Что мешает дирижаблю

Дмитрий Басов,
директор В/О «Авиаэкспорт» по развитию
Александр Рубцов,
редактор журнала «Авиапанорама»,
кандидат экономических наук, доцент

С древнейших времен люди хотели летать. В XVIII веке в нескольких головах появилась мысль, что по воздуху можно не только летать, но и … плавать. Закон Архимеда был открыт еще в середине III века до н.э., но впервые практически использовать вытекающий из него аэростатический принцип полета смогли лишь спустя 2000 лет. 4 июня 1783 года Жозеф и Этьен Монгольфье запустили в городе Аннон (Франция) тепловой аэростат. Первый полет был беспилотным. Но уже в том же году начались и пилотируемые полеты, в том числе и на водороде (Анн-Жан Робер и Жак Шарль). Впрочем, пилотируемыми их можно назвать лишь условно – пилоты могли управлять только подъемом и спуском аэростата – в непривязанном состоянии он был «игрушкой» ветра. Ни скорость, ни даже направление полета от пилота (точнее – воздухоплавателя) не зависели. В привязанном положении аэростаты находили практическое применение в военной разведке; в свободном полете, увы… оставались, фактически, лишь развлечением.
Попытки полетом, действительно, управлять начались практически сразу. Использовались для этого и рули, и гребные винты, и даже …весла(!), имеющие, правда, форму птичьих крыльев. Попытки эти осуществлялись, скорее, по наитию, на аэродинамические расчеты не опирались и были сродни поискам алхимиками философского камня. И результат имели приблизительно такой же. Подобно тому, как алхимики, не найдя способа превращать железо в золото, открыли кислоты и щелочи, так и попытки управлять полетом аэростата привели к пониманию, что для этого аэростат должен иметь веретенообразную форму, двигатель и пропеллер. И в 1852 году французский инженер Анри Жиффар построил уже дирижабль и совершил на нем полет. Однако мощности двигателя – 3 л.с. – не хватило на то, чтобы сделать полет стопроцентно управляемым. Такой полет совершили на построенном ими дирижабле «Франс» Артур Кребс и Шарль Ленар в 1884 году. Дирижабль «Франс» со скоростью в 23,5 км/ч пролетел почти 8 километров и, впервые за историю воздухоплавания, вернулся на место взлета. На этом абсолютное лидерство Франции в воздухоплавании закончилось. Началась эра Германии.
Артур Кребс и Шарль Ленар ставили на дирижабли электромоторы. Они были в то время слабенькие – их мощности иногда недоставало, чтобы справляться даже с не сильным ветром. А заряда аккумуляторов и при относительно безветренной погоде хватало лишь на 17 км. Немецкий изобретатель Герман Велферт впервые поставил на дирижабль бензиновый двигатель. Однако во время первого же полета (в 1897 году) произошел взрыв водорода – изобретатель и его помощник погибли.
Расцвет немецкого воздухоплавания связан с другим именем: в 1896 году граф Фердинанд Цеппелин начал строить первый из своих гигантских дирижаблей. Строительство его продолжалось 4 года. Каркас был из труб и обтянут специально обработанными коровьими шкурами. Длина его составляла 128 метров, диаметр – 11,7 метра. Первый полет состоялся 2 июля 1900 года. Восторженная пресса называла его творение «летающим китом», «воздушным мамонтом», но сам граф сказал о своем дирижабле – «летающий крейсер». Тем самым недвусмысленно разъяснил назначение этого воздушного судна.
Построенные Цеппелином к началу Первой мировой войны дирижабли имели длину уже в 148 метров и ходили с крейсерской скоростью 80 км/ч. Они успешно бомбили Англию, оставаясь недостижимыми для английских самолетов и артиллерии. После того как англичане усовершенствовали свою систему ПВО, эти дирижабли эффективно применялись для транспортировки войск в Африке. Всего с 1900 по 1918 гг. в Германии было построено 309 дирижаблей.
В 1917 году граф Цеппелин построил LZ-104, который при той же крейсерской скорости ( 80 км/ч) мог нести 5 тонн бомбовой нагрузки на расстояние в 16 000 км. Эта машина могла бомбить и США, но не успела принять участие в войне. По Версальскому договору Германии было запрещено производить дирижабли (как, впрочем, и самолеты), большинство имеющихся были уничтожены – LZ-104, например, был взорван собственным экипажем. Лидерство в воздухоплавании на какое-то время перешло к США.
Возглавивший дело Фердинанда Цеппелина Хуго Эккенер убедил руководство США принять в счет репараций … дирижабли-гиганты. В 1926 году уже в США им был создан LZ-126, корпус которого был наполнен не горючим водородом, а инертным (и потому негорючим) гелием. В Германии гелий (а он был тогда в 40 раз дороже водорода) не производился. В США же производился в больших объемах. LZ-126 получил наименование Los Angeles и был поставлен на вооружение военно-морских сил США. Он летал до конца 30-х годов, пока не был разобран из-за ветхости.
Через некоторое время в США была утверждена амбициозная программа создания для патрулирования мирового океана флота из 1012 (!) дирижаблей, каждый из которых должен был нести на борту до 12(!) боевых самолетов. Под это была создана фирма Goodyear-Zeppelin. В 1931 году был построен первый дирижабль серии ZRS-4, названный Akron. Его длина была 239 метров, диаметр – 40,5 метра, развивал скорость до 130 км/ч и имел дальность полета 17 500 км. Akron нес 5 самолетов-разведчиков, которые для взлета спускались из люков на тросах. При возврате на борт самолеты сбрасывали скорость до скорости дирижабля, их ловили петлями на тросах и втягивали в люки.
Пролетав 2 года, Akron попал в сильный шторм и погиб. Построенный в 1933 г. второй дирижабль той же серии также пролетал два года и погиб, попав в нисходящий поток. На этом строительство жестких дирижаблей в США прекратилось.
Но к этому времени оно уже возродилось в Германии. Был построен гигант LZ-127 (Graf Zeppelin), совершивший более 2700 полетов, в том числе и кругосветный. Был построен «Гинденбург» – «чудо воздушного комфорта» своего времени, совершавший регулярные полеты в США (и сгоревший там в 1937 году при весьма странных обстоятельствах). К сожалению, в 1940 все немецкие дирижабли по приказу Генриха Геринга были разобраны на металлолом…
В 1930-е же годы дирижаблестроение начинает развиваться и в СССР. 25 апреля 1931 года Постановлением Совета Труда и Обороны СССР было создано производственно-эксплуатационное предприятие «Дирижаблестрой». 24 мая 1932 года техническим руководителем – начальником КБ «Дирижаблестроя» был назначен генерал Умберто ди Винченцо Нобиле, прибывший в поселок Долгопрудный (Московская область) вместе с 9 итальянскими специалистами. За первые 8 лет на «Дирижаблестрое» было создано 12 дирижаблей мягкой и полужесткой конструкции, 9 из которых находились в постоянной эксплуатации. На них советские аэронавты установили 17 международных рекордов. В 1940 году (фатальном для воздухоплавания) предприятие было законсервировано.
Возобновилось отечественное дирижаблестроение, когда 28 ноября 1956 года Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР в системе Министерства авиационной промышленности СССР было создано ОКБ-424ГКАТ (ныне – ДКБА, Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики). В 1970-х годах там были созданы свободно пилотируемые тепловые аэростаты международного класса АХ-5, АХ-7, АХ-10. В 80-х – дирижабли ДП-2, ДП-3, ДП-4 и «Витязь», используемые для видеонаблюдения и радиолокационного дозора.

22 сентября 2011 года на аэродроме «Киржач» (Владимирская обл.) ДКБА продемонстрировал беспилотный дирижабль дискообразной формы ДП-27 («Анюта»). Такая форма, как ожидалось, должна была давать отсутствие флюгирования на стоянке и более высокую маневренность в полете. Более высокая маневренность достигалась, с отсутствием флюгирования дело обстояло сложнее.
В период 2012-2016 гг. ДКБА были созданы и успешно прошли испытания высотный аэростат «Пантократор», беспилотный дирижабельный комплекс ДП-29, привязной аэростатный комплекс «Пересвет».
Но дирижаблестроением в нашей стране занимались не только в Долгопрудном. В 2012 году частная фирма – Воздухоплавательный центр «Авгур» – выиграла конкурс Минобороны РФ и возглавила работы по созданию воздухоплавательного сегмента Вооруженных Сил. Главное преимущество дирижаблей перед самолетами и вертолетами лежит в сфере радиолокационного наблюдения: дирижабли могут находиться в воздухе сутками, и оболочка дирижабля радиопрозрачна, его трудно обнаружить локаторам. Высокоэффективны дирижабли и в видеонаблюдении: с высоты в 60 километров визуальный обзор можно осуществлять в радиусе 1000 км, что позволяет не покидать собственное воздушное пространство.
«Авгур» выпускал дирижабли Аи-12 и Аи-30, использующиеся для контроля территорий, фото- и видеосъемки (Аи-30 – еще и для спасательных работ). К концу 2018 года планировалось построить грузовой дирижабль «Атлант» для перевозки грузов до 16 тонн (вообще говоря, довольно скромно – самолет Ан-225 «Мрия» поднимает 253,8 тонны.) Но этого – как и обязательств перед Минобороны – фирма не выполнила. В настоящее время она не существует.
На Западе работы в области дирижаблестроения ведутся еще более активно. В отличие от Германии, в США они не прервались в 1940 году. И если с немецкой стороны дирижабли во Второй мировой войне фактически не участвовали, то союзники их применяли достаточно широко. Например, бескаркасные дирижабли «Пилигрим» в составе ВМС США эффективно использовались в противолодочной обороне. Правда, бескаркасная (мягкая) форма давала недостаточную для настоящей боевой нагрузки грузоподъемность – дирижабли имели малый запас глубинных бомб, были слабо вооружены. Имел место случай, когда дирижабль был сбит… подводной лодкой! Они, в основном, вели наблюдения, а для уничтожения обнаруженных немецких субмарин, как правило, вызывали корабли либо самолеты. В 1962 г. ВМС США перестали использовать дирижабли – их сменили вертолеты.
В 1996 году в Германии была основана фирма CargoLifter A.G. В отличие от руководителей американских фирм ее создатели – группа успешных немецких инженеров во главе со специалистом по логистике Карлом фон Габленцем – видела будущее дирижаблей не в военной, а прежде всего в гражданской сфере – перевозке сверхтяжелых и крупногабаритных грузов. И строить для этого они намеревались супергрузоподъемные воздушные суда. В этих целях был построен самый большой в мире ангар длиной 360 метров, шириной в 220 и высотой в 106 метров. Своей воодушевленностью создатели фирмы заразили широкие круги немецкой общественности. Курс акций фирмы взлетел. Ее – что не очень принято в германской политической практике – посетил (в 2000 году) Канцлер ФРГ Герхард Шредер. Фирме была передана бывшая советская авиабаза «Брандт».
В планы CargoLifter входило создание дирижаблей длиной 210 метров, объемом 550 тысяч кубических метров и грузоподъемностью 160 тонн. Хотя начать решили с менее мощных моделей.
12 июня 2001 года состоялся и успешно прошел полет первого «летающего крана» фирмы – CL-75AC, предназначенного для канадской нефтепромышленной корпорации. Его грузоподъемность составляла 75 тонн (правда, на испытаниях он летал без груза). В декабре 2002 года канадцы должны были получить первый из 25 заказанных дирижаблей. В дальнейшие планы CargoLifter входило создание дирижаблей длиной 210 метров и грузоподъемностью 160 тонн для перевозки сверхгабаритных («неприемлемых» ни для железной дороги, ни для водного транспорта) грузов. Мощность эллинга позволяла выпускать 4 таких CL-160 в год.
В поисках партнера для реализации этого проекта компания CargoLifter AG обратилась к российскому ОАО «ВО Авиаэкспорт». Проектом заинтересовался Росавиакосмос РФ, который 24 января 2002 года поручил «Авиаэкспорту» «координацию деятельности организаций Росавиакосмоса в области международного сотрудничества, проведение переговоров и заключение контрактов с фирмой «CargoLifter AG» ФРГ, а также координацию работы по проекту кооперации в проектировании и производстве деталей и функциональных блоков грузовых дирижаблей СL 160». 8 мая 2002 года в Берлине были подписаны документы, согласно которым проектные работы распределялись следующим образом:
— CargoLifter проектирует собственно несущий корпус дирижабля – «мешок» сложной конструкции в 32 слоя;
— АНТК им. А.Н. Туполева проектирует (у CL-160 полужесткая конструкция – в мягкий корпус впаяны жесткие плоскости) плоскости, руль и кабину.
В проекте предполагалось участие и «Сибирского алюминия». Двигатели предполагались производства США. Было заказано уникальное оборудование для сварки многослойного материала корпуса дирижабля.
В ходе работ стороны – если уместно такое выражение – поменялись имиджами: российская сторона проявляла «чисто немецкую пунктуальность», а немецкая напрочь забыла такое понятие, как технологическая дисциплина. Увлекаясь все новыми идеями, используя все самые лучшие (к сожалению, и самые дорогие) комплектующие, конструктора CargoLifter, постоянно меняли ТЗ для туполевцев.
И такой стиль работы касался не только CL-160, но и заказанного канадцами CL-75. В результате к оговоренному в контракте сроку ни один из 25 дирижаблей не был готов. А деньги – истрачены. К сожалению, талантливые инженеры оказались слабыми хозяйственниками, и 7 июня 2002 года компания обанкротилась. Были сорваны сроки, и реальные заказчики отвернулись от компании.
На смену ей пришла фирма CargoLifter GmbH & Co. с гораздо менее амбициозными планами – она выпускает 15-метровые, наполненные водородом шары, поднимающие 1 тонну груза на высоту в 200 метров и перемещающие этот груз на несколько сотен метров.
В этот период в «Авиаэкспорт» обратились представители государственных структур Бразилии. Им нужна была целая линейка дирижаблей грузоподъемностью от 3 до 44 тонн. Для их проектирования и производства они предлагали создать трехстороннее российско-германо-бразильское СП. Поскольку на CargoLifter AG шла процедура банкротства, «Авиаэкспорт» начал переговоры с Zeppelin Luftschifftechnik GmbH. Однако изменившаяся политическая ситуация поставила точку и на этом проекте.
В начале XXI века серьезную заявку на лидерство в мировом дирижаблестроении попытались сделать США. Там строятся преимущественно жесткие дирижабли. В 2005 году дирижаблями всерьез заинтересовалось Министерство обороны США. Был объявлен конкурс на создание разведовательного дирижабля. В конкурсе участвовало три фирмы: английская Hybrid Air Vehicles и 2 американские – Mav-6 и Worldwide Acros Corp. (владелец которой Игорь Пастернак – друг детства возглавлявшего российский «Авгур» Геннадия Вербы). Но дирижабли первых двух фирм не прошли испытания, а на дирижабль Worldwide Acros Corp. обрушилась крыша ангара (и произошло это там же, где в 1937 году погиб дирижабль «Гинденбург»). На этом данная программа была Пентагоном закрыта. Но это, разумеется, не было концом дирижаблестроения в США. В эту отрасль за период с 2010 по 2020 год, по некоторым данным, была вложена (с учетом косвенных вложений) колоссальная сумма в 17 млрд долларов.
В апреле 2015 года Hybrid Air Vehicles получила от Евросоюза на создание пассажирского дирижабля 2,5 млн евро. Был построен самый большой (на тот момент) в мире дирижабль Airlander-10, имевший 4 двигателя. Первый полет планировался летом 2016 года, но состоялся (на аэродроме Кардингтон) лишь 19 ноября 2017-го. Одночасовой полет прошел успешно, но затем дирижабль был брошен на землю порывом ветра. И его запуск в производство, и использование в туризме с 2018 года не состоялись.
В настоящее время в мире эксплуатируется чуть более 100 гелиевых дирижаблей. Разработчиками их, кроме уже упомянутых в тексте, являются:
— в Англии – Airships Industries и ATG;
— в Германии – Zeppelin Luftschifftechnik и WDL;
— в США – ABC, Aeros, Goodyear и Westinghouse Airships.
Все они предназначены для мониторинга территорий, туризма, рекламы. Грузоподъемность их – до 2 тонн. Сколько-нибудь серьезные транспортные задачи для них непосильны. Наиболее удачной моделью, по мнению подавляющего большинства специалистов, является NT-07 (Zeppelin).

***

Для чего мы еще раз коснулись уже столько раз описанной истории дирижаблестроения? Ответ прост – он сформулирован еще в V веке до н.э.: чтобы увидеть будущее, нужно внимательно посмотреть в прошлое. Дискуссия о месте дирижаблей в современном мировом хозяйстве далеко не закончена. Строго говоря, не решен вопрос – есть ли вообще это место там, где речь заходит о рентабельности.
С военным применением дирижаблей все более-менее ясно – на сегодняшний день это единственные некосмические летательные аппараты, способные сутками (а в определенном режиме – месяцами) висеть в воздухе. Причем с крайне незначительными энергетическими затратами. Это важно не только для сбора информации, но и даже для ведения боевых действий. Но в военном деле вопрос экономической эффективности не ставится. Дирижабли хорошо подходят для мониторинга территорий, контроля за возникновением лесных пожаров, спасательных работ. Но и там экономика – не главное.
А вот как обстоит дело с грузовыми и пассажирскими перевозками? С одной стороны, все отечественные и зарубежные расчеты показывают, что 1 тонно/километр перемещения груза дирижаблем обходится многократно дешевле перемещения его самолетами (не говоря уже о вертолетах). Кроме того, дирижабль способен перевозить более тяжелые и боле крупные грузы, перемещение которых другими воздушными судами невозможно.
Дирижабль способен, как вертолет, зависать на одном месте, он не нуждается в аэродромах. Есть убедительные расчеты, показывающие, что перевозки дирижаблями дешевле даже перевозок морским транспортом. Все есть, нет только массового применения дирижаблей.
А почему? На первый взгляд, ответ очевиден – нет еще, не созданы дирижабли, способные перевозить эти сверхтяжелые и «сверхгабаритные» грузы. Так почему не созданы? Плохо работает конструкторская мысль? В авиации, в космонавтике работает, а в воздухоплавании нет? Может быть, дело в другом: как писал Карл Маркс, экономическая необходимость двигает науку вперед быстрее, чем десятки университетов. А есть ли реально эта экономическая необходимость? Товары есть. Необходимость в их перемещении есть! Массового применения дирижаблей – нет!
Дело в том, что дешевизна перевозок дирижаблем – вещь условная. В расчеты берутся затраты на собственно перевозку – от «дирижабль принял груз» до «дирижабль прибыл с грузом». В экономических расчетах всегда приходится от чего-либо абстрагироваться. Если абстрагироваться от второстепенных факторов, в этом ничего страшного нет. На точности расчета – и тем более, на вытекающих из расчета выводах – это не сказывается. Но во всех доступных нам расчетах экономической эффективности применения дирижаблей абстрагируются от… отсутствия соответствующей инфраструктуры. Это отсутствие ставит перед продавцом и покупателем груза до размещения его на дирижабле и после прибытия дирижабля множество проблем, решение которых будет обходиться неприемлемо дорого. И поэтому ищутся иные, не связанные с применением дирижабля, логистические схемы.
Какой же из этого следует вывод? Самый очевидный: для широкого и эффективного применения дирижаблей проектировать нужно не дирижабли, точнее – не только дирижабли, а систему перевозок тяжелых и крупногабаритных грузов при помощи дирижаблей.
Это – вывод первый. Попробуем сделать и второй, касающийся того, какие именно дирижабли нужны для грузового транспорта.
В мире построено более 3000 дирижаблей. Тяжелые грузы сегодня посильны только дирижаблям жесткой конструкции. Таких приблизительно 150. Летали и перевозили серьезные грузы только немецкие. Американские, английские, итальянские и французские дирижабли жесткой конструкции все разбились. Чему учит такой экскурс в историю? Очевидно, что для строительства дирижаблей нужно еще что-то, кроме знаний в области аэродинамики. Дирижаблю нужен устойчивый корпус из новых материалов. Где накоплен большой опыт в этой области? – В самолетостроении! Сейчас, когда по объективным причинам (см. журнал «Авиапанорама» №3-2020. – Прим. авт) заказы на пассажирские самолеты сокращаются в разы, самолетостроителям стоит обратить внимание на открывающийся новый рынок. Хотя – если оглянуться на 1930-е годы – не такой уж и новый… Впрочем, есть же такая широко известная шутка: новое – это хорошо забытое старое…

1 Комментарий для Что мешает дирижаблю

  1. Дирижабли нужнее России чем ракеты, писал Циолковский в начале ХХ века. С тех пор ситуация не изменилась. Бездорожье и погода требуют вернуться к этой проблеме, не дожидаясь, что ее успешно решат за рубежом. Нужны констркции дирижаблей, способные обеспечить монтаж и эксплуатацию новых объектов на севере и в пустынных районах.

Добавить комментарий для Примаков Юрий Витальевич Отменить ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика