Дирижабль - современные дирижабли. Рынок дирижаблестроения обретает новое дыхание Современный дирижабль

Как правило, статьи о современных дирижаблях начинаются с воспоминаний о том, как почти 70 лет назад на американской авиабазе Лейкхерст погиб в огне гигантский немецкий цеппелин «Гинденбург», а три года спустя Герман Геринг приказал разобрать оставшиеся дирижабли на металлолом и подорвать ангары. Эпоха дирижаблей тогда закончилась, пишут обычно журналисты, но вот теперь интерес к управляемым аэростатам снова активно возрождается. Однако подавляющее большинство наших сограждан если где и видят «возродившиеся» дирижабли, то только на разного рода аэрошоу – там они обычно применяются в качестве оригинальных рекламных носителей. Неужели это все, на что способны эти удивительные воздушные корабли? Чтобы выяснить, кому и зачем нужны сегодня дирижабли, пришлось обратиться к специалистам, строящим дирижабли в России.

Плюсы и минусы

Три типа конструкции
В дирижаблестроении выделяются три основных типа конструкции: мягкая, жесткая и полужесткая. Практически все современные дирижабли относятся к мягкому типу. В англоязычной литературе их обозначают термином blimp. Во время Второй мировой войны американская армия активно использовала «блимпы» для наблюдения за прибрежными водами и конвоирования судов.

Дирижабль – это управляемый самодвижущийся аэростат. В отличие от обычного воздушного «шара, который летит» исключительно по направлению ветра и может маневрировать только по высоте в попытке поймать ветер нужного направления, дирижабль способен двигаться относительно окружающих воздушных масс в направлении, выбранном пилотом. Для этой цели летательный аппарат оснащен одним или несколькими двигателями, стабилизаторами и рулями, а также имеет аэродинамическую («сигарообразную») форму.

В свое время дирижабли «убила» не столько череда ужаснувших мир катастроф, сколько авиация, развивавшаяся в первой половине ХХ века сверхбыстрыми темпами. Дирижабль тихоходен – даже самолет с поршневыми двигателями летает быстрее. Что уж говорить о турбовинтовых и реактивных машинах. Разгонять дирижабль до самолетных скоростей мешает большая парусность корпуса – сопротивление воздуха слишком велико. Правда, время от времени говорят о проектах сверхвысотных дирижаблей, которые поднимутся туда, где воздух сильно разрежен, а значит, и сопротивление его значительно меньше. Это якобы позволит развивать скорость в несколько сотен километров в час. Однако пока подобные проекты проработаны только на уровне концепции.

Проигрывая авиации в скорости, управляемые аэростаты при этом имеют ряд важных преимуществ, благодаря которым, собственно, возрождается дирижаблестроение. Во-первых, сила, которая поднимает аэростат в воздух (известная всем со школьной скамьи сила Архимеда), совершенно бесплатна и не требует затрат энергии, в отличие от подъемной силы крыла, которая напрямую зависит от скорости аппарата, а значит, от мощности двигателя. Дирижаблю же двигатели нужны в основном для перемещения в горизонтальной плоскости и маневрирования. Поэтому летательные аппараты такого типа могут обходиться моторами значительно меньшей мощности, чем потребовались бы самолету при равной величине полезной нагрузки. Отсюда, а это уже во-вторых, вытекает большая по сравнению с крылатой авиацией экологическая чистота дирижаблей, что в наше время чрезвычайно важно.

Третий плюс дирижаблей – их практически неограниченная грузоподъемность. Создание сверхгрузоподъемных самолетов и вертолетов имеет ограничения по прочностным характеристикам конструкционных материалов. Для дирижаблей же таких ограничений нет, и воздушный корабль с полезной нагрузкой, например, 1000 т – вовсе не фантастика. Добавим сюда возможность длительное время находиться в воздухе, отсутствие необходимости в аэродромах с длинными взлетно-посадочными полосами и большую безопасность полетов – и у нас получится внушительный список достоинств, которые вполне уравновешивают тихоходность. Впрочем, и тихоходность, как выяснилось, можно скорее отнести к достоинствам воздушных кораблей. Но об этом чуть позже.

Конкурент вертолета

Небесный патруль
Двухместный дирижабль АU-12 Крейсерская скорость 50–90 км/ч, мощность маршевого двигателя 100 л.с., максимальная дальность полета 350 км, максимальная высота полета 1500 м
Наша страна – один из мировых центров возрождающегося дирижаблестроения. Лидер отрасли – группа компаний «Росаэросистемы». Побеседовав с ее вице-президентом Михаилом Талесниковым, мы выяснили, как устроены современные российские дирижабли, где и как они используются и что нас ждет впереди.

Сегодня в работе находятся два типа дирижаблей, созданных конструкторами «Росаэросистем». Первый тип – это двухместный дирижабль AU-12 (длина оболочки 34 м). Аппараты такой модели существуют в трех экземплярах, и два из них время от времени используются московской милицией для патрулирования МКАД. Третий дирижабль продан в Таиланд и применяется там в качестве рекламного носителя.

Универсальная машина
Многоцелевой дирижабль Au-30 (многоцелевой патрульный дирижабль объемом более 3000 м3) предназначен для выполнения полетов в течение продолжительного времени, в том числе на малой высоте и с малой скоростью

Гораздо более интересная работа у дирижаблей системы AU-30. Аппараты этой модели отличаются более крупными габаритами (длина оболочки 54 м) и, соответственно, большей грузоподъемностью. Гондола AU-30 способна вместить десять человек (двух пилотов и восемь пассажиров). Как рассказал нам Михаил Талесников, в настоящее время ведутся переговоры с заинтересованными сторонами о возможности организации элитных воздушных туров. Полет на небольшой высоте и на малой скорости (вот оно – преимущество тихоходности!) над красивыми природными ландшафтами или памятниками архитектуры и в самом деле сможет стать незабываемым приключением. Подобные туры проходят в Германии: дирижабли возрожденной марки Zeppelin NT катают туристов над живописным озером Бодензее, в тех самых краях, где когда-то отправился в полет первый немецкий дирижабль. Однако российские дирижаблестроители уверены, что главное предназначение их аппаратов не реклама и развлечения, а выполнение серьезных задач промышленного характера.

Вот пример. Энергетические компании, имеющие в своем распоряжении линии электропередач, должны регулярно проводить мониторинг и диагностику состояния своих сетей. Удобнее всего это делать с воздуха. В большинстве стран мира для такого мониторинга применяются вертолеты, однако у винтокрылой машины есть серьезные недостатки. Помимо того что вертолет неэкономичен, у него еще и весьма скромный радиус действия – всего 150–200 км. Понятно, что для нашей страны с ее многотысячекилометровыми расстояниями и обширным энергетическим хозяйством это слишком мало. Есть и еще одна проблема: вертолет в полете испытывает сильную вибрацию, в результате чего чувствительное сканирующее оборудование дает сбои. Движущийся медленно и плавно дирижабль, способный преодолевать тысячи километров на одной заправке, напротив, идеально подходит для задач мониторинга. В настоящий момент одна из российских фирм, разработавших основанное на лазерных технологиях сканирующее оборудование, а также программное обеспечение к нему, использует два дирижабля AU-30 для оказания услуг энергетикам. Дирижабль этого типа может применяться и для разнообразных видов мониторинга земной поверхности (в том числе в военных целях), а также для картографирования.

Практически все современные дирижабли, в отличие от цеппелинов довоенной эпохи, относятся к мягкому типу, то есть форма их оболочки поддерживается изнутри давлением подъемного газа (гелия).

Объясняется это просто – для аппаратов сравнительно небольших размеров жесткая конструкция неэффективна и уменьшает полезную нагрузку из-за веса каркаса. Несмотря на то что дирижабли и аэростаты относят к классу аппаратов легче воздуха, многие из них, особенно при полной загрузке, имеют так называемый перетяж, то есть превращаются в аппараты тяжелее воздуха. Это относится и к AU-12 и AU-30.

Выше мы уже говорили о том, что дирижаблю, в отличие от самолета, двигатели нужны в основном для горизонтального полета и маневрирования. И вот почему «в основном». «Перетяж», то есть разница между силой земного притяжения и архимедовой силой, компенсируется за счет небольшой подъемной силы, которая появляется, когда встречный поток воздуха набегает на имеющую специальную аэродинамическую форму оболочку дирижабля – в данном случае она работает как крыло. Стоит дирижаблю остановиться – и он начнет опускаться к земле, ведь архимедова сила не полностью компенсирует силу притяжения.

Дирижабли AU-12 и AU-30 имеют два режима взлета: вертикальный и с небольшим пробегом. В первом случае два винтовых двигателя с переменным вектором тяги переходят в вертикальное положение и таким образом отталкивают аппарат от земли. После набора небольшой высоты они переходят в горизонтальное положение и толкают дирижабль вперед, в результате чего возникает подъемная сила. При посадке двигатели вновь переходят в вертикальное положение и включаются на реверсивный режим. Теперь дирижабль, напротив, притягивается к земле. Такая схема позволяет преодолеть одну из главных проблем эксплуатации дирижаблей в прошлом – сложность со своевременной остановкой и точным причаливанием аппарата. Во времена могучих цеппелинов их приходилось буквально отлавливать за спущенные вниз тросы и закреплять у земли. Причаливающие команды насчитывали в те времена десятки и даже сотни человек.

При взлете с пробегом двигатели изначально работают в горизонтальном положении. Они разгоняют аппарат до возникновения достаточной подъемной силы, после чего дирижабль поднимается в воздух.

Маневрирование по высоте и управление подъемной силой пилот осуществляет, в частности, меняя тангаж (угол наклона горизонтальной оси) дирижабля. Этого можно добиться как с помощью закрепленных на стабилизаторах аэродинамических рулей, так и путем изменения центровки аппарата. Внутри оболочки, накачанной находящимся под небольшим давлением гелием, находятся два баллонета. Баллонеты – это мешки из воздухонепроницаемой материи, в которые нагнетается забортный воздух. Управляя объемом баллонета, пилот изменяет давление подъемного газа. Если баллонет раздувается, гелий сжимается и плотность его растет. При этом архимедова сила падает, что приводит к снижению дирижабля. И наоборот. При необходимости можно перекачивать воздух, например, из носового баллонета в кормовой. Тогда при изменении центровки угол тангажа примет положительное значение и дирижабль перейдет в кабрирующее положение.

Нетрудно заметить, что современный дирижабль имеет довольно сложную систему управления, предусматривающую работу рулями, варьирование режима и вектора тяги двигателей, а также изменение центровки аппарата и величины давления подъемного газа с помощью баллонетов.

Тяжелее и выше

Дирижабль «Беркут»
Внутри оболочки «Беркута» – пять тканых емкостей с гелием. У поверхности земли закачанный в оболочку воздух будет сдавливать емкости, повышая плотность подъемного газа. В стратосфере, когда «Беркут» окажется в окружении разреженного воздуха, воздух из оболочки будет откачан и емкости под давлением гелия раздуются. В результате плотность его упадет и, соответственно, возрастет архимедова сила, которая будет удерживать аппарат на высоте. «Беркут» разработан в трех модификациях – для высоких широт (HL), для средних широт (ML), для экваториальных широт (ET). Геостационарные характеристики дирижабля позволяют осуществлять функции наблюдения, связи и передачи данных над территорией площадью более 1 млн км2.
Еще одно направление, в котором работают отечественные дирижаблестроители, – это создание тяжелых грузопассажирских дирижаблей. Как уже говорилось, для дирижаблей ограничений по грузоподъемности практически не существует, а потому в перспективе могут быть созданы настоящие «воздушные баржи», которые будут способны перевозить по воздуху почти все что угодно, включая сверхтяжелые негабаритные грузы. Задача упрощается тем, что при изменении линейных габаритов оболочки грузоподъемность дирижабля вырастает в кубической пропорции. К примеру, AU-30, имеющий оболочку длиной 54 м, может брать на борт до 1,5 т полезного груза.

Дирижабль нового поколения, разрабатываемый сейчас инженерами «Росаэросистем», при длине оболочки всего на 30 м больше возьмет полезную нагрузку 16 т! В перспективных планах группы компаний – строительство дирижаблей с полезной нагрузкой 60 и 200 т. Причем именно в этом сегменте дирижаблестроения должна произойти маленькая революция. Впервые за многие десятилетия в воздух поднимется дирижабль, выполненный по жесткой схеме. Подъемный газ будет помещаться в мягких баллонах, жестко прикрепленных к каркасу, укрытому сверху аэродинамической оболочкой. Жесткий каркас добавит дирижаблю безопасности, так как даже в случае серьезной утечки гелия аппарат не утратит аэродинамическую форму.

Другой интересный проект, по которому в группе компаний «Росаэросистемы» уже проведены НИОКР, – это геостационарный стратосферный дирижабль «Беркут». В основе идеи – свойства атмосферы. Дело в том, что на высоте 20–22 км ветровой напор относительно невелик, причем ветер имеет постоянное направление – против вращения Земли. В таких условиях довольно легко с помощью тяги двигателей зафиксировать аппарат в одной точке относительно поверхности планеты. Стратосферный геостационар можно использовать практически во всех областях, в которых сейчас применяются геостационарные спутники (связь, передача теле- и радиопрограмм и т.д.). При этом дирижабль «Беркут» будет, разумеется, существенно дешевле любого космического аппарата. Кроме того, если спутник связи выходит из строя, ремонту он уже не подлежит. «Беркут» же в случае любых неполадок всегда можно будет спустить на землю, чтобы провести необходимую профилактику и ремонт.

И наконец, «Беркут» – это абсолютно экологически чистый аппарат. Энергию для двигателей и ретранслирующей аппаратуры дирижабль возьмет от солнечных батарей, размещенных на верхней части оболочки. В ночное время питание будет производиться за счет аккумуляторов, накопивших электричество в течение дня.

Все дирижабли, о которых шла речь в этой статье, относятся к газовому типу. Однако существуют еще и тепловые дирижабли – фактически управляемые монгольфьеры, в которых подъемным газом служит нагретый воздух. Они считаются менее функциональными, чем их газовые собратья, в основном из-за более низкой скорости и худшей управляемости. Основная сфера применения тепловых дирижаблей – аэрошоу и спорт. И именно в спорте России принадлежит высшее достижение. 17 августа 2006 года пилот Станислав Федоров достиг на тепловом дирижабле российского производства «Полярный гусь» высоты 8180 м. Однако и спортивным дирижаблям, возможно, будет найдено практическое применение. «Полярный гусь», поднявшись на высоту 10–15 км, сможет стать своего рода первой ступенью системы космических запусков. Известно, что при космических стартах значительное количество энергии тратится именно на начальной стадии подъема. Чем дальше от центра Земли находится стартовая площадка, тем больше экономия топлива и тем большую полезную нагрузку удается вывести на орбиту. Именно поэтому космодромы стараются размещать ближе к экваториальной области, чтобы выиграть (за счет приплюснутой формы Земли) несколько километров.

«Популярная механика»
Октябрь 2008

С дирижабля в космос

Высотные полеты на дирижаблях
8180 м, 2006 г.,«Полярный гусь» (Россия) 7600 м, 1917 г.,Zeppelin L-55 (Германия) 6614 м, 2004 г.,Borland Rover A-2 (Великобритания) 6234 м, 2003 г., Colting SPS 62 (Канада) 5059 м, 1988 г., Borland Rover (США)
17 августа 2006 года пилот Станислав Федоров достиг на тепловом дирижабле российского производства «АвгурЪ» AU-35 («Полярный гусь») высоты 8180 м. Так был побит мировой рекорд, продержавшийся 90 лет и принадлежавший немецкому дирижаблю Zeppelin L-55. Рекорд «Полярного гуся» стал первым шагом в выполнении программы «Высокий старт» – проекта Русского воздухоплавательного общества и группы компаний «Метрополь» по запуску легких космических аппаратов с высотных дирижаблей. В случае успеха этого проекта в России будет создан передовой аэростатно-космический комплекс, способный экономично выводить на орбиту частные спутники весом до 10–15 кг. Одно из предполагаемых направлений использования комплекса «Высокий старт» – запуск геофизических ракет для исследования приполярных областей Северного Ледовитого океана.

Интересные проекты дирижаблей нового поколения разрабатываются на североамериканском континенте. Создать «небесную суперъяхту» ML 866 намерена в недалеком будущем корпорация Wordwide Aeros. Этот дирижабль сконструирован по гибридной схеме: в полете около 2/3 веса машины будут компенсироваться архимедовой силой, а подниматься вверх аппарат будет благодаря подъемной силе, возникающей при обтекании набегающим потоком воздуха оболочки корабля. Для этого оболочке будет придана специальная аэродинамическая форма. Официально ML 866 предназначен для VIP-туризма, однако, если учесть, что Wordwide Aeros получает финансирование в частности от государственного агентства DARPA, занимающегося оборонными технологиями, не исключено использование дирижаблей в военных целях, например для наблюдения или связи. А канадская компания Skyhook совместно с Boeing объявила о проекте JHL-40 – грузового дирижабля с полезной нагрузкой 40 т. Это тоже «гибрид», однако здесь архимедова сила будет дополняться тягой четырех роторов, создающих тягу по вертикальной оси.

История воздушных катастроф с большим количеством жертв берет свое начало в эпохе дирижаблей. Британский дирижабль R101 отправился в свой первый полет 5 октября 1930 года. На борту он нес государственную делегацию во главе с министром воздушного сообщения Кристофером Бёрдвеллом лордом Томпсоном. Через несколько часов после старта R101 снизился до опасной высоты, врезался в холм и сгорел. Причиной катастрофы стали просчеты в проектировании. Из 54 пассажиров и членов экипажа погибли 48, включая министра. 73 американских военных моряка встретили гибель, когда попавший в бурю дирижабль «Акрон» упал в море неподалеку от побережья штата Нью-Джерси. Случилось это 3 апреля 1933 года. Людей убил не удар при падении, а ледяная вода: на дирижабле не было ни одной спасательной лодки и лишь несколько пробковых жилетов. Знаменитая катастрофа «Гинденбурга», произошедшая 6 мая 1937 года, по количеству жертв уступает этим двум. Все три погибших дирижабля были накачаны взрывоопасным водородом. Гелиевые дирижабли сегодняшнего дня значительно безопаснее.

https://www..html

QR код страницы

Больше нравится читать с телефона или планшета? Тогда сканируйте этот QR-код прямо с монитора своего компа и читайте статью. Для этого на вашем мобильном устройстве должно быть установлено любое приложение "Сканер QR кода".

Дирижабли возвращаются! Ну то есть не то чтобы уже можно было задирать голову и высматривать их в небе. Но скоро. Очень скоро.

Николай Поликарпов

Слово «дирижабль» воскрешает в памяти что-то смутное и давнишнее - времен Первой мировой войны. На самом деле эти воздушные корабли, наполненные разными газами (а необязательно взрывоопасным водородом), использовались и в годы Второй мировой, и после нее. А сегодня интерес к ним разгорелся, и вовсе не шуточный. Воскрешение цеппелинов - не вопрос ностальгии: людей, способных пустить слезу умиления при виде дирижабля, возможно, и в живых-то не осталось. Мегамашины будущего призваны открыть новую веху в воздухоплавании и военном деле. При этом они будут иметь мало общего с «сосисками», бомбившими Лондон в 1915 году. И уж, конечно, теперь никто не планирует использовать их в качестве бомбардировщиков.

Зачем они нужны

У жестких дирижаблей есть ряд преимуществ перед самолетами. Первое и главное - запредельная грузоподъемность. На одной летающей платформе можно размещать радиолокационные станции или даже пусковые установки систем ПРО весом в сотни тон. К тому же дирижабли еще и дешевле и могут месяцами находиться в воздухе без посадки. Например, как подсчитали в США, месяц непрерывного полета беспилотного разведывательного дирижабля обойдется налогоплательщикам в 25 тысяч долларов, в то время как только один час воздушной разведки с помощью беспилотного аппарата Predator стоит примерно 5 тысяч долларов.

Куда их пошлют

Современные дирижабли планируется запускать в стратосферу, на высоту 25–30 км. Потому что там, во-первых, дуют ветры весьма умеренной силы, порядка 10 км/ч, и можно не бояться, что даже самая громадная посудина пострадает от бурь и шквалов. Во-вторых, на такой высоте дирижабль не достанет большинство комплексов ПВО, да и радару засечь его будет трудно: аппарат почти прозрачен для радиоволн и не излучает тепла. В-третьих, в стратосфере возможности летающей платформы по дальности разведки уже соизмеримы с возможностями космического спутника, да и энергию она может получать так же - от солнечных батарей. Только, в отличие от спутника, дирижабль можно по мере надобности сажать для ремонта и модернизации оборудования.

Кто их строит

Самые футуристические проекты дирижаблей, как водится, разрабатывают в США. В июне 2010-го американская армия заключила контракт с корпорацией Northrop Grumman в сумме 517 миллионов долларов на создание трех дирижаблей LEMV. LEMV предназначен для тактической разведки и сможет находиться в стратосфере до трех недель, патрулируя обширные районы и собирая данные о различных объектах, вплоть до отдельных людей (новинка в области мании преследования!). Еще он сможет ретранслировать сигналы для управления другими беспилотными аппаратами. Дирижабль высотой с семи­этажный дом будет нести до 1100 кг различного оборудования, включая мультиспектральные датчики. В воздухе LEMV будет держать наполненная гелием мягкая оболочка, а двигаться он будет посредством четырех экономичных дизельных двигателей, для которых на борту предусмотрено 13 т топлива.

7-го августа 2012-го состоялся первый тестовый полет LEMV, а уже в феврале 2013-го армия США отменила заказ по причине дороговизны проекта. В этом году дирижабль купила компания Hybrid Air Vehicles, пересобрала и назвала его Airlander.

И всё?

Конечно нет! Конкурентом Northrop Grumman в борьбе за военные заказы выступает другая американская компания - Lockheed Martin. Точнее, ее подразделение перспективных разработок Skunk Works - «Скунсовы дела». Кстати, такое название у секретного бюро появилось в 1960-е годы после одного курьезного случая. Тогда сотрудники поголовно увлекались комиксом про самогонщиков, публиковавшимся в местной газете: самогонщики варили свой суперсекретный самогон в глухой лесной чаще, в том числе и из скунсов. Сотрудников бюро за вечные газетные страницы на столах стали в фирме звать «скунсами». Они приняли прозвище с юмором и откликались на него охотно. Ну и допрыгались, ответив однажды на звонок сотруднику министерства фразой вроде: «Сканк воркс слушает». Во избежание скандала пришлось название узаконить.

Так вот, Skunk Works получило 400-миллионный контракт на разработку дирижабля ISIS (Integrated Sensor is Structure), предназначенного для замены хорошо известных самолетов воздушного наблюдения и целеуказания, тех самых АВАКСов: Boeing E-3 AWACS и E-8 JSTARS. Планируется, что 15-этажный беспилотный дирижабль длиной 131 м и весом 89 т сможет непрерывно находиться в воздухе до десяти лет, питаясь от размещенных на оболочке сверху солнечных батарей. Крейсерская скорость 140 км/ч позволит ему в течение десяти дней перелететь практически в любую точку на карте мира, оставаясь в безопасности от наземных комплексов ПВО на своей заоблачной высоте. Чем еще будет славен ISIS, кроме того, что при переключении раскладки его имя будет звучать как «ШЫШЫ»? Ну, его антенны площадью до 6000 кв. м позволят добиться запредельного разрешения и дальности обнаружения целей: крылатые ракеты ISIS увидит на расстоянии 600 км, а одиночного бойца или замаскированный автомобиль - на расстоянии 300 км. На сегодняшний день главной задачей проекта является снижение вероятности обнаружения ISIS радарами конкурентов.

И что, хоть один готов?

Почти. Для создания таких стратосферных аппаратов пришлось решить ряд сложных задач - скажем, разработать материал для оболочки весом не более 100 г на 1 кв. м, способный сохранять герметичность и прочность при температурах до минус 90 на протяжении пяти лет. Нужны были также солнечные батареи с высокой отдачей энергии и аккумуляторы, способные запасать на темное время суток 400 Вт·ч на 1 кг.

Сегодня все необходимые технологии уже созданы, однако окончательно пригодность дирижаблей к военной службе покажет регулярная эксплуатация. Если на высоте им мало что может угрожать, то вот процесс взлета и посадки через турбулентные нижние слои атмосферы для гигантов может стать проблемой.

А мы-то как же?

Разумеется, не только США работают над военным применением кораблей легче воздуха. Так, в России относительно недавно был разработан аэростатный комплекс «Пересвет» (ФГУП «Долгопруднинское КБ автоматики»), предназначенный для подъема на высоту систем обнаружения крылатых ракет противника. В 2011-м «Пересвет» проходил этап предварительных испытаний, в ходе которых был выявлен ряд недоработок. В 2012-м испытания возобновили, но с тех пор новостей о «Пересвете» нет.

После появления 13 июля новости от заместителя гендиректора «Концерна Радиоэлектронные Технологии» Владимира Михеева относительно размещения на платформе перспективных российских дирижаблей радиолокационных комплексов системы ПРО, все информационные электронные и печатные ресурсы тут же сосредоточились на рассмотрении возможностей будущей системы противостоять межконтинентальным баллистическим ракетам, но будущее предназначение подобных комплексов значительно более широкое, нежели ПРО лишь с космического направления.

Дирижабли семейства «Атлант» станут первыми грузовыми аппаратами данного класса в ВВС России ХХI века

В рамках программ развития ВКО и ВВС России, на всех ключевых стратегических воздушных направлениях, особенно Северо-Западном и Восточном ВН, предусмотрено развёртывание более, чем десяти РЛС системы предупреждения о ракетном нападении типов «Воронеж-ДМ» и «Воронеж-М». Эти радиолокационные комплексы относятся к системам быстрой заводской готовности, построены по модульной схеме и обладают обзорным потенциалом, не уступающим мощнейшему комплексу СПРН типа «Дарьял-У» , дежурящему близ Печоры.

Кроме того, ежегодно в структуру ПВО и РТВ РФ поступают перспективные образцы радиолокационной техники: всевысотные обнаружители 96Л6Е, РЛО целеуказания и управления воздушным движением 59Н6Е «Противник-Г», а также такие многофункциональные радиолокационные комплексы для тактической ПРО большой дальности как «Небо-М», которому до сих пор нет равных среди зарубежных аналогов. Данные системы полностью закрывают стратосферные рубежи стратегически важных регионов страны от ударов СВН стран НАТО и США.

Как замечают многочисленные западные и азиатские военно-аналитические интернет-издания, Запад уже не способен на успешное вторжение в воздушное пространство России и членов ОДКБ: такие попытки будут жёстко пресекаться мощной группировкой ПВО Западного военного округа. И действительно, в Белоруссии и Ленинградской области, Крыму и Южном военном округе развёрнута столь развитая сеть ПВО на базе систем С-300ПС/ПМУ-1,2 и , а также прикрывающих их , что взломать её практически невозможно: ещё в воздушном пространстве приграничных областей страны НАТО уже лишаться четверти/трети своих ВВС, а на этот шаг ни один здравомыслящий англосакс не пойдёт.

Вспомните, сколько американцы «басен» рассказывали относительно воздушной операции и ракетных ударов по Ирану и Сирии в течении лет так десяти; естественно, зная мощь ПВО этих государств, ни о какой операции и речи быть не могло. В реальности же, агрессия совершалась лишь против государств с устаревшей ПВО на базе стареньких комплексов «Куб», «Нева», «Квадрат», С-200 (вспоминается Сербия, Ирак и Ливия).

В нашей ситуации стоит опасаться совершенно иного типа воздушно-космического противостояния, где театр воздушно-космических боевых действий будет «прижиматься» всё ближе и ближе к земле.

В условиях современного военного конфликта, когда всё воздушное пространство на высотах более 30 – 50 метров тщательно просматривается РЛС обзора и наведения наземного или морского базирования, в выигрыше будет оставаться тот, кто больше применяет малозаметные средства воздушного нападения в зоне или ниже вышеуказанных высот. Поэтому в ВВС США, помимо стратегических КР «Томагавк», внедряются и тактические крылатые ракеты средней и большой дальности, обладающие небольшими габаритными размерами, а значит, не имеющие ограничений по носителям в воздухе, на земле и на воде.

Наибольшее распространение получают крылатые ракеты семейства AGM-158A «JASSM», AGM-158B «JASSM-ER» и XM-501 “NLOS-LS”, они полностью унифицированы с подвесками большинства типов тактической истребительной авиации, а контейнерные пусковые установки XM-501 модульного типа спокойно помещаются в крытые прицепы грузовых автомобилей и на палубе небольших патрульных катеров. Дальность ракет системы «NLOS-LS» составляет 200 км, сами ракеты обладают «интеллектуальным» наведением с телеметрическим каналом и двухканальной (ТВ/ИК) системой самонаведения, что позволяет подлетать к цели по самым неожиданным траектория, с огибанием рельефа местности и облётом территории, насыщенной ПВО.

Ракеты семейства «JASSM-ER» имеют воздушное базирование и почти стратегическую дальность до 1200 км: теперь даже небольшие истребители типа F-16C или «Рафаль» могут выполнять стратегические ударные операции. Об угрозах со стороны ракет «JASSM», закупаемых Минобороны Польши для национальных ВВС, мы уже писали в одной из предыдущих статей. Тактические малоразмерные ракеты БД – едва ли не основная угроза для нашей ПВО.

Американские оборонные компании уже давно работают в сфере дирижаблей военного назначения. Много работ проведено компаниями «Локхид Мартин», «Mav6» и Агентством по перспективным оборонным исследованиям «DARPA», которое начало наиболее амбициозную программу под названием «ISIS». К программе были привлечены компании «Рэйтеон» и «Локхид Мартин». Была поставлена задача разработать дирижабль дальнего радиолокационного дозора и наведения со стратосферным базированием на высоте 21000 метров.

В способности комплекса должно было входить несколько режимов работы: «воздух-воздух», «воздух-поверхность/море», благодаря чему обеспечивалось обнаружение и сопровождение малоразмерных крылатых ракет и авиации в радиусе радиогоризонта (600 км на высоте 21000 м) и более, обнаружение старта БРПЛ морского базирования, обнаружение малоразмерной наземной техники и людей в радиусе 300-350 км, обнаружение и сопровождение всех видов высокоточного и зенитного ракетного оружия в радиусе 350 – 450 км. Для этого американские специалисты должны были разместить в нижней под радиопрозрачной обшивкой дирижабля мощную РЛС с АФАР и синтезированной апертурой, которая имела бы зону обзора, близкую к 360 градусам и двухчастотный режим обзора СМ- и ДМ-диапазона.

Между тем программа «ISIS» пока что на стадии развития и на театрах военных действий ещё не использовалась. Но получили развитие более простые системы, способные осуществлять оповещение о ракетном нападении или приближении подразделений противника, а также осуществлять позиционное ДРЛО. Самой интересной является комплекс «TARS», который может брать на борт мощную обзорную РЛС AN/TPS-78. Радар работает в S-диапазоне ДМ-волн и позволяет обнаруживать воздушные цели на удалении около 440 км. Дирижабль-носитель, разработанный компанией «ILC Dover» объёмом 11,9 тыс. м 3 имеет длину 63 метра (как у авиалайнера Ил-96-400), благодаря чему вес полезного груза доходит до 0,55 тонны. Данный комплекс активно используется американцами в Афганистане.

Часто можно встретить и дирижабли семейства «PTDS», разработанные компанией «Локхид Мартин». Они отличаются достаточно малым объёмом оболочки (2,1 тыс. м 3) и способны брать на борт «снаряжение» из оптико-электронных визирных систем высокого разрешения и лёгких комплексов акустической разведки, которые позволяют получать координаты источника выстрелов противника а также любое его перемещение по местности в радиусе не менее 20 км.

Дирижабли «PTDS» имеют достаточно небольшие размеры и малый вес «снаряжения», тем не менее, имеют важное тактическое значение в обороне границ США и американских военных лагерей и баз в Азии

Более радикальное «снаряжение» было придумано в проекте «Синий Дьявол» компании «Mav6», где для обороны цеппелина было решено применить систему индивидуальной ПРО.

Впрочем, все данные разработки ещё ждут своего часа, а пока пришло время рассмотреть возможности, которые могут быть реализованы в дирижабле для ВВС России.

В основу задач наших дирижаблей ляжет именно ДРЛО низколетящих крылатых ракет на тех участках территории, где присутствует сложный рельеф, затрудняющий обзор наземными РЛС систем ПВО и (или) количество зенитно-ракетных систем не позволяет в полной мере проконтролировать низковысотного участка воздушного пространства , например, некоторые районы западных границ России, а также северо-восточное побережье, омываемое морем Лаптевых и Восточно-Сибирским морем. Отечественный дирижабль должен будет подниматься на высоты до 20 км для выполнения своей основной функции – радиолокационного дозора. Россия нуждается в высотных дирижаблях гораздо больше, чем США, так её территория в 2 раза больше американской.

Двумя самыми главными преимуществами дирижаблей, с точки зрения службы в ВВС, является возможность круглосуточного наблюдения за определённым участком ВП и земной поверхности (без перерывов и необходимости дополнительной нагрузки операторов самолётов ДРЛО), применения более мощных АФАР (большая оболочка дирижабля способствует установке АР большой площади). «Арктические силы» станут одной из главных группировок войск, которая будет применять РЛДН-дирижабли для контроля за российской частью континентального шельфа.

Но дирижабли, как и любая другая техника военного назначения, имеют свои серьёзные недостатки, которые должны предусматриваться и ликвидироваться.
1. Крупные дирижабли, используемые для подъёма тяжёлого оборудования (РЛС, комплексов оптико-электронной и радиоэлектронной разведки) всегда имеют большие размеры оболочки, которые в поперечнике могут достигать 60 или даже 100 метров. Они становятся хорошо видимыми для оптических систем наблюдения противника, а само снаряжения имеет значительную радиолокационную заметность и является мощным источником излучения, из-за чего дальность его обнаружения вражескими средствами разведки может доходить до сотен или даже 1000 км.

2. Для выполнения задач ДРЛО с большей эффективностью, чем самолёты РЛДН, дирижабли подниматься на высоты свыше 17000 м, где радиогоризонт превышает 500 км, из-за чего упрощается возможность уничтожения дирижабля с помощью перспективных зенитно-ракетных систем дальнего радиуса действия, а также ракет класса «воздух-воздух» сверхбольшой дальности (это могут быть ЗУР RIM-174 комплекса SM-6 “ERAM” или модернизированные ракеты «в-в» AIM-54C «Феникс») ; данные ракеты способны подниматься на высоты до 40 км, а затем по частично-баллистической траектории пролетать несколько сотен километров до цели, находящейся в верхних слоях атмосферы, потери скорости ракет на этих высотах минимальные.

3. Дирижабли являются статическими объектами большого размера из-за чего облегчается возможность их поражения с помощью сверхмощных «мегаваттных» противоракетных лазеров воздушного базирования, которые могут быть на вооружении ВВС США. Уязвимо и разведывательное оборудование перед облучением лазером или электромагнитными излучателями высокой мощности, поскольку дирижабли маневрировать, как самолёты, не способны.

РЕШЕНИЕ ВОПРОСА

1. Разведывательные дирижабли не могут быть развёрнуты в непосредственной близости к ТВД , оперативное удаление от поля боя должно составлять от 500 до 1000 км, в зависимости от информации о вооружении ВВС и ПВО противника в зоне боевых действий. В мирное время, — не менее 300 км в глубь от границы условного контроля дружественными ВС.
2. Каждый разведывательный комплекс должен быть оснащён станцией обнаружения атакующих ракет, лазерного облучения и радиолокационного облучения.
3. Каждый дирижабль должен иметь на вооружении собственную компактную систему ПРО на базе лёгких противоракет (модернизированных версий ПЗРК «Игла-С» с радиолокационными головками самонаведения миллиметрового диапазона) для возможности борьбы с ЗУР противника.
4. Зона работы дирижаблей должна прикрываться дивизионом ЗРК С-400 или «Витязь».
5. Оборонительные системы дирижабля должны включать в себя не сколько баллонов со специальными инфракрасными аэрозолями для формирования защитной завесы в случае облучения сверхмощными лазерными установками.
6. В случае сдвижения линии воздушного ТВД к зоне оперирования дирижабля, последний должен быть спущен на высоты менее 6-4 км, что значительно осложнит его поражение ракетами-перехватчиками противника в плотных слоях атмосферы.

Как видите, данное средство имеет очень сложную инструкцию по применению, учитывающую оперативную военную обстановку, технологическую оснащённость противника и собственные ТТХ и ЛТХ, значительно отличающиеся от тактической авиации. Между тем, богатая номенклатура оборудования дирижабля позволяет использовать его в целях точного воздушного и наземного целеуказания для войск ПВО или сухопутных войск.

АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Дирижабли могут быть носителями мощных РЛС артиллерийской разведки. Применение контрбатарейных РЛС на воздушной платформе могло бы стать достаточно перспективным методом ведения войны, когда речь заходит о боях в горной местности. Стандартные «контрбатарейки» типа «Зоопарк» смогут обнаруживать и сопровождать артиллерийские снаряды лишь в момент его выхода из «тени» естественного препятствия (горы, холма) на линию визирования РЛС, из-за чего для определения координат понадобится гораздо больше времени и при отсутствии разведывательной наземной или авиационной техники на противоположной стороне горного элемента, деятельность дружественной артиллерии по подавлению огневых точек будет осложнена.

Дирижабль, оснащённый РЛС артиллерийской разведки, находящийся в 10 км над землёй, сможет практически сразу вычислить месторасположения вражеских единиц и предоставить точные координаты для поражения.

Обратите внимание, на «МАКС» дирижабль «Атлант» очень кстати был размещён рядом с самыми перспективными элементами радиолокационного прогресса России — радиолокационными модулями ДМ-/СМ-диапазона (РЛМ-Д и РЛМ-СЕ) комплекса «Небо-М», это в очередной раз подчёркивает перспективы дирижабля в ВВС

Сейчас данная отрасль в России только начинает зарождаться, и «КРЭТ» прикладывает для этого не мало усилий. Первые грузовые дирижабли «Атлант», над оборудованием которых работает мощнейший в РФ «электронный» холдинг, должны предстать перед нами в 2018-2019 гг. Разведывательные аппараты появятся не ранее начала 20-х годов.

Дирижабль (от французского diriger - «управлять») - это самодвижущийся О его истории и способах самому построить этот летательный аппарат, мы расскажем далее в статье.

Элементы конструкции

Есть три основных типа дирижаблей: мягкие, полужесткие и жесткие. Все они состоят из четырех основных частей:

• сигарообразной оболочки или воздушного шара, заполненного газом, плотность которого меньше плотности воздуха;
• кабины или гондолы, подвешенной под оболочкой, служащей для перевозки экипажа и пассажиров;
• двигателей, приводящих в движение пропеллеры;
• горизонтальных и вертикальных рулей, помогающих направлять дирижабль.

Что такое мягкий дирижабль? Это воздушный шар с кабиной, прикрепленной к нему с помощью канатов. Если газ выпустить, то оболочка потеряет свою форму.

Полужесткий дирижабль (фото его приведено в статье) также зависит от внутреннего давления, которое поддерживает его форму, но у него еще есть структурный металлический киль, который проходит в продольном направлении вдоль основания аэростата и поддерживает кабину.

Жесткие дирижабли состоят из легкого каркаса из алюминиевого сплава, покрытого тканью. Герметичными они не являются. Внутри этой структуры находится несколько воздушных шаров, каждый из которых может отдельно заполняться газом. Летательные аппараты данного типа сохраняют свою форму, независимо от степени наполненности баллонов.

Какие газы применяются?

Обычно для подъема дирижаблей используются водород и гелий. Водород является самым легким известным газом и, таким образом, он имеет большую грузоподъемность. Однако он легко воспламеняется, что стало причиной многих фатальных катастроф. Гелий же не такой легкий, но намного безопаснее, так как не горит.

История создания

Первый успешный дирижабль был построен в 1852 г. во Франции Анри Гиффардом. Он создал 160-килограммовый паровой двигатель, способный развивать мощность в 3 л. с., которых было достаточно для приведения в движение большого пропеллера со скоростью 110 оборотов в минуту. Для того чтобы поднять вес силовой установки, он заполнил 44-метровый баллон водородом и, стартовав с парижского ипподрома, полетел со скоростью 10 км/ч, преодолев расстояние около 30 км.

В 1872 году немецкий инженер Пауль Хаэнляйн впервые установил и использовал на дирижабле двигатель внутреннего сгорания, топливом для которого служил газ из баллона.

В 1883 году французы Альберт и Гастон Тиссандье первыми успешно управляли аэростатом, который приводился в движение с помощью электрического мотора.

Первый жесткий дирижабль с корпусом из алюминиевого листа был построен в Германии в 1897 году.

Альберто Сантос-Дюмон, уроженец Бразилии, живший в Париже, установил ряд рекордов на серии построенных им с 1898 по 1905 год 14 нежестких дирижаблей с приводом от двигателей внутреннего сгорания.

Граф фон Цеппелин

Самым успешным оператором жестких аэростатов с мотором был немец Фердинанд граф фон Цеппелин, который построил в 1900 г. свой первый LZ-1? Luftschiff Zeppelin, или воздушное судно Цеппелина, - это технически сложный корабль, длиной 128 м и диаметром 11,6 м, который был сделан из алюминиевого каркаса, состоящего из 24 продольных балок, соединенных 16 поперечными кольцами, и приводился в движение двумя двигателями, мощностью 16 л. с.

Летательный аппарат мог развить скорость до 32 км/ч. Граф продолжал совершенствовать конструкцию во время первой мировой войны, когда многие из его дирижаблей (называемые цеппелинами) использовались для бомбардировки Парижа и Лондона. Летательные аппараты данного типа также применялись союзниками во время Второй мировой войны, в основном, для противолодочного патрулирования.

В 20-е и 30-е годы прошлого века, в Европе и Соединенных Штатах строительство дирижаблей продолжалось. В июле 1919 г. британский R-34 дважды совершил трансатлантический перелет.

Покорение Северного полюса

В 1926 г. итальянский полужесткий дирижабль (фото приведено в статье) «Норвегия» был успешно использован Роальдом Амундсеном, Линкольном Эллсвортом и генералом Умберто Нобиле для исследования Северного полюса. Следующую экспедицию, уже на другом возглавил Умберто Нобиле.

В общей сложности он планировал совершить 5 полетов, но дирижабль, построенный в 1924 г., потерпел крушение в 1928. Операция по возвращению полярных исследователей заняла более 49 дней, в ходе которой погибло 9 спасателей, включая Амундсена.

Как назывался дирижабль 1924 года? Четвертый серии N, построенный по проекту и на заводе Умберто Нобиле в Риме, получил название «Италия».

Период расцвета

В 1928 г. немецкий воздухоплаватель Хуго Эккенер построил дирижабль «Граф Цеппелин». До выведения из эксплуатации, девять лет спустя, он совершил 590 рейсов, в том числе 144 трансокеанских переходов. В 1936 г. Германия открыла регулярные трансатлантические пассажирские перевозки на «Гинденбурге».

Несмотря на эти достижения, в конце 1930-х годов дирижабли мира практически перестали выпускаться из-за их высокой стоимости, малой скорости, а также уязвимости от штормовой погоды. Кроме того, череда катастроф, самая известная из которых - взрыв заполненного водородом «Гинденбурга» в 1937 г., в сочетании с достижениями в самолетостроении в 30-х и 40-х гг. сделали данный вид транспорта коммерчески устаревшим.

Прогресс технологии

Газовые баллоны многих ранних дирижаблей делались из так называемой «кожи золотобойца»: коровьи кишки отбивались, а затем растягивались. На создание одного летательного аппарата требовалось двести пятьдесят тысяч коров.

Во время Первой мировой войны Германия и ее союзники прекратили производство колбасных изделий, чтобы было достаточно материала для производства воздушных кораблей, с помощью которых проводились бомбардировки Англии. Достижения в технологии производства ткани, в том числе, благодаря изобретению в 1839 г. вулканизированной резины американским торговцем Чарльзом Гудьиром, вызвало взрыв инноваций в дирижаблестроении. В начале тридцатых годов ВМС США построили два «летающих авианосца» «Акрон» и «Макон», чьи корпуса открывались, выпуская флот самолетов-истребителей F9C Sparrowhawk. Корабли разбились после попадания в шторм, так и не успев доказать свою боеспособность.

Рекорд мира по продолжительности полета был установлен в 1937 г. аэростатом «СССР-В6 Осоавиахим». Летательный аппарат провел в воздухе 130 ч 27 мин. Города, которые посетил за время полета дирижабль - Нижний Новгород, Белозерск, Ростов, Курск, Воронеж, Пенза, Долгопрудный и Новгород.

Закат аэростатов

Затем дирижабли исчезли. Так, 6 мая 1937 года «Гинденбург» взорвался над Лейкхерстом в штате Нью-Джерси - в шаре огня погибли 36 пассажиров и членов экипажа. Трагедия была заснята на кинопленку, и мир увидел, как взорвался немецкий дирижабль.

Что такое водород, и как он опасен, стало понятно всем, а идея, что люди могут комфортно передвигаться под емкостью с этим газом, в одно мгновение стала неприемлемой. В современных летательных аппаратах этого типа используется только гелий, который не воспламеняется. Все более популярными и экономичными становились самолеты, такие как скоростные «летающие лодки» компании Pan American Airways.

Современные инженеры, занимающиеся проектированием летательных аппаратов этого типа, сетуют на то, что до 1999 г., когда был опубликован сборник статей о том, как построить дирижабль под названием «Технология дирижабля», единственным доступным учебником была книга «Проектирование воздушного судна» Чарльза Берджесса, вышедшая в 1927 г.

Современные разработки

В конце концов, дизайнеры дирижаблей отказались от идеи перевозки пассажиров и сосредоточили усилия на грузоперевозках, которые сегодня недостаточно эффективно осуществляются железными дорогами, автомобильным и морским транспортом, и недосягаемы во многих районах.

Набирают обороты несколько первых таких проектов. В семидесятых бывший летчик-истребитель военно-морского флота США, в Нью-Джерси испытал корабль аэродинамической дельтовидной формы под названием Aereon 26. Но средства у Миллера закончились после первого же испытательного полета. Создание прототипа грузового воздушного судна требует огромных капиталовложений, а потенциальных покупателей было недостаточно.

В Германии Cargolifter A. G. дошел до строительства самого большого в мире отдельно стоящего здания длиной более 300 м, в котором компания планировала построить гелиевый полужесткий грузовой дирижабль. Что такое быть пионером в данной области воздухоплавания стало ясно в 2002 году, когда компания, столкнувшись с техническими сложностями и ограниченным финансированием, подала заявление о банкротстве. Ангар, расположенный около Берлина, позже был превращен в самый большой крытый аквапарк в Европе «Тропические острова».

В погоне за первенством

Новое поколение инженеров-конструкторов, некоторые из которых подкреплены значительными правительственными и частными инвестициями, убеждено, что, учитывая доступность новых технологий и новых материалов, общество сможет выиграть от строительства дирижаблей. В марте прошлого года Палата представителей США организовала заседание, посвященное данному виду воздушного транспорта, целью которого было ускорение процесса их развития.

В течение последних лет разработкой дирижаблей занимались аэрокосмические тяжеловесы Boeing и Northrop Grumman. Россия, Бразилия и Китай построили или разрабатывают собственные прототипы. Канада создала проекты нескольких воздушных суден, в том числе «Солнечного корабля», который выглядит как раздутый стелс-бомбардировщик с солнечными батареями, размещенными по всей верхней части заполненных гелием крыльев. Все участвуют в гонке, чтобы стать первыми и монополизировать рынок грузоперевозок, который может измеряться миллиардами долларов. В настоящее время наибольшее внимание привлекают три проекта:

• английский Airlander 10, компании Hybrid Air Vehicles - на данный момент крупнейший дирижабль в мире;
• LMH-1, компании «Локхид-Мартин»;
• Aeroscraft, компании Worldwide Aeros Corp, созданной иммигрантом из Украины Игорем Пастернаком.

Радиоуправляемый аэростат своими руками

Чтобы оценить проблемы, возникающие при строительстве летательных аппаратов данного типа, можно построить дирижабль детский. Его размеры меньше, чем у любой модели, которую можно приобрести, и он обладает лучшим сочетанием стабильности и маневренности.

Для создания миниатюрного дирижабля потребуются следующие материалы:

• Три миниатюрных мотора весом 2,5 г или меньше.
• Микроприемник весом до 2 г (например, DelTang Rx33, который, наряду с другими частями, можно приобрести в специализированных онлайн-магазинах, таких как Micron Radio Control, Aether Sciences RC или Plantraco), работающий от одной литий-полимерной ячейки. Следует убедиться в совместимости коннекторов двигателя и приемника, иначе потребуется необходимость в пайке.
• Совместимый передатчик с тремя или более каналами.
• LiPo-аккумулятор емкостью 70-140 мАч и подходящее зарядное устройство. Чтобы общий вес не превышал 10 г, потребуется батарея весом до 2,5 г. Большая емкость аккумулятора обеспечит большую длительность полета: при 125 мАч можно легко добиться его продолжительности в 30 мин.
• Провода, соединяющие аккумулятор с приемником.
• Три небольших пропеллера.
• Углеродный стержень (1 мм), длиной 30 см.
• Кусок депрона 10 х 10 см.
• Целлофан, скотч, суперклей и ножницы.

Нужно приобрести воздушный шарик из латекса, наполненный гелием. Подойдет стандартный или любой другой, грузоподъемность которого будет не менее 10 г. Для достижения желаемого веса добавляется балласт, который снимается по мере утечки гелия.

Компоненты прикрепляют к стержню с помощью скотча. Передний мотор служит для движения вперед, а задний устанавливается перпендикулярно. Третий двигатель размещается у центра тяжести и направлен вниз. Пропеллер к нему крепится противоположной стороной, чтобы он мог толкать дирижабль вверх. Моторы следует приклеить суперклеем.

Прикрепив хвостовой стабилизатор, можно значительно улучшить передвижение вперед, так как пропеллер подъема придает небольшое а хвостовой ротор слишком мощный. Его можно сделать их депрона и прикрепить скотчем.

Движение вперед должно компенсироваться небольшим подъемом.

Кроме того, на дирижабль можно установить недорогую камеру, например, используемую в брелоках.

Однажды отказавшись от дирижаблей, в наши дни человечество находит в этих летательных аппаратов все больше плюсов и выгод. Но вид могучего корабля, проплывающего по небу, настолько притягивает к себе, что уже ради этого величественного зрелища хочется, чтобы они вернулись…

Олег Макаров

Как правило, статьи о современных дирижаблях начинаются с воспоминаний о том, как почти 70 лет назад на американской авиабазе Лейкхерст погиб в огне гигантский немецкий цеппелин «Гинденбург», а три года спустя Герман Геринг приказал разобрать оставшиеся дирижабли на металлолом и подорвать ангары. Эпоха дирижаблей тогда закончилась, пишут обычно журналисты, но вот теперь интерес к управляемым аэростатам снова активно возрождается. Однако подавляющее большинство наших сограждан если где и видят «возродившиеся» дирижабли, то только на разного рода аэрошоу — там они обычно применяются в качестве оригинальных рекламных носителей. Неужели это все, на что способны эти удивительные воздушные корабли? Чтобы выяснить, кому и зачем нужны сегодня дирижабли, пришлось обратиться к специалистам, строящим дирижабли в России.

Плюсы и минусы

Дирижабль — это управляемый самодвижущийся аэростат. В отличие от обычного воздушного «шара, который летит» исключительно по направлению ветра и может маневрировать только по высоте в попытке поймать ветер нужного направления, дирижабль способен двигаться относительно окружающих воздушных масс в направлении, выбранном пилотом. Для этой цели летательный аппарат оснащен одним или несколькими двигателями, стабилизаторами и рулями, а также имеет аэродинамическую («сигарообразную») форму. В свое время дирижабли «убила» не столько череда ужаснувших мир катастроф, сколько авиация, развивавшаяся в первой половине ХХ века сверхбыстрыми темпами. Дирижабль тихоходен — даже самолет с поршневыми двигателями летает быстрее. Что уж говорить о турбовинтовых и реактивных машинах. Разгонять дирижабль до самолетных скоростей мешает большая парусность корпуса — сопротивление воздуха слишком велико. Правда, время от времени говорят о проектах сверхвысотных дирижаблей, которые поднимутся туда, где воздух сильно разрежен, а значит, и сопротивление его значительно меньше. Это якобы позволит развивать скорость в несколько сотен километров в час. Однако пока подобные проекты проработаны только на уровне концепции.

17 августа 2006 года пилот Станислав Федоров достиг на тепловом дирижабле российского производства «АвгурЪ» AU-35 («Полярный гусь») высоты 8180 метров. Так был побит мировой рекорд, продержавшийся 90 лет и принадлежавший немецкому дирижаблю Zeppelin L-55. Рекорд «Полярного гуся» стал первым шагом в выполнении программы «Высокий старт» — проекта Русского Воздухоплавательного Общества и Группы компаний «Метрополь» по запуску лёгких космических аппаратов с высотных дирижаблей. В случае успеха этого проекта, в России будет создан передовой аэростатно-космический комплекс, способный экономично выводить на орбиту частные спутники весом до 10−15 килограммов. Одно из предполагаемых направлений использования комплекса «Высокий старт» — запуск геофизических ракет для исследования приполярных областей Северного Ледовитого океана.

Проигрывая авиации в скорости, управляемые аэростаты при этом имеют ряд важных преимуществ, благодаря которым, собственно, возрождается дирижаблестроение. Во‑первых, сила, которая поднимает аэростат в воздух (известная всем со школьной скамьи сила Архимеда), совершенно бесплатна и не требует затрат энергии, в отличие от подъемной силы крыла, которая напрямую зависит от скорости аппарата, а значит, от мощности двигателя. Дирижаблю же двигатели нужны в основном для перемещения в горизонтальной плоскости и маневрирования. Поэтому летательные аппараты такого типа могут обходиться моторами значительно меньшей мощности, чем потребовались бы самолету при равной величине полезной нагрузки. Отсюда, а это уже во‑вторых, вытекает большая по сравнению с крылатой авиацией экологическая чистота дирижаблей, что в наше время чрезвычайно важно.

Третий плюс дирижаблей — их практически неограниченная грузоподъемность. Создание сверхгрузоподъемных самолетов и вертолетов имеет ограничения по прочностным характеристикам конструкционных материалов. Для дирижаблей же таких ограничений нет, и воздушный корабль с полезной нагрузкой, например, 1000 т — вовсе не фантастика. Добавим сюда возможность длительное время находиться в воздухе, отсутствие необходимости в аэродромах с длинными взлетно-посадочными полосами и большую безопасность полетов — и у нас получится внушительный список достоинств, которые вполне уравновешивают тихоходность. Впрочем, и тихоходность, как выяснилось, можно скорее отнести к достоинствам воздушных кораблей. Но об этом чуть позже.

В дирижаблестроении выделяются три основные типа конструкции: мягкая, жесткая и полужесткая. Практически все современные дирижабли относятся к мягкому типу. В англоязычной литературе их обозначают термином «blimp». Во время Второй мировой войны американская армия активно использовала «блимпы» для наблюдения за прибрежными водами и конвоирования судов. Дирижабли с жестким каркасом часто называют «цеппелинами» в честь изобретателя этой конструкции графа Фридриха фон Цеппелина (1838 — 1917).

Конкурент вертолета

Наша страна — один из мировых центров возрождающегося дирижаблестроения. Лидер отрасли — группа компаний «Росаэросистемы». Побеседовав с ее вице-президентом Михаилом Талесниковым, мы выяснили, как устроены современные российские дирижабли, где и как они используются и что нас ждет впереди.

Сегодня в работе находятся два типа дирижаблей, созданных конструкторами «Росаэросистем». Первый тип — это двухместный дирижабль AU-12 (длина оболочки 34 м). Аппараты такой модели существуют в трех экземплярах, и два из них время от времени используются московской милицией для патрулирования МКАД. Третий дирижабль продан в Таиланд и применяется там в качестве рекламного носителя.

Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней части оболочки, как правило, металлической фермы, препятствующей деформации оболочки, однако, как и в мягкой конструкции, форма оболочки поддерживается давлением подъемного газа. К полужесткому типу относятся современные немецкие дирижабли «Zeppelin NT», имеющие внутри оболочки поддерживающий каркас из углепластика.

Гораздо более интересная работа у дирижаблей системы AU-30. Аппараты этой модели отличаются более крупными габаритами (длина оболочки 54 м) и, соответственно, большей грузоподъемностью. Гондола AU-30 способна вместить десять человек (двух пилотов и восемь пассажиров). Как рассказал нам Михаил Талесников, в настоящее время ведутся переговоры с заинтересованными сторонами о возможности организации элитных воздушных туров. Полет на небольшой высоте и на малой скорости (вот оно — преимущество тихоходности!) над красивыми природными ландшафтами или памятниками архитектуры и в самом деле сможет стать незабываемым приключением. Подобные туры проходят в Германии: дирижабли возрожденной марки Zeppelin NT катают туристов над живописным озером Бодензее, в тех самых краях, где когда-то отправился в полет первый немецкий дирижабль. Однако российские дирижаблестроители уверены, что главное предназначение их аппаратов не реклама и развлечения, а выполнение серьезных задач промышленного характера.

Вот пример. Энергетические компании, имеющие в своем распоряжении линии электропередач, должны регулярно проводить мониторинг и диагностику состояния своих сетей. Удобнее всего это делать с воздуха. В большинстве стран мира для такого мониторинга применяются вертолеты, однако у винтокрылой машины есть серьезные недостатки. Помимо того что вертолет неэкономичен, у него еще и весьма скромный радиус действия — всего 150−200 км. Понятно, что для нашей страны с ее многотысячекилометровыми расстояниями и обширным энергетическим хозяйством это слишком мало. Есть и еще одна проблема: вертолет в полете испытывает сильную вибрацию, в результате чего чувствительное сканирующее оборудование дает сбои. Движущийся медленно и плавно дирижабль, способный преодолевать тысячи километров на одной заправке, напротив, идеально подходит для задач мониторинга. В настоящий момент одна из российских фирм, разработавших основанное на лазерных технологиях сканирующее оборудование, а также программное обеспечение к нему, использует два дирижабля AU-30 для оказания услуг энергетикам. Дирижабль этого типа может применяться и для разнообразных видов мониторинга земной поверхности (в том числе в военных целях), а также для картографирования.

Многоцелевой дирижабль Au-30 (многоцелевой патрульный дирижабль объемом более 3000 куб. метров) предназначен для выполнения полетов в течение продолжительного времени, в том числе на малой высоте и с малой скоростью. Крейсерсакая скорость 0−90 км/ч // Мощность маршевого двигателя 2х170 л.с. // Максимальная дальность полета 3000 км // Максимальная высота полета 2500 м.

Как они летают?

Практически все современные дирижабли, в отличие от цеппелинов довоенной эпохи, относятся к мягкому типу, то есть форма их оболочки поддерживается изнутри давлением подъемного газа (гелия). Объясняется это просто — для аппаратов сравнительно небольших размеров жесткая конструкция неэффективна и уменьшает полезную нагрузку из-за веса каркаса.

Несмотря на то что дирижабли и аэростаты относят к классу аппаратов легче воздуха, многие из них, особенно при полной загрузке, имеют так называемый перетяж, то есть превращаются в аппараты тяжелее воздуха. Это относится и к AU-12 и AU-30. Выше мы уже говорили о том, что дирижаблю, в отличие от самолета, двигатели нужны в основном для горизонтального полета и маневрирования. И вот почему «в основном». «Перетяж», то есть разница между силой земного притяжения и архимедовой силой, компенсируется за счет небольшой подъемной силы, которая появляется, когда встречный поток воздуха набегает на имеющую специальную аэродинамическую форму оболочку дирижабля — в данном случае она работает как крыло. Стоит дирижаблю остановиться — и он начнет опускаться к земле, ведь архимедова сила не полностью компенсирует силу притяжения.

Двухместный дирижабль АU-12 предназначен для подготовки пилотов воздухоплавателей, патрулирования и визуального контроля автодорог и городских территорий в интересах экологического мониторинга и ГАИ, контроля за чрезвычайными ситуациями и спасательных операций, охраны и наблюдения, рекламных полетов, качественной фото, кино, теле- и видеосъемки в интересах рекламы, телевидения, картографии. 28 ноября 2006 г. впервые в истории Российского воздухоплавания AU-12 был выдан сертификат типа на двухместный дирижабль. Крейсерская скорость 50 — 90 км/ч // Мощность маршевого двигателя 100 л.с. // Максимальная дальность полета 350 км // Максимальная высота полета 1500 м.

Дирижабли AU-12 и AU-30 имеют два режима взлета: вертикальный и с небольшим пробегом. В первом случае два винтовых двигателя с переменным вектором тяги переходят в вертикальное положение и таким образом отталкивают аппарат от земли. После набора небольшой высоты они переходят в горизонтальное положение и толкают дирижабль вперед, в результате чего возникает подъемная сила. При посадке двигатели вновь переходят в вертикальное положение и включаются на реверсивный режим. Теперь дирижабль, напротив, притягивается к земле. Такая схема позволяет преодолеть одну из главных проблем эксплуатации дирижаблей в прошлом — сложность со своевременной остановкой и точным причаливанием аппарата. Во времена могучих цеппелинов их приходилось буквально отлавливать за спущенные вниз тросы и закреплять у земли. Причаливающие команды насчитывали в те времена десятки и даже сотни человек.

При взлете с пробегом двигатели изначально работают в горизонтальном положении. Они разгоняют аппарат до возникновения достаточной подъемной силы, после чего дирижабль поднимается в воздух.

«Небесная яхта» ML866 Aeroscraft Интересные проекты дирижаблей нового поколения разрабатываются на североамериканском континенте. Создать «небесную супер-яхту» ML 866 намерена в недалеком корпорация Wordwide Aeros. Этот дирижабль сконструирован по гибридной схеме: в полете около 2/3 веса машины будут компенсироваться архимедовой силы, а подниматься вверх аппарат будет благодаря подъемной силе, возникающей при обтекании набегающим потоком воздуха оболочки корабля. Для этого оболочке будет придана специальная аэродинамическая форма. Официально ML 866 предназначен для VIP-туризма, однако, если учесть, что Wordwide Aeros получает финансирование в частности от государственного агентства DARPA, занимающегося оборонными технологиями, не исключено использование дирижаблей в военных целях, например для наблюдения или связи. А канадская компания Skyhook совместно с Boeing объявила о проекте JHL-40 — грузового дирижабля с полезной нагрузкой 40 т. Это тоже «гибрид», однако здесь архимедова сила будет дополняться тягой четырех роторов, создающих тягу по вертикальной оси.

Маневрирование по высоте и управление подъемной силой пилот осуществляет, в частности, меняя тангаж (угол наклона горизонтальной оси) дирижабля. Этого можно добиться как с помощью закрепленных на стабилизаторах аэродинамических рулей, так и путем изменения центровки аппарата. Внутри оболочки, накачанной находящимся под небольшим давлением гелием, находятся два баллонета. Баллонеты — это мешки из воздухонепроницаемой материи, в которые нагнетается забортный воздух. Управляя объемом баллонета, пилот изменяет давление подъемного газа. Если баллонет раздувается, гелий сжимается и плотность его растет. При этом архимедова сила падает, что приводит к снижению дирижабля. И наоборот. При необходимости можно перекачивать воздух, например, из носового баллонета в кормовой. Тогда при изменении центровки угол тангажа примет положительное значение, а дирижабль перейдет в кабрирующее положение.

Нетрудно заметить, что современный дирижабль имеет довольно сложную систему управления, предусматривающую работу рулями, варьирование режима и вектора тяги двигателей, а также изменение центровки аппарата и величины давления подъемного газа с помощью баллонетов.

Тяжелее и выше

Еще одно направление, в котором работают отечественные дирижаблестроители, — это создание тяжелых грузопассажирских дирижаблей. Как уже говорилось, для дирижаблей ограничений по грузоподъемности практически не существует, а потому в перспективе могут быть созданы настоящие «воздушные баржи», которые будут способны перевозить по воздуху почти все что угодно, включая сверхтяжелые негабаритные грузы. Задача упрощается тем, что при изменении линейных габаритов оболочки грузоподъемность дирижабля вырастает в кубической пропорции. К примеру, AU-30, имеющий оболочку длиной 54 м, может брать на борт до 1,5 т полезного груза. Дирижабль нового поколения, разрабатываемый сейчас инженерами «Росаэросистем», при длине оболочки всего на 30 м больше возьмет полезную нагрузку 16 т! В перспективных планах группы компаний — строительство дирижаблей с полезной нагрузкой 60 и 200 т. Причем именно в этом сегменте дирижаблестроения должна произойти маленькая революция. Впервые за многие десятилетия в воздух поднимется дирижабль, выполненный по жесткой схеме. Подъемный газ будет помещаться в мягких баллонах, жестко прикрепленных к каркасу, укрытому сверху аэродинамической оболочкой. Жесткий каркас добавит дирижаблю безопасности, так как даже в случае серьезной утечки гелия аппарат не утратит аэродинамическую форму.

Гибель гигантов

История воздушных катастроф с большим количеством жертв берет свое начало в эпохе дирижаблей. Британский дирижабль R101 отправился в свой первый полет в 5 октября 1930 года. На борту он нес государственную делегацию во главе с министром воздушного сообщения Кристофером Бёрдвеллом Лордом Томпсоном. Через несколько часов после старта R101 снизился до опасной высоты, врезался в холм и сгорел. Причиной катастрофы стали просчеты в проектировании. Из 54 пассажиров и членов экипажа погибли 48, включая министра. 73 американских военных моряка погибли, когда попавший в бурю дирижабль «Акрон» упал в море, неподалеку от побережья штата Нью-Джерси. Случилось это 3 апреля 1933 года. Людей убил не удар при падении, а ледяная вода: на дирижабле не было ни одной спасательной лодки и лишь несколько пробковых жилетов. Оба погибших дирижабля были накачаны взрывоопасным водородом. Гелиевые дирижабли значительно безопаснее.

Другой интересный проект, по которому в группе компаний «Росаэросистемы» уже проведены НИОКР, — это геостационарный стратосферный дирижабль «Беркут». В основе идеи — свойства атмосферы. Дело в том, что на высоте 20−22 км ветровой напор относительно невелик, причем ветер имеет постоянное направление — против вращения Земли. В таких условиях довольно легко с помощью тяги двигателей зафиксировать аппарат в одной точке относительно поверхности планеты. Стратосферный геостационар можно использовать практически во всех областях, в которых сейчас применяются геостационарные спутники (связь, передача теле- и радиопрограмм и т. д.). При этом дирижабль «Беркут» будет, разумеется, существенно дешевле любого космического аппарата. Кроме того, если спутник связи выходит из строя, ремонту он уже не подлежит. «Беркут» же в случае любых неполадок всегда можно будет спустить на землю, чтобы провести необходимую профилактику и ремонт. И наконец, «Беркут» — это абсолютно экологически чистый аппарат. Энергию для двигателей и ретранслирующей аппаратуры дирижабль возьмет от солнечных батарей, размещенных на верхней части оболочки. В ночное время питание будет производиться за счет аккумуляторов, накопивших электричество в течение дня.

Дирижабль «Беркут» Внутри оболочки «Беркута» — пять тканых емкостей с гелием. У поверхности земли закачанный в оболочку воздух будет сдавливать емкости, повышая плотность подъемного газа. В стратосфере, когда «Беркут» окажется в окружении разреженного воздуха, воздух из оболочки будет откачан, и емкости под давлением гелия раздуются. В результате плотность его упадет и, соответственно, возрастет архимедова сила, которая будет удерживать аппарат на высоте. «Беркут» разработан в трех модификациях — для высоких широт (HL), для средних широт (ML), для экваториальных широт (ET). Геостационарные характеристики дирижабля позволяют осуществлять функции наблюдения, связи и передачи данных над территорией, площадью более 1 млн км 2 .

Еще ближе к космосу

Все дирижабли, о которых шла речь в этой статье, относятся к газовому типу. Однако существуют еще и тепловые дирижабли — фактически управляемые монгольфьеры, в которых подъемным газом служит нагретый воздух. Они считаются менее функциональными, чем их газовые собратья, в основном из-за более низкой скорости и худшей управляемости. Основная сфера применения тепловых дирижаблей — аэрошоу и спорт. И именно в спорте России принадлежит высшее достижение.

17 августа 2006 года пилот Станислав Федоров достиг на тепловом дирижабле российского производства «Полярный гусь» высоты 8180 м. Однако и спортивным дирижаблям, возможно, будет найдено практическое применение. «Полярный гусь», поднявшись на высоту 10−15 км, сможет стать своего рода первой ступенью системы космических запусков. Известно, что при космических стартах значительное количество энергии тратится именно на начальной стадии подъема. Чем дальше от центра Земли находится стартовая площадка, тем больше экономия топлива и тем большую полезную нагрузку удается вывести на орбиту. Именно поэтому космодромы стараются размещать ближе к экваториальной области, чтобы выиграть (за счет приплюснутой формы Земли) несколько километров.