Федеральное управление гражданской авиации США 5 сентября 2013 года сертифицировало дирижабль, являющийся уменьшенной версией грузового ML866. Последний создаётся калифорнийской компанией Aeros, руководимой Игорем Пастернаком.
Прототип-демонстратор, зовущийся Dragon Dream, уже покинул ангар и летает «на привязи» (нечто вроде рулёжки и подлётов самолётов, участвующих в первых этапах испытаний). В ближайшие недели дирижабль начнёт привычные полёты, сначала на небольшой высоте. Ну а сертификат пока выдан для использования Dragon Dream лишь в районах аэродромов и вокруг них в «контролируемом окружении» (впрочем, для принципиально нового ЛА других сертификатов просто нет).
Dragon Dream в ангаре. Блестящее семислойное покрытие среди прочего должно минимизировать нагрев дирижабля и разрушение его в основном полимерной оболочки солнечным ультрафиолетом. (Здесь и ниже иллюстрации Aeros.)
Конструкция у дирижабля жёсткая. В отличие от большинства современных машин такого типа, при умеренной откачке газа из внутренних отсеков его объём не должен меняться, что, конечно, приводит к изменяемой плотности и управляемой подъёмной силе. Когда аппарат нужно сделать более плотным, гелий из его внутренних объёмов сжимается в баллонах, а небольшие внутренние баллонеты, наполненные воздухом, управляемо расширяются. При необходимости в увеличении подъёмной силы гелий выпускается обратно, а воздух откачивается. Именно так дирижабль должен решить главную проблему воздушных гигантов прошлого, имя которой — балласт.
Часто можно слышать, как поклонники дирижаблестроения утверждают, что именно их любимые аппараты способны вертикально опускаться в заданную точку и также вертикально подниматься оттуда, — черта, сегодня присутствующая только у вертолётов, очень дорогих в производстве и эксплуатации, чья максимальная грузоподъёмность ограничена десятками тонн (на практике даже меньше). А вот у дирижаблей потолка грузоподъёмности нет в принципе.
Но не всё так оптимистично. Даже при перевозке жалких 10 т дирижабль по мере избавления от груза должен принять на борт те же 10 т компенсирующего балласта — иначе просто улетит ввысь, причём драматически быстро. Но где взять балласт, если вы привезли ветряк в пустынную местность или буровую вышку в тундру? Будете лопатой швырять песок? Ломом ковырять мерзлоту и грузить её бочками? Можно, конечно, выпустить немного газа из воздушного судна, да только гелий не слишком дёшев.
Предлагались разные пути частичного решения проблемы. Немцы в своё время в качестве топлива использовали смесь водорода, метана и угарного газа, по плотности близкую к воздуху. При посадке и выгрузке пассажиров дозаправка позволяла уменьшить выпуск газа. Дополнительно не нужно было избавляться от газа — ведь обычно расходование топлива требовало «затяжелить» дирижабль ещё в полёте.
Позднее стали доминировать гибридные идеи: несущие плоскости типа крыльев создавали дирижаблям подъёмную силу при работающих моторах, сам же по себе (без движения) аппарат оставался тяжелее воздуха, а потому не требовал балласта. Всё работало, но садиться и взлетать вертикально, как вертолёт, такой ЛА не может даже при управляемом векторе тяги винтов. То есть если вы садитесь на воду, как LEMV, или в тундре и степи, то всё ОК. Но для суши потребуются прочные износостойкие шасси (вы тяжелее воздуха!), и в любых средах ЛА нужно место для разбега и посадки. Если вы собираетесь применять аппарат в Афганистане (как американские военные до недавнего времени планировали использовать LEMV), то его приземление вне баз будет невозможно.
Наконец-то! Всего 70 лет после первого испытания воздушной подушки как шасси для летательных аппаратов — и мы наблюдаем попытку серийного внедрения «новинки». Четыре «юбки» направляют воздух от моторов вниз, не давая корпусу дирижабля соприкасаться с землёй. Болото, вода, снег или песок — такое шасси равнодушно к покрытию, хотя на некоторых поверхностях будет пыльно.
Однако и испытываемый Dragon Dream, и планируемый ML866 (их авионика и системы управления идентичны) задумывались изначально как грузовые, поэтому насосы в них просто откачивают гелий в специальные баллоны, а по мере необходимости выпускают его обратно, исключая стравливание газа и балласт, удорожающие перевозки. Dragon Dream предназначен лишь для испытаний со скоростями не более 110 км/ч, транспортировка грузов на нём не предусмотрена, поэтому он невелик: всего 80 м в длину и 29,5 м в ширину — как очень небольшой небоскрёб, лежащий на боку. У него три двигателя, один на корме и два по бортам, все поворачивающиеся и служащие как для полёта, так и для прецизионного маневрирования на малой высоте. Есть четыре малых крыла, однако они создают подъёмную силу лишь при скоростях более 30 км/ч. Эти плоскости помогают дирижаблю набирать высоту, когда он уже взлетел, но не мешают ему зависнуть над точкой и спокойно опуститься на неё.
Полноразмерная версия ML866 должна иметь в длину 121 м и 66-тонную грузоподъёмность, что вчетверо больше, чем у самого мощного из регулярно эксплуатируемых в западном мире вертолётов. Что важно, дальность при этом превысит 5 700 км (Лос-Анджелес — Франкфурт), а крейсерская скорость — 185 км/ч (максимальная — 222 км/ч). Речь идёт, как видим, о сравнительно быстром транспорте, способном взлетать и садиться где угодно без необходимости в заходах в аэропорты. Пока высотность ограничена 3,6 км — из-за негерметичности аппарата, но в принципе может быть увеличена после соответствующего дооснащения кабин.
Но это не предел устремлений г-на Пастернака и Ко. Старшая модель ML868 предназначена для перевозки 250 т грузов, что придаст ей возможности Ан-225 «Мрия» — при вертикальном взлёте и посадке.
Сухой калифорнийский климат и обилие пыли дают о себе знать. Между четырьмя «юбками» проглядывает гондола с экипажем.
На развёртывание полноценной деятельности по перевозкам разработчики ищут финансирование больших объёмов: они хотят использовать 16 огромных дирижаблей общей стоимостью до $3 млрд (включая НИОКР). Такое количество позволит удешевить их производство (серийность) и быстро окупить сервисную базу. В то же время пока детали развёртывания этого флота выглядят не очень проработанными. Да, в полтора раза меньший расход топлива — это хорошо, но где вариант на метане? Понятно, что американские военные с их нечеловеческой тягой к унификации и JP-8, заставившие даже танки передвигаться на этом пожароопасном топливе, не хотят и слышать о заправке газом. Но для коммерческих приложений использование метана, который в два и более раз дешевле жидких видов топлива, сыграло бы ключевую роль. Хоть со сжатым, хоть со сжиженным газом дирижабль, имеющий почти неограниченные объёмы для размещения баков, может тратить на топливо меньше, чем обычные грузовики (на тонно-километр), да ещё без потребности в дорогах и при принципиально иной скорости. Тем не менее пока никакой, даже эскизной проработки газового варианта у Aeros нет.
Пока высоту подлётов ограничивает «поводок».
Aeros построила испытываемый сегодня прототип в значительной степени на средства американских военных ($50 млн), однако у последних нынче не так хорошо с деньгами, поэтому вопрос дальнейшего финансирования строительства полноразмерных дирижаблей повис в воздухе. И это несмотря на то, что разработчики претендуют на демонстрацию в ближайшие недели способности Dragon Dream взлетать и садиться без помощи наземного персонала. А ещё они заявляют, что аппарат можно будет спокойно эксплуатировать при скоростях ветра до 30 м/с.
Если всего этого удастся достичь (равно как и посадки и взлёта с грузами с неподготовленной местности), то военные вновь могут заинтересоваться новинкой. Учитывая, что сейчас они возят тяжёлую боевую технику на самолётах, тратящих на треть больше топлива на тонно-километр, ML866 и особенно ML868 могут оказаться исключительно выгодными, не говоря уже о возможности разгрузки на любом пятачке и принципиально большей надёжности аппаратов легче воздуха. Осталось только подтвердить эти заявления результатами испытаний.
В теории дирижабли такого типа могут обеспечить доставку от «ворот до ворот», причём значительно быстрее автотранспорта. А при использовании как топлива метана — за сравнительно небольшие деньги.
Подготовлено по материалам Aeros.
Источник: Компьюлента