно малые расходы топлива, а их незначительное воздействие на окружающую среду служит весомым аргументом для активной эксплуатации. Дирижабли способны перманентно, то есть без причаливаний от мачты к мачте, без дозаправок и «пауз», работать в небе трое и более суток, тогда как предел вертолета подобного класса составляет только 6 часов. При этом летный час стоит $150–200, а для вертолета эти цифры ощутимо больше — от $400 до $1000.

Уже сегодня мировая потребность в дирижаблях различной грузоподъемности и назначения, по данным западных экспертов, составляет около 1300 единиц. Они могут использоваться в лесоразработках, при разгрузке судов, монтаже линий электропередач, доставке и сборке оборудования и частей нефтяных платформ, для геологоразведки и многих других целей. А главное, уже определились потенциальные потребители. Это те, кто занимается разработкой новых месторождений в труднодоступных районах Севера на материке и морском шельфе, а также нефтяники и газовики.

Об использовании дирижабля поднимался вопрос в компаниях «Норильский никель», «Сибнефть», «Алроса». В авиакомпании «Волга-Днепр», специализирующейся на воздушных перевозках сверхтяжелых и негабаритных грузов самолетами Ан-124 «Руслан», вопрос о применении дирижаблей рассматривался в связи с перспективами развития. Дирижаблями также заинтересовались такие крупные нефтяные компании, как «Славнефть» и ЮКОС. «Судостроительный банк», например, уже построил один аэростат, который используется военными в Чечне.

Спрос стимулирует разработки и производство — дирижаблями наиболее активно занимаются в Германии, Великобритании, США, России. Однако, разработчиков высокотехнологичных дирижабельных систем в мире не так уж и много. Лидерами дирижаблестроения в современном мире можно назвать три компании: Zeppelin Luftschifftechnik (Германия), Advanced Technology Group (ATG, Великобритания) и НПО «РосАэроСистемы» (Россия).

Они летают сейчас

Самым крупным действующим дирижаблем в мире является немецкий 14-местный Zeppelin NT LZ-N07.

Дирижабль Zeppelin NT LZ-N07

Дирижабль Zeppelin NT LZ-N07

В 1988 г. были сделаны первые оценки и технико-экономические обоснования потенциала приблизительно 80-и воздушных кораблей на рынке туризма, рекламы и специальных задач. В 1991 г. была создана первая 10-метровая модель. Систему Zeppelin NT построила одноименная компания из Фридрихсхафена (Friedrichshafen) — прямая наследница легендарного предприятия графа Цеппелина. В конструкции Zeppelin NT LZ-N07 удалось воплотить все лучшее, что есть в современном авиастроении Германии — легкие и надежные двигатели 3х200 л.с., углепластиковые элементы конструкции, оптоволоконную систему управления, новейшие приборы навигации и управления, бортовые компьютеры.

Дирижабль класса Zeppelin NT

Дирижабль класса Zeppelin NT

Затраты на реализацию проекта и разработку технологии создания подобных систем оцениваются в $30 миллионов. Это намного меньше, чем затраты на авиасредства такого же класса. Как сказал технический директор фирмы Zeppelin во Фридрихсхафене Берндт Штраетер корреспонденту BBC, «если новые цеппелины хорошо себя зарекомендуют, компания намерена увеличить размер кораблей и наладить сообщение с другими европейскими странами». И, хотя характеристики дирижабля пока еще далеки от идеала (по заявлению конструкторов, «в дни с умеренным ветром от 5,5 м/с Zeppelin уже не летаeт»), компания уже приступила к разработке дирижабля следующего поколения. А сегодня Zeppelin NT LZ-N07 продолжает свои экскурсионные рейсы, добавив к традиционному маршруту 45-минутные прогулки в небе над Штутгартом, где стоимость одного билета составляет 335 евро.

Характеристики дирижабля Zeppelin NT LZ N07

Объем оболочки (м3) 8225
Длина оболочки (м) 75
Высота (м) 17,4
Диаметр (м) 14
Масса полезной нагрузки (т) 2,5
Максимальная скорость (км/ч) 125
Крейсерская скорость (км/ч) 115
Дальность полета (км) 900
Продолжительность полета (ч) не более 24
Минимальная скорость, при которой возможно управление (км/ч) 0
Мощность маршевого двигателя (л. с.) от 3 до 200
Максимальная дальность полета (км) 900
Рабочая высота полета (м) до 1000
Максимальная высота подъема (м) 2600
Численность экипажа (чел.) и пассажиров 2+12

Тогда как детище германских воздухоплавательных традиций и новейших технологий потрясает воображение романтиков и бизнесменов, в свой небесный поход то и дело отправляются другие наполненные гелием управляемые аэростаты. Так, до появления Zeppelin NT LZ-N07 о современном дирижаблестроении судили по аппаратам компании American Blimp Corporation (АВС) A-60+, А-150 и детищу компании ATG — дирижаблю Skyship 600 B. Дирижабль A-60+ и в наше время остается самым распространенным дирижаблем в мире. Всего было построено и эксплуатируется в США, Южной Америке, Африке, Австралии, Азии, а также во многих странах Европы более 20 дирижаблей этого типа.

Дирижабль A-60+

Дирижабль A-60+

Концепция успеха

В 1987 году основатель и владелец ABC (American Blimp Corporation) Джим Тил (James Thiele) выдвинул свою «концепцию современного дирижабля». Предугадав надвигающийся дирижабельный бум, он выпустил на рынок то, что было минимально необходимо для воздушной рекламы, телевизионной съемки и развлекательных полетов — максимально простой и дешевый в производстве аппарат. Его мягкий, то есть бескаркасный, дирижабль A-60+ построен по схеме дирижаблей двадцатых годов XX века с учетом всех требований «Расчетных критериев дирижаблей» FAA и достаточно легко получил Сертификат Типа дирижабля, то есть документ, удостоверяющий принадлежность дирижаблей этого типа к воздушным судам, наряду с самолетами и вертолетами. Его аппарат соответствовал всем критериям, применяемым к авиасредствам — система безопасности, допустимый ресурс полета, надежность узлов, экологические и иные параметры. A60+ не был результатом инновационных или оригинальных конструкторских решений, а строился по проверенной и отработанной схеме типовых дирижаблей, на основе которой, собственно, и разрабатывались базовые документы FAA по дирижаблям. Поэтому получение Сертификата Типа, то есть причисление A-60+ к разряду воздушных судов было очевидно, в отличие от, например, Zeppelin NT LZ 07, построенных на основе оригинальных конструкторских решений. Так, создатели Zeppelin NT LZ 07 согласовали порядка 1000 документов, чтобы получить Сертификат Типа.

Корпус этого дирижабля стал единственным главным и широко разрекламированным новшеством аппарата. Он состоит из двух оболочек — внешней силовой, сшитой из усиленной полиэстеровой ткани, и внутренней газодержащей, сваренной из каркасированной полимерной пленки. Служит такая конструкция около 2 лет. Упрощенная стеклопластиковая гондола со стальным каркасом позволяет «по-автомобильному» разместить кресла пассажиров и пилота. Управление четырьмя планами крестообразного хвостового оперения осуществляется двумя штурвалами при помощи внешней тросовой проводки. В задней части гондолы на кронштейнах установлены два поршневых двигателя мощностью по 68 л.с. каждый.

Попытки заинтересовать дирижаблем A-60+, в качестве патрульного, Министерство обороны США и другие подобные «силовые структуры» привели к необходимости создания аппарата с нормальной, то есть жесткой оболочкой. Такой дирижабль получил название SPECTOR 19. Однако, из-за утяжеления оболочки полезная нагрузка уменьшилась, что вызвало появление новых типов дирижаблей Lightship и SPECTOR больших объемов (A-100, A-130, A-150, A-170). По сути, это те же дирижабли A-60+, но только больших размеров. Цена A-60+ составляет $1250000.

Дирижабль Skyship 600 B

Дирижабль Skyship 600 B

Дирижабли британской компании ATG серии Skyship 600 летают в разных странах мира — США, Великобритании, Саудовской Аравии. Их заслуженно считают самыми популярными системами в мире. Последняя модификация этого воздушного судна, известная как Skyship 600 B, «прижилась» в Германии. Она была приобретена германской компанией Cargolifter для коммерческого использования. В течение более чем 5-летней эксплуатации 61-метровый сигарообразный дирижабль демонстрирует чудеса выносливости и надежности. Высокая рентабельность эксплуатации этого туристического «баллона», где цена билета на 1-часовой полет составляет 300 евро, обеспечивает стабильный приток средств. В гондоле Skyship 600 B свободно размещается 12 человек. Благодаря двум двигателям Porsche 930 по 255 л.с. аппарат легко развивает скорость. Кроме профилактических предполетных осмотров, SkyShip 600 В не нуждается ни в капитальном ремонте, ни в перестройке. Такова уж сущность современного дирижабля!

Характеристики дирижаблей A-60+, A-150 и Skyship 600 B

Коммерческое название A-60+ A-150 Skyship 600 B
Объем оболочки 1900 м3 4200 м3 7200 м3
Длина 39 м 50 м 61 м
Двигатели 2 Limbach х 90 л.с. 2 Lycoming IO360 х 180 л.с. 2 Porsche 930 х 255 л.с.
Количество мест (штатное/max) 4/5 9/10 12/14
Max скорость км/ч 83 96 120
Высота полета (м.) (штатная/max) 900/1500 900/2000 900/2000
Продолжительность полета при скорости 45 км/ч 15 ч 15 ч 20 ч
Полезная нагрузка, включая пилота и топливо при температуре 35°С для 10 часов при высоте полета 1000 м. 230 кг 628 кг 1900 кг

Дирижабли в России

Российское дирижаблестроение, хотя и не представило столь впечатляющих образцов воздухоплавательной техники, как в Германии, Англии или США, но уже вполне уверенно заявило о себе как о конкурентоспособном производителе. Освещавшие презентацию совместного российско-французского проекта Voliris-900 СМИ в один голос отмечали, что создаваемые НПО «РосАэроСистемы» образцы соответствуют всем международным стандартам и не уступают западному производителю. Не случайно и то, что от французской стороны поступил заказ на создание еще 10 оболочечных систем. То есть проектные разработки российских конструкторов представляют интерес, на них растет спрос на мировом рынке.

Дирижабль Voliris-900

Дирижабль Voliris-900

Дирижабль Voliris-900

В стране уже создан и работает целый ряд патрульных дирижаблей, а аванпроект многофункционального модульного дирижабля грузоподъемностью 3,5 тонны (МД-900) уже рассматривается на предмет реализации инвесторами, так же обстоит дело и с рядом других систем, таких, как ДПД-5000. Мало того, уже завершена работа по проектированию дирижабля новейшего поколения транспортных систем. Здесь речь идет о проекте цельнометаллического дирижабля-гиганта грузоподъемностью 180 тонн, образно выражаясь, — на три «пульмановских» вагона. В отличие от германского CL-160, продукта компании CargoLifter, ДЦ-Н1 стал результатом научно-экспериментальных работ, начатых еще в СССР.

Сейчас отечественные дирижабли создаются на аэрокосмических и оборонных предприятиях в рамках конверсионных программ, и, даже по самым скромным расчетам, на 30–40% дешевле западных систем такого же класса. Но российские аппараты не уступают зарубежным ни в качестве, ни в надежности, ни в безопасности, ни в долговечности.

Дирижабль МД-900

Дирижабль МД-900

Дирижабль ДЦ-Н1

Дирижабль ДЦ-Н1

Теперь несколько слов о действующих «работниках неба» — патрульный дирижабль оснащен самым современным оборудованием и способен достаточно эффективно осуществлять мониторинг обширных территорий. С сентября 2002 года полиция Рио-де-Жанейро стала использовать 2-местный патрульный дирижабль. Никто не хотел удивить мир, исходили из прагматичных доводов в пользу поддержания общественного порядка. Скорость полицейского воздухоплавательного транспорта 60–80 км/ч, он маневрен, экономичен и даже приносит прибыль, ведь на его поверхности размещена коммерческая реклама. Теперь полиция может достаточно эффективно контролировать самые криминогенные участки бразильской столицы. Но в Японии власти еще раньше стали применять воздухоплавательные средства для проведения охранных и специальных мероприятий.

Для предупреждения заторов и дорожно-транспортных происшествий московское правительство также решило воспользоваться мировым опытом. Был заказан целый аэростатный комплекс, состоящий из двух патрульных дирижаблей и трех аэростатов, несущих телекоммуникационное оборудование и системы наблюдения. Уже в третьем квартале 2003 года над столицей будут нести свою вахту воздухоплавательные системы нового поколения. Работы по созданию патрульных судов для московской мэрии ведет российская компания Воздухоплавательный центр «Авгуръ». Планируется использовать аппараты серии Au, которые неоднократно демонстрировались на международным выставках, таких, как МАКС (Международный авиакосмический салон). В США, Китае и ряде других стран патрульные дирижабли также применяются для охраны границ, в частности, при борьбе с контрабандой.

Дирижабль Au-12

Дирижабль Au-12 Дирижабль Au-12
Дирижабль Au-12

Дирижабли ищут мины

Дирижабли давно замечены военным ведомством и заняли пустующие ниши в различных оборонных проектах. Их даже «научили» искать мины.

Дирижабль Mineseeker

Дирижабль Mineseeker

Тестовые испытания одного такого дирижабля показали столь внушительные результаты, что Евросоюз предложил финансировать проект по применению дирижаблей-«миноискателей» во время миротворческих операций ООН в Косово. Дирижабельный комплекс Mineseeker («Миноискатель»), разработанный совместными усилиями исследовательских агентств DERA и TLG, показал высокую эффективность при обнаружении металлических, пластиковых мин и миноподобных объектов разных размеров. Самый мелкий объект, который дистанционно обнаружил дирижабль, имел в диаметре всего 10 сантиметров и полностью состоял из пластмассы. Радарная установка, в отличие от обычных радиосканирующих систем, свободно «прощупывает» почву и листву, а также различает отражения между разными сигнатурами, характерными для пластиковых и металлических мин. На аппарате отсутствует пропеллер, что уменьшает шансы преждевременного разрыва мин.

Сергей Бендин
Русское Воздухоплавательное Общество

В ближайшем выпуске раздела «Транспорт» CNews.ru публикация будет продолжена материалами, посвященными последним проектам дирижаблей большой грузоподъемности для военных и транспортных целей, применяемым при их создании технологиям и решениям. Отдельный материал будет посвящен опыту и возможностям их использования для создания телекоммуникационных сетей.

Еженедельные обозрения на CNews.ru

Редакция готова рассмотреть к публикации материалы (статьи, описания систем/продуктов/услуг), подготовленные специалистами вашей компании, для публикации в следующих обозрениях:

  • Рынок программного обеспечения
  • Информационная безопасность
  • Digital Life (цифровые устройства, hardware)
  • Рынок телекоммуникаций
  • Неделя в Сети (интернет-бизнес)
  • Современная наука

Ждем Ваши предложения и заявки по этому адресу.

Технология месяца

СУБД уходят в облака. Как это получилось, и какое будущее их ждет?

Среди самых популярных СУБД – и «чисто облачные», и облачные версии «обычных» решений

Стратегия месяца

Кто будет управлять облачной частью бизнеса?

Неудивительно, что популярность гибридной модели стремительно растет.