История дирижаблестроения и становление аэростатики как науки (стр. 7 из 7)

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 Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Пентагона (DARPA) объявило о разработке программы строительства сверхтяжёлого транспортного дирижабля «Walrus» с грузоподъёмностью от 500 до 1000 тонн. Дальность полёта будет составлять около 22 тыс. км, которые он сможет преодолеть за неделю. DARPA также по заказу ВВС США разрабатывает разведывательный аэростат, способный действовать на верхней границе стратосферы, то есть на высоте порядка 80 км. Фактически это будет суборбитальный аппарат.

В феврале 2005 года в Ираке Пентагон провёл испытания дирижабля «MARTS» (Marine Airborne Re-Transmission Systems), 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-х метровый V-образный дирижабль «Ascender». Первый полёт предусматривает подъём на высоту около 30 км. И возвращение на землю. В случае успешных испытаний Пентагон обещает открыть финансирование на постройку крупного, трёхкилометрового, V-образного дирижабля стратосферного назначения.

Перспективы современного развития дирижаблестроения

Хоть и считается что дирижабли – устаревший вид транспорта. В наши дни они помогают метеослужбам, геологам, нефтяникам... Их можно применять как альтернативу непомерно дорогим спутникам на низкой орбите — от 10 до 20 км над землей.

Разрабатываются и уже осуществляются проекты применения дирижаблей на других планетах. Так, Феликс Дубинин совместно с сотрудниками Института космических исследований выдвинул и в черновом варианте проработал идею исследований на Венере с помощью аэростатической техники. Дело в том, что атмосфера на высоте 50—60 км имеет вполне приемлемую температуру, близкую к земной и нормальное давление.

Таким образом, использование пока беспилотных дирижаблей, оснащенных соответствующей техникой, вполне возможно на этой планете. Это намного экономичнее и эффективнее высадки на поверхность дорогих аппаратов, которые собирают ничтожно мало информации и работают чуть ли не считанные минуты. А тепловую энергию венерианской атмосферы можно было бы использовать для работы самого дирижабля.

Такие попытки в наше время — уже реальность. В один из визитов на Венеру послали и аэростатический аппарат (французского производства). Эксперимент оказался удачным. А ведь атмосфера есть не только на Венере, но и на других планетах Солнечной системы и некоторых их спутниках. Так что, воздухотехника вполне может покорить и космическое пространство. Для этого, естественно, применяются технологии несколько иного качества, чем на Земле. Например, вместо гелия используют особую смесь, основным компонентом которой является метан.

Кстати, проблема газа, которым наполняют оболочку дирижабля, стоит давно, и попытки ее решения многочисленны. Проблема состоит в том, что основными газами, использовавшимися в этом случае, традиционно являлись водород и гелий. Но водород опасен, а гелий дорог и редок.

Технологии производства, естественно, тоже совершенствуются. Водород и прорезиненные ткани для оболочки стали достоянием истории. Среди новых применяющихся разработок — углеродные композитные конструкции, тедларовые идакроновые оболочки (помимо популярных нейлоновых), двигатели с поворотом оси, технология сжатия гелия для изменения подъемной силы, навигационные системы со стекло-волоконными линиями связи.

Наконец, к услугам разработчиков теперь — совершенные цифровые технологии.

Следует сказать и о новом источнике энергии для самих дирижаблей. Он существует пока только в проекте, потому что является более дорогим. Речь идет о солнечной энергии и о солнечных батареях. Дело в том, что полет дирижабля проходит на большой высоте и аппарат почти все время освещен солнцем. Было бы заманчиво, учитывая огромную незанятую площадь оболочки, разместить на ней батареи, которые принимали бы втуне пропадающую солнечную энергию и преобразовывали бы ее в электрическую.

Проблема в том, что такие батареи, которые применяются, к примеру, на космических кораблях, то есть поликристаллические, очень дорогие. Выход может быть найден в использовании намного более дешевых аморфных кремниевых пленок. Они очень тонкие и наносятся практически на любую поверхность — гладкую или шероховатую. То есть пленкой вполне можно было бы покрыть и оболочку дирижабля. Единственный их недостаток — маленький коэффициент полезного действия, всего около 5%.

Но все же при помощи простых вычислений оказывается, что такие солнечные батареи выгодны: при объеме дирижабля 50 000 м3 и площади оболочки 7000 м2 они дают около 100 кВт электроэнергии, то есть шестую часть общей, которая затрачивается. Не так уж много, но и немало. Интегрированный двигатель, то есть использующий сразу несколько видов энергии, является наиболее экономичным.

Эта идея уже реализуется в Японии. В настоящее время разрабатывается проект стратосферного дирижабля объемом 400 000 м3 и площадью солнечных батарей 4400 м2. Мощность электродвигателей составляет 513 кВт. А небольшие аппараты такого типа уже строятся.

Другой проект предусматривает в качестве энергии для движения дирижабля атомную. С одной стороны, дирижабли в состоянии поднимать в воздух огромные грузы, в том числе реактор с биологической защитой и газовые турбины, и использование атомной энергии позволило бы двигателю достигать фантастической мощности. С другой стороны, существует вероятность аварии такого аппарата (последствия, очевидно, легко себе представить, если вспомнить об известных событиях в Чернобыле и в двух японских городах) несмотря на большую безопасность аэростатической техники по сравнению с авиационной; кроме того, еще нужно выяснить, оправдает ли себя такой аппарат с экономической точки зрения.

Но все же проект создания дирижабля на атомном ходу очень заманчив и уже разрабатывается в Австрии и в других странах. По одному из проектов масса силовой установки самого атомодирижабля составит 54 т, а перевозить он сможет 200 т груза либо (пассажирский вариант) 800 человек плюс 60 т груза, что, согласитесь, немало. Объем дирижабля — 360 000 м3, а длина — 324 м. Таким образом, реактор, и так снабженный биозащитой, будет удален от пассажирских кают на 150—200 м. А вариант термоплана, грузоподъемность которого составит 9000 т, разрабатывается С. М. Егером. Перспективы заманчивые.

Заключение

Популярность аэростатов и дирижаблей в последнее время стала расти. Летательные аппараты легче воздуха начали обретать новую жизнь. Эра воздухоплавания начиналась с фантастических идей, в которые никто не верил, и продолжается по сей день, но уже с осознанием перспективности этого направления науки.

К своему первому полету человечество шло по двум основным направлениям. Одно связано с созданием аэродинамической подъемной силы для поддержания самого летающего объекта в воздухе, в другом - используется аэростатический принцип, физический смысл которого заключен в разности плотностей воздуха, окружающего тело, и газа, которым наполнена его оболочка. Другими словами, в основе этого принципа лежит закон Архимеда, открытый еще в 250 г. до н.э. Но, несмотря на кажущуюся сегодня простоту и очевидность этого закона, понадобилось более 1500 лет, чтобы осуществить первый свободный подъем человека в воздух. Аэростатическая техника начала завоевывать все новые и новые позиции - поначалу она служила для экспериментальных полетов, спортивных мероприятий и развлечений, а затем для науки, промышленности и военных целей. Сейчас аэростатика со ее богатым опытом заняла свою достойную нишу в человеческой жизнедеятельности. Воздухотехника стала популярным видом пассажирского транспорта. В наше время появляется все больше сторонников такого вида летательных аппаратов и его разнообразного использования. Это объясняется не только тем, что совершенствуются технологии производства, материалы и топливо, но и тем, что аэростатическая техника решает многие вопросы, связанные с экологией и в целом с антропогенным влиянием на планету.

Прототип военного беспилотного дирижабля High Altitude Airship

Дирежаблестроение прошло путь от вычурных идей энтузиастов, через золотой век бурного роста и почти фанатичного увлечения этими удивительными машинами, до полного забвения и почти через столетие вернулось к новым горизонтам своего применения, которые эти исполинские машины обязательно завоюют благодаря улучшенным материалам, перспективным задачам и новым областям применения этих летающих крепостей. Недаром футуристы начала века не представляли будущее без дирижаблей. Эти огромные и в тоже время невесомые гиганты всегда привлекали человеческое внимание не только своими размерами, но и потрясали воображение грацией и торжеством инженерной мысли.

Список литературы

Советский Энциклопедический Словарь (гл. редактор А. М. Прохоров) издание четвертое, Москва, изд. «Советская энциклопедия», 1988 г.

Бойко Ю. Воздухоплавание в изобретениях, Изд: М., Транспорт, 1999, 352 c.

К. Э. Циолковский «Аэростат металлический управляемый»

Материалы электронной энциклопедии «Википедия» (http://ru.wikipedia.org)

Бойко Ю. «Дирижабли сегодня. А почему бы и нет?», «Воздухоплаватель России», специальный выпуск 1995 г., стр. 32-33.

Бойко Ю. «Пассажирские перевозки на дирижаблях», «Воздухоплаватель», №2(4), 1996 г., стр. 30-31.

Чернов А.А. Путешествия на воздушном шаре. Л. Гидрометеоиздат. 1975г. 232 с.

Материалы официального сайта компании "Авгуръ - Аэростатные Системы" (http://aas.augurballoons.ru/)

А.Е. Тарас Дирижабли на войне, изд: АСТ, Харвест, 2000 г.

В. В. Гончаренко. «Как люди научились летать».К: «Веселка», 1986.

В.А. Бычков Летопись авиации и воздухоплавания, Изд. Academia

П. Д. Дузь История воздухоплавания и авиации в России, Изд: М Машиностроение, 1981

Известия науки "Космический лифт" от 03.07.06

В.Инфантьев "Мамонты летят в будущее", 1971 г.