Юный техник, 2000 № 12: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Дирижабли XXI века

Первый технически обоснованный проект большого грузового дирижабля были предложен в 80-х годах XIX века великим русским ученым К.Э. Циолковским. Да, тем самым, которого ныне больше вспоминают как основоположника космонавтики.

Так, возможно, будет выглядеть в полете российский дирижабль ДЦ-Н1, конструкция которого создается к с использованием идей К. Э. Циолковского.

В отличие от многих своих современников, Циолковский предлагал построить огромный даже по сегодняшним меркам — объемом до 500 000 куб. м — дирижабль жесткой конструкции с металлической обшивкой.

Интересно, что конструкторские проработки идеи Циолковского, проведенные в 30-е годы сотрудниками Дирижаблестроя СССР, показали обоснованность предложенной Константином Эдуардовичем концепции. В ее подтверждение были даже построены летающие прототипы с оболочками объемом в 1000 и 3000 куб. м.

Однако полномасштабный дирижабль построить не удалось; все работы по дирижаблям из-за многочисленных аварий были свернуты не только в СССР, но и во всем мире. И вот ныне группа российских инженеров, работающая под эгидой Русского воздухоплавательного общества, предлагает вернуться к идее. И хотя современные инженеры вовсе не намерены слепо копировать все особенности конструкции Циолковского (в частности, стальную гофрированную обшивку), основные новаторские принципы будут использованы.

Так, например, предполагается осуществлять управление подъемной силой за счет подогрева несущего газа; увеличить эффективность действия аэродинамических рулей, расположив их в струе от движителей — воздушных винтов; использовать остроумные задумки Циолковского по части самой технологии строительства.

В итоге дирижабль ДЦ-Н1, разрабатываемый инженерами РВО, будет иметь длину 270 к высоту оболочки 55 м и объем около 400 000 куб.м. Грузоподъемность летательного аппарата составит 200 т, скорость — до 170 км/ч. Дальность полета — 15 тыс. км. Аппарат оснащается 9 двигателями, четыре из которых будут установлены по бокам дирижабля симметрично относительно грузового отсека. Их можно будет поворачивать с таким расчетом, чтобы осуществить быстрое управление аппаратом на малой высоте и скорости. В хвостовой части разместят еще 4 двигателя, обдувающих Х-образное оперение, что также позволит увеличить маневренность. Наконец, в кормовой части разместят девятый двигатель, который можно будет использовать и как маршевый, и как подруливающий.

Модель дирижабля Циолковского, выполненная по его наброскам, и сам автор.

«Становым хребтом» корпуса дирижабля послужит ферма из двух продольных поясов, идущих по верхнему и нижнему меридианам оболочки, и соединяющих их вертикальных стоек. Жесткость всей конструкции придадут диагональные расчалки. В носовой и кормовой частях к каркасу крепятся конструкции отсеков управления (в носу) и хвостового оперения. Ферма нижнего пояса одновременно послужит основой для размещения оборудования, топлива и помещений для экипажа и грузового трюма. Причем грузовой отсек рассчитывается таким образом, чтобы в нем поместились самые габаритные грузы, которые не могут войти ни в один из существующих самолетов. Кроме того, к нижней поясной ферме крепятся стойки шасси, ферменные пилоны двигателей и каркас гондолы. Наружная поверхность корпуса образована жесткой оболочкой, но не из стали или алюминия, как предлагал Циолковский, а из композитных материалов, которые легче и прочнее металла. Внутри оболочки разместят мешки-оболочки с несущим газом — гелием.

Такая конструкция обладает рядом существенных преимуществ перед традиционной цеппелиновской. Прежде всего, все силовые нагрузки воспринимает не жесткая оболочка, а силовая ферма, что значительно упрочняет всю конструкцию и в то же время позволяет сделать оболочку достаточно легкой. Вторым важным преимуществом предлагаемой конструкции является ее технологичность при сборке. Конструкция каркаса позволяет собирать его в горизонтальном положении, «на боку», и уже затем, в собранном и отрегулированном виде, поднимать в вертикальное положение. Именно так, кстати, предлагал строить дирижабли К.Э.Циолковский.

В условиях России применение дирижаблей может дать гораздо больший эффект, чем за рубежом. В отличие от стран Западной Европы и Северной Америки, где дирижабли предполагается использовать на территориях, уже имеющих развитую сеть транспортных путей, у нас «левиафаны неба» станут желанными гостями как раз в тех местах, где дороги еще не проложены, а потребность в транспортировке грузов уже есть. Именно сюда дирижабли смогут доставлять прямо с заводов турбины и помогать при монтаже в качестве летающих кранов, генераторы и трансформаторы электростанций, опоры ЛЭП, оборудование для химических заводов, буровые вышки, насосные станции и трубы для нефте- и газопроводов. Возможно, использование таких аппаратов и для вывоза леса прямо с делянок, доставки питания и горючего на отдаленные зимовки.

Если финансирование проекта будет достаточным, то мечту Циолковского мы сможем увидеть в небе уже через 5 — 10 лет.

Схема силовой конструкции дирижабля ДЦ-Н1.

За рубежом тем временем тоже не дремлют. Например, специалисты НАСА ведут работу в рамках проекта по поддержке так называемых «революционных идей» и выбрали для реализации, в частности, проект пилотируемого дирижабля «Аэрокрафт». Он представляет собой этакий «гидродирижабль», способный при необходимости держаться на поверхности воды.

Эго не случайно. Ведь и летать «Аэрокрафт» будет в основном над океанскими просторами, перевозя грузы и пассажиров быстрее чем морские суда, и дешевле, чем самолеты. Причем на борту дирижабля пассажирам будут предоставляться такие же удобства, как и на комфортабельном океанском лайнере.

Кроме того, новым проектом заинтересовались и военные. Им позарез нужен летательный аппарат, который бы смог подолгу висеть над тем или иным участком акватории Мирового океана, выслеживая с воздуха подводные лодки с помощью опускаемых в воду на тросе гидросонаров. Дирижабль можно использовать также для подвески к нему всевозможных антенн для организации сверхдальней радиосвязи, загоризонтной радиолокации или координации действий военно-воздушных сил в рамках системы АВАКС.

Во всех этих случаях дирижабли обладают несомненными преимуществами перед авиацией. Во-первых, дирижабль может замедлить скорость вплоть до нулевой, если есть необходимость просмотреть и прозондировать ту или иную часть акватории. Во-вторых, он способен находиться в воздухе неделями, барражируя в заданном районе, в то время как самолет, даже с дозаправками, вряд ли способен продержаться в воздухе больше суток. Наконец, в-третьих, дирижабль может обладать значительной грузоподъемностью, что позволяет разместить на борту куда большее количество необходимого оборудования.

Правда, говорят, что дирижабли становятся в случае военного конфликта легкой добычей. Однако такое впечатление обманчиво.

Во-первых, дирижабль не так-то легко заметить — малая масса металла на нем делает его практически незаметным на экране радара. Во-вторых, дирижабль непросто сбить. Прямые попадания в оболочку пуль, снарядов и даже ракет класса «воздух-воздух» производят сравнительно небольшие пробоины в оболочке, и она способна сохранять подъемную силу; ведь, как правила гелий в оболочке размещается в отдельных герметических мешках и повреждение одного или нескольких из них не приводит к утечке в атмосферу всего газа.

Более того, некоторые из дирижаблей-гигантов предполагается располагать на высотах 20–25 км, в стратосфере, куда далеко не всякий самолет-истребитель способен подняться. Имея на борту антенну для передачи и ретрансляции цифровых радиосигналов, подобные дирижабли могут использоваться как в военных, так и в гражданских целях — скажем, для организации сотовой мобильной связи в районе того или иного крупного города, занимающего вместе с пригородами территорию радиусом в 150–200 км. Такая система, как показывают расчеты, обойдется намного дешевле запусков традиционных спутников.

Проект дирижабля «Аэрокрафт», предложенный специалистами НАСА.

Наряду с американцами, подобными проектами занимаются и европейцы. Немцы, голландцы, испанцы, британцы, даже швейцарцы словно бы наперегонки хотят отметить 100-летие мирового дирижаблестроения новыми проектами и моделями. Скажем, известный в мире воздухоплавателей британский инженер и изобретатель Роджер Манк предлагает мировому сообществу сразу несколько интересных проектов. В их числе, например, проект SkyCat («Небесный кот»), представленный сразу в трех модификациях — грузоподъемностью 15, 200 и 1000 т! В последнем случае за один рейс можно доставить на место высадки десанта сразу целый батальон со всей полагающейся ему техникой.

Небольшая швейцарская фирма Prospective Concepts AG вот уже более 5 лет работает по заказам немецкого промышленного гиганта Festa над новыми технологиями применения пневматики в промышленности. Одной из последних ее разработок стал гибрид самолета с дирижаблем Stingray.