Кажется, что эпоха дирижаблестроения осталась где-то в первой половине XX века. Да и продлилась, мягко говоря, недолго: для военных он слишком медленный и большой, — уже в Первой мировой войне их сбивали аэропланы. А для перевозок пассажиров слишком опасен (привет, катастрофа «Гинденбурга»), да и всяко медленнее самолета.
Но сейчас из всех утюгов приходят новости о новом дирижабле Pathfinder 1, который активно финансировал основатель Google Сергей Брин. Вроде же человек построил неслабую компанию, в серьезной дурости замечен не был. Зачем ему это нужно? Прихоть богатого или что-то большее? Давайте попробуем разобраться.
Что за проект
В 2014 году компания Planetary Ventures LLC, дочка Google, зачем-то арендовала на 60 лет 1000 гектар на территории федерального аэропорта Моффетт в южной части залива Сан-Франциско. Раньше это была авиабаза ВМС США, но в 1994 году аэропорт был передан Исследовательскому центру Эймса, подразделению НАСА.
Сумма сделки составила 1,16 млрд долларов за аренду аэродрома, частного поля для гольфа и трех огромных ангаров (так называемых эллингов), где в 1930-е годы строились и обслуживались дирижабли. НАСА была счастлива: расходы на поддержание огромной части территории, не считая действующего аэродрома, сократились на 6,3 млн долларов в год.
«Мы хотим инвестировать ресурсы налогоплательщиков в научные открытия, развитие технологий и исследование космоса, а не в поддержание инфраструктуры, которая нам больше не нужна», — сказал представитель НАСА Чарльз Болден.
Но зачем это такому IT-гиганту, как Google? Ответ знали люди, близкие к основателю Google, — Сергею Брину. Дело в том, что наш соотечественник — фанат дирижаблей в самом серьезном смысле слова. На презентации Google Glass в 2012 году даже устроили целое шоу с парашютистами, прыгающими из дирижабля над Сан-Франциско.
В 2015 Брин основал компанию LTA Research — аббревиатура от слов Lighter Than Air, или «легче воздуха» — и приступил к разработке самого большого дирижабля со времен «Гинденбурга». В 2017 году он активно набирал инженеров и конструкторов, а с уходом из Google в 2019 году он полностью сосредоточился на этом проекте, который получил название Pathfinder — «Первопроходец».
В сентябре 2023 года, как сообщило издательство IEEE Spectrum, компания получила летную лицензию: дирижабль сможет летать в пределах воздушного пространства Моффетт и Пало-Альто на высоте не более 460 метров. Неофициальная стоимость проекта — 250 млн долларов.
8 ноября 2023 года Pathfinder 1, наполненный безопасный инертным гелием, впервые поднялся в воздух за пределами ангара. В течение года предстоит провести 25 испытаний на разной высоте и условиях, прежде чем дирижабль можно будет использовать по назначению. LTA Research утверждает, что справится за 180 дней.
Кратко коснемся устройства дирижабля, если кто-то пропустил его в новостях. Здесь можно прочитать про это подробнее и покрутить 3D-модель.
Общая длина составляет 124 метра, ширина в самой широкой части — 22 метра. Чтобы конструкция всплыла вверх под действием силы Архимеда, внутри Pathfinder находятся 13 емкостей из нейлона рипстоп: водостойкого и очень прочного. Чтобы изменить высоту дирижабля, объем наполнения в мешках регулируется при помощи насосов.
Каждый мешок помещается в рамы, соединенные друг с другом — всего их 13. Одна рама состоит из 10 000 полимерных трубок, армированных углеродным волокном, а для соединения используется 3000 титановых ступиц. При этом в местах, где к каркасу крепится гондола, шасси, киль и носовая часть, ступицы дополнительно усилены. Материалы выбраны для того, чтобы сохранить прочность при меньшей массе — иначе гелию будет сложнее тянуть эту конструкцию вверх. Следовательно, Pathfinder сможет нести меньше полезной нагрузки.
В качестве материала защитной оболочки, натянутой сверху каркаса, выбран Tedlar (торговое название производителя — DuPont, примерно как с тефлоном). Это очень устойчивый к ультрафиолету, негорючий и легкий при лучших прочностных характеристиках материал из ПВФ — поливинилфторида.
За перемещение дирижабля отвечают 12 электродвигателей, которые вращают лопасти. Они установлены по бокам и в хвосте, при этом могут изменять свой угол наклона на 180 градусов — это дает возможность маневрировать дирижаблю в разных направлениях. Для их питания используются два дизельных генератора по 150 кВт каждый и 24 литий-ионных аккумулятора. В будущем Pathfinder возможно будет работать на водородном топливе, но пока что с экологией придется повременить.
Управлять дирижаблем будет один пилот из гондолы за счет изменения положения 12 лопастей и наклона четырех рулей направления в хвостовой части. Еще на каждом из 13 мешков установлены лидары: они отслеживают объем гелия, и по обратной связи от них система управления балансирует дирижабль. Точная методика измерения пока неизвестна.
Для посадки будут использоваться шасси, разработанные в сотрудничестве с Zeppelin Luftschifftechnik GmbH (да-да, той самой компанией — про них мы поговорим ниже). По словам разработчика, конструкция шасси позволит садиться практически на любую поверхность: гравий, песок и так далее. Так можно облегчить возможность доставки гуманитарных грузов в труднодоступные районы.
В чем идея проекта
Но что же двигало Брином, кроме тщеславия и любви к дирижаблям? Давайте чуть порассуждаем.
Преимущество 1. Полезная доставка грузов
Представим, что где-то произошло стихийное бедствие: землетрясение, извержение вулкана или наводнение. Нужно помочь людям медикаментами, провизией и много чем еще. Если там есть взлетно-посадочные полосы, то они могут быть повреждены или вообще уничтожены. А если мы говорим, условно, про Африку или джунгли Амазонии, там вы вряд ли найдете ВПП в ближайшей доступности. Какие есть варианты?
Можно сбросить гуманитарную помощь с самолета на парашютах или спустить с вертолета. Но в первом случае легко промазать — ценный груз потеряется или будет уничтожен. Во втором же случае (да и в первом тоже, с точки зрения размера парашюта), мы ограничены объемами транспортировки: например, рекордсмен МИ-26Т поднимал 20-тонный груз. Дирижабль Pathfinder 1 по проекту поднимает 28 тонн, а следующая модификация Pathfinder 3, больше по размеру, поднимет еще больше (сколько точно, пока неизвестно, но предполагается, что до 200 тонн). Тот же «Гинденбург» в прошлом веке поднимал 100 тонн — правда, на более легком водороде, но тут дело ограничивается только размерами.
При этом нужно учитывать дальность полета: тот же МИ-26Т при полном баке может пролететь до 800 км, а Pathfinder в текущей версии — 4500 км. То есть в случаях, когда нужно за раз отвести большой объем чего-то в труднодоступный регион и на большое расстояние, дирижабль Брина действительно может быть полезен. Но, конечно, это ни разу не замена вертолетов.
Преимущество 2. Безопасность
Пункт спорный, тем не менее зафиксируем. Pathfinder, как мы говорили выше, наполнен безопасным гелием, который не воспламеняется. Повреждение оболочки (внутри 12 прочных мешков, но об этом поговорим позже) или даже всех двигателей не приведет к тому, что он сразу грохнется на землю — скорее, аккуратно сядет.
Чего не скажешь о гражданской авиации: хотя отказ одного-двух двигателей в самолете допустим, но очевидно, что выживаемость при более серьезных поломках в авиакатастрофах практически нулевая. Причем при работе в зонах стихийного бедствия риски существенно повышаются для любых транспортных средств.
Преимущество 3. Комфорт и вместимость
Ну тут вообще спора нет: все, кто ходил в круиз на лайнере или просто плавал на яхте, знает это удовольствие, когда ты плавно скользишь по водной поверхности, не слыша звука работающих двигателей (конечно, если морская болезнь не мучает).
Теперь представьте, что вы точно так же бесшумно плывете на высоте нескольких сотен метров и наслаждаетесь сумасшедшими видами. В самолете вы, конечно, смотрите в иллюминатор — но там совсем другая высота, да и шум двигателей мешает. Про вертолет вообще промолчим: кто летал, тот знает, насколько это адский вид транспорта. В дирижаблях вы ничем не ограничены: можно поднимать те же сотни пассажиров при должных размерах и подъемной силе.
Преимущество 4. Экология и расход топлива
Мы специально поставили этот пункт последним, потому что он достаточно спорный. Конечно, пара дизель-генераторов и десяток электродвигателей в моменте будут намного меньше загрязнять окружающую среду, чем самолет или вертолет. Однако уже сейчас важно учитывать некоторые нюансы:
для работы электродвигателей используются аккумуляторы — при их производстве и утилизации тоже происходит загрязнение окружающей среды;
для производства 28,3 тыс. кубометров гелия потребуются огромные ресурсы: из природного газа добывают конденсат методом глубокой заморозки, а потом фильтруют его от примесей. На все это уходит, например, электроэнергия, которую генерируют не самые экологичные электростанции.
Теперь поговорим о недостатках — их у детища Сергея Брина тоже хватает.
Недостаток 1. Скорость и маневренность
Лопасти вентиляторов, приводимых во вращении электродвигателями Pathfinder, могут изменять свой угол наклона — это дает какую-то свободу перемещений. Но все-таки сравнивать с маневренностью того же вертолета не стоит — это разный уровень. Поэтому в критической ситуации дирижабль не сможет быстро среагировать, чтобы уйти от того же облака пепла, если проводятся спасательные работы после извержения вулкана. Это же создает проблемы с посадкой на, скажем так, «пересеченной местности».
Скорость Pathfinder заявляется до 120 км/ч. Достаточно неплохо, но все-таки уступает 250-300 км/ч у транспортных вертолетов и уж подавно — самолетам. Если вам нужно быстро добраться из точки А в точку Б, да еще и не ориентируясь на прогноз погоды (об этом ниже), дирижабль не станет разумной заменой.
Недостаток 2. Погодные условия
Очевидно, что большая площадь поверхности дирижабля испытывает большую ветровую нагрузку. И компенсировать ее никакие двигатели не смогут: при сильном боковом или встречном ветре Pathfinder не сможет зависнуть над нужной точкой или вообще до нее добраться.
То же относится, скажем, и к зоне огромных пожаров: потоки воздуха могут иметь огромную скорость, из-за чего даже иногда образуются огненные смерчи (правда, в таких условиях и вертолеты помогают с трудом). А еще из-за высокой температуры газ будет расширяться, и дирижаблю со своей задачей будет еще сложнее справиться.
Недостаток 3. Хранение
Чтобы обслуживать и хранить дирижабли, нужны огромные ангары — эллинги длиной в сотни метров и высотой десятки метров. Представьте, сколько времени нужно на подготовку полета для того, чтобы вывезти дирижабль из ангара? А на обслуживание: например, проверить поверхность «купола» на предмет повреждений и утечек? Плюс на поддержание такого огромного строения в рабочем состоянии тоже тратятся деньги — НАСА было счастливо избавиться от ангара, который арендовала Planetary Ventures. Короче, тут тоже много вопросов.
Недостаток 4. Уязвимость оболочки
Pathfinder — это, разумеется, не про военное применение. Тем не менее, если нужно доставить гуманитарный груз в зону военного конфликта, медленно движущуюся огромную цель легко повредить даже случайно. Для этого даже не нужны ПЗРК и прочие сложности: парочка дронов может серьезно нарушить целостность «купола» и привести к печальным последствиям.
То же относится и к безопасности гражданских полетов: для предотвращения террористических угроз нужна серьезная система защиты от БПЛА и все в таком духе.
Что было до этого
Теперь давайте кратко пробежимся по истории дирижаблестроения. Сразу определимся, что есть дирижабль, а есть — аэростат. Суть примерно одна и та же, но у первого есть двигатели и гребные винты, поэтому он может перемещаться и по вертикали, и по горизонтали. А аэростат может только набирать высоту или опускаться. Очевидно, что все началось с более простой конструкции.
4 июня 1783 года братья Монгольфьер провели первую публичную демонстрацию своего изобретения. Идея была простой: если нагреть воздух внутри ограниченной мягкой оболочки, то горячий газ пойдет вверх и вытеснит холодный. В этом случае плотность заполняющего воздуха станет меньше окружающего, и его начнет выталкивать вверх сила Архимеда, «действующая на всякое погруженное в жидкость или газ тело».
Продемонстрированная модель имела купол из мешковины, затянутой внутри тремя тонкими слоями бумаги. Объём оболочки в рабочем состоянии составлял 2200 кубометров, вес — 230 кг. На первой демонстрации воздушный шар, внутри которого буквально горел костер из соломы и шерсти, поднялся на высоту аж 2000 метров. Удивлению публики не было предела.
После изобретения воздушного шара в 1784 году французский офицер по имени Менье (между прочим, выдающийся математик и создатель теоремы Менье) задумал приделать к изобретению братьев Монгольфье пропеллер и рули и таким образом создать управляемый дирижабль. На основе его зарисовок и идей Жак Шарль (известный физик, автор одноименного закона) и братья Робер создали шар, заполненный водородом. Он существенно легче горячего воздуха — следовательно, и подъемная сила выше.
15 июля 1784 года состоялся первый полет управляемого аэростата. Правда, вместо гребных винтов (ну а что бы приводило их во вращение, кроме рук?) использовались весла — разумеется, они оказались бесполезны. Шар достиг высоты 4500 метров, после чего пришлось разрезать оболочку, иначе бы она лопнула: про выпускные клапаны забыли.
Но все-таки считается, что первый дирижабль жесткой конструкции создал в 1852 году французский инженер Анри Жиффар. Наполненный водородом, он приводился в движение паровым двигателем мощностью 3 л.с. и весом 160 кг. Это давало ему возможность перемещаться со скоростью около 9 км/час. Длина этой сигары составляла 44 м, самый большой диаметр — 12 м, что позволяло вместить 2500 кубометров водорода.
24 сентября 1852 года Жиффар поднялся на своей конструкции с ипподрома в Париже. Несмотря на приличный ветер, он смог при помощи рулей и гребного винта пролететь чуть больше 20 км, достигнув высоты в 1800 метров. Надо отметить, что Жиффар планировал построить дирижабль длиной 600 метров (!!!), который мог бы развивать скорость до 72 км/ч. Однако из-за ухудшения здоровья идея не была реализована.
В 1884 году был построен первый дирижабль с электрическим двигателем — он получил звучное название La France. Конструктором и вдохновителем стал инженер Шарль Ренар. Оболочка была изготовлена из шелка, пропитанного газонепроницаемым составом, и была разделена на три части перегородками. Длина составляла 50 метров, диаметр — 8 метров, объем водорода — 1869 кубометров.
Снизу на канатах крепилась гондола длиной 33 метра — для уменьшения веса она изготавливалась из бамбука. Кроме пилотов в ней помещался электродвигатель мощностью 7,5 л.с., который питался от цинк-хлорного аккумулятора весом 263 кг и вращал четырехлопастной винт диаметром 7 метров. Заряда хватало на 3 часа, а скорость достигала 2-3 км/ч.
Следующей важной вехой стала работа Давида Шварца — хорватского инженера, который в 1892 году построил дирижабль жесткой конструкции. Причем оболочку он предложил изготовить полностью из алюминия толщиной 0,2 мм, внутри которого располагались бы газовые баллоны.
Дирижабль имел длину 47 метров, диаметр 13 метров и объем 3600 метров кубических. За вращение трех винтов (основного и двух маневровых) отвечал бензиновый двигатель Daimler мощностью 13,5 л.с. Причем рулей не было: все маневры осуществлялись за счет изменения оборотов пропеллеров слева и справа, а также управлением вектора тяги.
В 1892 году Шварца активно финансировала Российская Империя, но проект не удалось запустить. В 1895 году к проекту подключилась Германия, появились деньги. В 1897 году прошли первые и, к сожалению, последние испытания. Дирижабль рухнул из-за того, что пилот испугался слишком быстрого набора высоты и стравил много водорода. Запаса не было, поэтому через несколько минут махина рухнула на землю. На счастье, никто, в том числе пилот, не пострадал, но репутация Шварца была уничтожена. Через несколько месяцев он умер от сердечного приступа.
Несмотря на неудачу, идеи Шварца многие взяли на вооружение. Например, наш великий Константин Циолковский долго пытался создать полностью металлический (даже не алюминиевый) дирижабль с объемом 500 000 кубометров. По расчетам советского «Дирижабльстрой», проект мог бы получиться. Его главные особенности:
Отсутствие водорода — Циолковский опасался его взрывоопасности, поэтому планировал использовать горячий воздух от дизельных двигателей.
Гофрированная конструкция — это позволяло изменять объем оболочки и сохранять постоянную подъемную силу при разной высоте и температуре окружающего воздуха.
Построили даже прототип, однако дальше дело не пошло — вместо этого на заводе «Дирижабльстрой» построили облицовку для станции метро «Маяковская». Кстати, металлический дирижабль сумели построить в США в 1929 году — модель ZMC-2 объемом 5720 кубометров совершила 752 успешных полета.
Но работа Шварца вдохновила еще одного важного человека — Фердинанда фон Цеппелина, который присутствовал во время неудачных испытаний. Он приобрел чертежи, на базе которых команда его конструкторов и инженеров сконструировала первый аппарат — LZ1.
Каркас имел длину 128 метров и состоял из алюминиевых профилей, сверху которых была натянута х/б ткань, покрытая лаком для прочности и газонепроницаемости. Внутри располагались 17 баллонов с водородом — суммарный объем 11 300 кубометров. Материал баллонов — прорезиненная ткань, чтобы компенсировать изменение объема. В качестве привода использовались два ДВС по 14,2 л.с. каждый. Под корпусом располагались две гондолы 7х2 метров с балластом 100 кг — его перемещение помогало изменять дифферент.
При первом испытании LZ1 развил скорость 6 км/ч, что вдвое превышало предыдущий рекорд La France с электрическим двигателем. В ходе последующих испытаний в 1900 году дирижабль развивал скорость уже до 28 км/ч.
В принципе, с этого момента и начинается недолгая эпоха дирижаблестроения. Из еще знаковых моментов: французский воздухоплаватель Альберто Сантос-Дюмон в 1901 году облетел на новом дирижабле вокруг Эйфелевой башни, что стало настоящим символом.
Дальше все развивалось быстро, несмотря на неудачи: например, все версии с LZ1 по LZ4 разбились еще во время первых полетов. Правительство Германии выделило 1,5 млн марок на развитие дирижаблестроения, и еще 8 млн марок собрали от частных пожертвований — все во имя престижа страны. Заодно после демонстрации LZ3 в 1906 году на отрасль обратили внимание военные — на тот момент Германия уже начинала готовиться к большой войне.
С 1910 по 1914 годы семь дирижаблей компании DELAG (Deutsche Luft Schiffahrts-Aktiengesellschaft, дочерняя компания Цеппелина) перевезли в общей сложности 37 000 человек за 1600 полетов. Появилась даже самая длинная на тот момент воздушная пассажирская линия Фридрихсхафен—Дюссельдорф, по которой курсировал дирижабль LZ10 Германия.
С началом Первой мировой войны три дирижабля DELAG были переданы армии Вильгельма II, а дополнительно были выпущены дирижабли, которые общее число до 18 штук (всего за время войны прошло около 80 «цеппелинов»). Вместо маркировки LZ военные модификации получили более короткие модификации Z (для армии) и L (для флота). Они сразу же показали свои преимущества: несли до 8 тонн полезной бомбовой нагрузки и развивали скорость до 21 м/с.
Подробно останавливаться на том, как происходили военные действия, не будем. В общих чертах:
В первой половине войны дирижабли действительно показали себя в деле. Их было сложно достать аэропланам из-за технического несовершенства, равно как и с земли. Например, 14 августа 1914 года LZ14 сбросил несколько тонн бомб на Антверпен: было повреждено более 1000 домов. Всего до 1916 года было произведено 161 боевой вылет, не считая разведывательных. Только в одной Англии от бомбардировок погибло свыше 500 человек.
Во второй половине войны ситуация резко изменилась из-за доработки аэропланов: увеличилась предельная высота полета, добавился синхронизатор стрельбы через винт, да и просто стали использовать более грамотную тактику налетов группами. Хотя дирижабли имели пулеметы по кругу, это уже не спасало. Потеряв 4 воздушных судна, Германия сначала перешла на ночные рейды, а потом и вовсе сосредоточилась на разведке — как на суше, так и на море.
С окончанием Первой мировой войны в гонку включились и другие страны. Период с 1919 по 1937 годы стал эрой дирижаблей-рекордсменов, а также громких катастроф. Вот лишь некоторые примеры:
Великобритания
Активно разрабатывала во время войны серию дирижаблей R33 (196 метров, объем 55 000 кубометров), однако не успела закончить. Первый дирижабль был успешно испытан 6 марта 1919 года. Через два года следующий прототип R34 совершил первый в истории перелет через Атлантику — при этом он развивал скорость до 99 км/ч. Все модели были повреждены из-за сильного ветра и списаны в утиль.
В 1929 году Великобритания создала самый большой в мире R101 длиной 237 метров и объемом 160 000 кубометров (только через 5 лет ее обогнал Гинденбург). 4 сентября 1930 году случилась катастрофа: во время перелета из-за сильного дождя оболочка размокла (вес увеличился на 3 тонны), а дальше шквалистый ветер буквально сорвал ее. Потеряв управление, R101 врезался в холм и взорвался. После этого Великобритания свернула дирижаблестроение.
США
В 1923 году США заказали фирме Zeppelin построить несколько дирижаблей для военных (немцам запрещалось иметь собственный флот по условиям Версальского мирного договора) и гражданских целей. Через несколько месяцев USS Los Angeles (ZR-3) доставили по морю из Фридрихсхафена, а в дальнейшем дирижабли производила объединенная компания Goodyear Zeppelin прямо в Америке (ближе ко Второй мировой войне осталась только Goodyear Aircraft).
В том же 1923 году был построен знаменитый USS Shenandoah (ZR-1). На корабле устанавливались шесть двигателей «Паккард» мощностью 300 л. с. каждый. Максимальная скорость составляла 97 км/ч. В 1931 году появился USS Akron (ZRS-4) длиной 240 метров, диаметром 40 метров и объемом 184 000 кубометров — он совсем немного по размерам уступал «Гинденбургу». Причем это был первый дирижабль, который работал на гелии. В 1933 году построили в дополнение еще USS Macon (ZRS-5).
К сожалению, и тут не обошлось без катастроф, даже несмотря на более безопасный гелий — все из-за плохой погоды:
USS Shenandoah в 1926 году — погибли 14 человек.
USS Akron в 1933 году в море — 73 погибших.
USS Macon в 1935 году при возвращении на аэродром Моффет — 2 погибли, 81 выжили.
СССР
Мы уже упоминали про «Дирижабльстрой» и проекты Циолковского. Но реальные устройства все были так называемого «мягкого» типа, то есть не имели жесткого каркаса и отдельных мешков с газом. Это уменьшало вес и упрощало конструкцию (а как следствие и стоимость), но не позволяло добиться больших размеров и маневренности — чтобы сохранять форму, нужно было поддерживать неизменное давление. Обычно объем газа не превышал 20 000 кубометров, а длина — 100 метров.
Первым проектом стал В-1 в 1932, после чего вплоть до 1939 года было построено еще 11 версий. Начиная с В-5 перешли на полужесткую конструкцию — частично уже появился каркас. Все благодаря приглашенному Умберто Нобиле, знаменитому конструктору дирижабля Norge N-1, совершившему трансарктический перелет в 1928 году.
С подготовкой к войне все работы по дирижаблестроению были свернуты, а после войны к ним особо не возвращались.
Германия
Даже после Первой мировой войны Германия продолжала производить дирижабли, правда уже не в военных целях. Подробнее на перечислениях всех моделей LZ дирижаблей останавливаться не будем, коснемся только самых знаковых.
В 1928 году появился LZ-127 «Граф Цеппелин» на частные пожертвования в 2,3 млн марок. Дирижабль имел длину 236 метров, максимальный диаметр 30 метров и объем водорода 105 000 кубометров, размещенных в 17 отсеках. Силовая установка состояла из пяти 12-цилиндровых моторов «Майбах» VL II с водяным охлаждением мощностью 530 л. с. каждый. Средняя полетная скорость составляла 115 км/ч.
Всего LZ-127 эксплуатировался 9 лет, и за это время:
преодолел свыше 1,6 млн км;
перевез больше 13 000 пассажиров и около 70 т грузов и почты;
143 раза пересек Атлантический океан и 1 раз — Тихий;
за 20 дней совершил кругосветный перелет, преодолев больше 34 000 км всего с тремя промежуточными посадками.
Но настоящей гордостью нацистской на тот момент Германии стал, конечно, знаменитый LZ 129. Построенный в 1936 году, он имел длину 245 метров, максимальный диаметр 51 метр и был наполнен 200 000 кубометрами водорода. Он превзошел по размерам USS Akron примерно на 5%.
На борту находились четыре дизельных двигателя Daimler LOF-6 по 1200 л.с. каждый. Дирижабль был способен поднять в воздух до 100 тонн полезной нагрузки, 50 пассажиров и разогнаться до 135 км/ч. Правда, изначально планировалось сделать дирижабль на гелии, помятуя о катастрофе британского R101. Однако из-за запрета на экспорт в США (основной поставщик гелия) остановились все-таки на более опасном водороде.
За год с небольшим дирижабль совершил 63 полета, в том числе в США и Бразилию. Но что было дальше, все хорошо знают: 3 мая 1937 года «Гинденбург» взорвался из-за утечки водорода и контакта с накопленным статическим электричеством. Жертвами катастрофы стали 36 человек: 13 пассажиров, 22 члена экипажа и один наземный работник.
По сути, после этого стало ясно: если даже гелиевые дирижабли США разбивались, то что уж говорить о тех, что работали на водороде? Проекты по всему миру быстро свернули. А вернулись к ним спустя уже много лет, как мы знаем.
Правда, надо отметить, что та же компания Goodyear Aircraft продолжала производить в США мягкие дирижабли (счет шел на сотни), как считалось, более компактные и безопасные. Их использовали в целях разведки: например, обнаружения вражеских субмарин на море. После 50-х годов дирижабли превратились больше в летающие баннеры, экскурсионные автобусы или инструменты для подготовки пилотов.
Вот здесь можно посмотреть классную подборку раритетных фотографий золотой эры дирижаблестроения.
Есть ли еще что-то похожее на Pathfinder
В завершение очень кратко коснемся современного дирижаблестроения. Пожалуй, сейчас массовым дирижаблем является только Zeppelin NT: полужесткая конструкция длиной 75 м и объемом гелия всего 8200 кубометров (про водород уже все забыли) — в 20 раз меньше, чем использовалось в «Гинденбурге». Рама сделана из армированного углепластика, из-за чего конструкция весит около 1000 кг.
Дирижабль вмещает до 12 пассажиров, может нести до 1900 кг и развивать скорость в 125 км/ч благодаря трем авиационным двигателям Textron Lycoming IO-360 мощностью 180 л. с. каждый.
Собственно, именно в сотрудничестве с Zeppelin и создавался Pathfinder. Но были попытки возродить производство огромных дирижаблей с жесткой конструкцией. Вот некоторые проекты:
CargoLifter CL160. В 1996 году в Германии появился проект по доставке огромного негабаритного груза: условных труб или строительных элементов такого размера, которые не влезут ни в какой транспортный самолет. Предполагалось, что дирижабль длиной 260 метров будет цеплять их и мягко переносить в нужную точку без монтажа подъемных кранов или сложной сборки на месте. По проекту он мог поднимать до 160 тонн груза и переносить на расстояние до 10 000 км. Ничего не получилось, зато на месте огромного ангара для постройки теперь находится парк развлечений.
Airlander 10. Дирижабль предназначался для нужд армии США: как база для БПЛА, которые бы кружили по местности и передавали данные. Он был построен в 2012 году, однако военные отказались от него из-за высокой стоимости. Судно длиной 92 метра, которое могло разгоняться до 148 км/ч при потолке полета в 6 км, превратилось сначала в развлекательную штуку («летающая задница» — фото ниже), а в 2017 году разбилось в Великобритании, в графстве Бедфордшир. К счастью, никто не погиб.
Amazon. В 2016-м Amazon запатентовала проект летающего склада — airborne fulfillment center (AFC). Если кратко: огромная парящая на высоте 14 000 метров станция, из которой грузы будут доставляться беспилотниками. Якобы поднимать она сможет до 300 тонн грузов — больше даже АН-225 «Мрия». Ну что же, пожелаем им удачи.
«Термоплан». В начале 1990-х годов еще в СССР появился проект по созданию дирижабля для доставки грузов в труднодоступные районы. Он имел форму летающей тарелки и мог по проекту переносить грузы до 40 тонн на расстоянии 2000 км. Даже построили маленький опытный образец АЛА-040, но почему-то дальше дело не пошло.
Solar Airship One. Еще немного из мира фантастики. Французская компания Euro Airship представила концепцию дирижабля будущего, созданного полностью из экологичных материалов. Днем будут работать 4800 квадратных метров солнечных панелей и питать электродвигатели, а ночью работать водородное топливо. Длина Solar Airship One составит 151 метр, объем шара — 50 000 кубических метров, а отвечать за все будет ИИ: анализировать погоду, прокладывать курс и прочее. В общем, будет здорово: строительство планируют начать в 2024 году.
Так есть ли будущее у проекта Сергея Брина и ему подобных? Кажется, что в каких-то исключительных случаях, когда нужна дальность и грузоподъемность, а «погода располагает к полетам», дирижабль — хорошая штука. Но насколько это станет на практике заменой вертолетов и самолетов, и не случится ли еще одной катастрофы вроде USS Armor (он-то тоже работал на гелии), покажет время.
А что вы думаете о проекте Сергея Брина и вообще о таком виде транспорта? Есть ли у него будущее? Пишите в комментариях!
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
-15% на заказ любого VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.
Комментарии (65)
Kudriavyi
19.12.2023 08:59Дирижабли остались во влажных фантазиях. Все любят вспоминать, что пожар на Гинденбурге явился причиной отказа от дирижаблей. Но если почитать историю других аппаратов, то можно заметить что многих из них сдуло к чёртовой матери и шарахнуло нисходняком об землю. Сильный ветер не так страшен, можно висеть, пока не стихнет (если в море не сдует), но сильный ветер вызван сильной погодой, грозами и прочей турбуленцией. И огромный баллон может просто засосать в грозу и там разорвать. А так как площадь большая, а скорость маленькая, шансов свалить от грозы очень немного. Как следствие, можно забыть применение дирижабля в условиях катастроф: ожидание погоды может быть долгим.
Безопасность современных самолётов обеспечивается в том числе большой скоростью. Можно увидев грозу свернуть и облететь её, пускай даже сделав крюк километров в 100-300. Улететь в другой аэропорт, потому что на полосе запредельный ветер для безопасной посадки.
Гелий, когда наполняешь шарик, очень даже дёшев, а вот наполнить огромный баллон дирижабля становится накладно. Есть ещё один неприятный аспект: гелий просачивается через любую поверхность, так что баллон придётся постоянно пополнять. Но и это ещё не все, так же воздух попадает в баллон через поры и отравляет гелий, так что через какое-то время его придётся поменять весь.
Пишу это как человек, который 10 лет летает на параплане (медленном матрасе с веревочками). Из-за максимально скорости в 45-50 км/час обладаю огромным количеством ограничений по погоде. Больше - только тепловые аэростаты, потому что они вообще вперёд не летят. И гроз в непосредственной близости я боюсь.
LIKES
19.12.2023 08:59А если скрестить ежа с ужом может выхлоп побольше будет? Грубо говоря прифигачить к дирижаблю крылья с турбореактивными двигателем, форму чуть более чем аэродинамическую чтоб от ветра меньше страдал. Итого в плюсе скорость, устойчивость и грузоподъёмность.
domix32
19.12.2023 08:59Тут возникает вопрос о жёсткости корпуса на таких тягах, плюс управлять расширением газа в таких условиях будет заметно сложнее, плюс охлаждать двигатели надо как-то, чтобы оно на расширение газа опять же не влияло. Удельный вес топлива опять же учитывать надо будет.
iRumba
19.12.2023 08:59в целом, почему бы и нет, но насколько мне известно, чтобы эти же реактивные двигатели нормально работали в самолетах, им нужно сначала разогнаться. Вроде воздух, который попадает в двигатель спереди, нужен для работы. Но это не точно.
А еще крылья были бы отличным парусом для ветра. Дирижабль просто вертело бы вокруг оси ветром :)
Поэтому крылья надо было бы делать складными.
Да и из-за веса двигателей (и топлива для них), грузоподъемность была бы ниже.
Короче выглядит утопическим, как по мне )
RamZesIV
19.12.2023 08:59135 кмч у дирижаблей вековой давности недостаточно для ухода от грозы? Думаю, современный дирижабль может идти на крейсере 160, дальше будут сложности с вибрацией, прочностью конструкции, ресурсом, шумом. Полёт из Нижневартовска в Уфу на такой скорости займёт 9 часов. Насколько высока вероятность появления в нашей местности за это время ураганного шторма? Я такого вообще не припомню, хотя в интернете сорванные в ХМАО крыши видел. Есть погодные радары и метеоспутники. 20 тонн - это около 130 человек вместе с креслами, системами обеспечения и багажом. 200 тонн - это по количеству пассажиров состав из 20 вагонов. Пассажирский поезд по тому же маршруту едет 36-40 часов и в период отпусков билетов не купить. Вопросы с безопасностью решаемы так же, как они давно решены для полётов на высоте 10 км со скоростью 900 кмч. При современном развитии технологий и материалов. При современном развитии материалов уже вторая фирма успешно запускает многоразовые ступени ракет. Железнодорожные ветки в стране не строятся, автомобильные трассы развиваются только на исконно русских территориях, три четверти страны не развиты. Дирижабли могли бы быть спасением. Особенно в нынешних условиях. Вопрос только в рентабельности. Я бы за возможность полетать с такими видами доплатил.
vvbob
19.12.2023 08:59С другой стороны, Цесна 172, один из самых популярных самолетов малой авиации, крейсерская скорость - 226 км/ч, для посадки подойдет любое более/менее ровное и длинное поле Трех человек (с небольшим багажом) довезет по этому маршруту намного быстрее. Причем в сравнении с дирижаблем не стоит практически ничего. Его и купить можно дешевле и содержание его обходится в копейки. И виды там шикарные из кабины, и безопасность на уровне - аэроплан очень надежный, и в случае проблем сесть может куда угодно практически.
Ну или тот-же "кукурузник", АН-2, там уже народа побольше может лететь и груз перевезет больший.
В общем, как по мне, дирижабль годится только как развлекательный аттракцион, в плане перевозки пассажиров и грузов он с "нормальной" авиацией конкурировать не может.
RamZesIV
19.12.2023 08:59Вы сами в кукурузнике летали? ) Я летал. Впечатлений на всю жизнь нахватался. В нём даже криком общаться тяжело. И в сессну я бы сесть не рискнул, не внушает доверия.
vvbob
19.12.2023 08:59На кукурузнике не летал, летал на всяких самолетиках типа Цесны, на планерах, из малого если.
АН-2 старый уже, сейчас есть и потише самолеты.
Баллон с газиками вам больше доверия внушает? Это все предрассудки, в плане безопасности малая авиация это очень хороший транспорт, уж точно безопаснее автомобилей. Страх пройдет довольно быстро, как по мне на этих самолетиках аэрофобия лечится лучше чем на больших лайнерах. Там обычно пассажиры не видят и не понимают что происходит, оттого и страх, на маленьких все по другому.
Хочу, кстати, в следующем году на PPL учиться, если очередной год не подложит какую-либо свинью, конечно..
Kudriavyi
19.12.2023 08:59А если добавить встречный ветер в 50 км/час, то полет будет 13 часов (понятно, что с попутным ветром будет 7 часов, но вы сами будете объяснять пассажирам, почему сегодняшний рейс перенесен на завтра, так как завтра ветер в нужную сторону) против 2 часов на современном самолете.
Проблема развития инфраструктуры не в том, что нет дирижаблей, а сильно в другом. И дирижаблям тоже нужна инфраструктура. Пассажирское сообщение не организовать от окрестного поля, там надо будет оборудовать площадку, строить эллинги, что сопоставимо со строительством малого аэродрома.
А в самой большой стране мира малая авиация уничтожена почти полностью, и там, где летом нет дорог, оставшиеся энтузиасты летают партизанами. В павильоне Космос пишут, что Коктебель и гора Клементьева - мекка отечественного планеризма и даже сам Королев начинал там свой путь (влетел в трубу в 15 лет на планере), а на деле выгоняют оставшийся дельтаклуб оттуда и закрыли аэродром на горе. Так что пожелаю только успехов дирижаблям на этом поприщеRamZesIV
19.12.2023 08:59Создание инфраструктуры будет стоить несопоставимо дешевле даже просто приведения в порядок железнодорожной ветки Нижневартовск - Тюмень. Нестабильное время полёта можно потерпеть, есть ради чего. Может где-то кого-то и выгоняют, а под Уфой аэродром малой авиации Первушино на месте, снимал там рекламный материал про авиационное топливо. Если окупается реклама авиационного топлива, значит всё в порядке.
Arhammon
19.12.2023 08:59Я еще понимаю когда в 80х, 90х возились с реинкарнацией дирижаблей, то в 2023 с развитием дронов - доводы может сесть в любом уголке в случае гуманитарной катастрофы смотрятся совсем неубедительно. Логистическая цепочка самолет - вертолет - дрон, организуется быстрее чем притащить куда-то еще не существующий дирижабль...
domix32
19.12.2023 08:59У дронов кажется удельная грузоподъемность очень плохо скалируется с увеличением размеров батарейки. И дальность оставляет желать лучшего.
saege5b
19.12.2023 08:59Забыли добавить про проблемы с плавучестью: если сбросить груз, дирижабль станет легче на массу груза, и пока дирижабль резво взлетает, нужно быстро-быстро убрать избыточную подъёмную силу.
Или, очень надёжно заякориться заранее.
Radisto
19.12.2023 08:59Дирижабль в принципе сбрасывает массу: он расходует топливо на свои тысячи лошадиных сил и в процессе полета становится легче. Гелий или сжимать придется или стравливать в атмосферу. И то и то дороговато
EugeneH
19.12.2023 08:59Дирижабли прошлого века для компенсации расхода топлива конденсировали атмосферную влагу в балластные ёмкости.
Opaspap
19.12.2023 08:59А почему просто объем газа компрессором не сжать ? Просто в меньшую оболочку (можно даже тросами менять ее объем) например внутри, это не сложно, не жидкость поди. Рыбы вообще свой газовый пузырь сжимают для изменения плавучести, странно если дирижабли так не делали.
Radisto
19.12.2023 08:59Рыбы не сжимают пузырь. У них и мышц, достаточных для этого, нет. Газ, как правило, просто растворяется в крови или выделяется из нее. Процесс небыстрый, поэтому в это время рыбы работают плавниками, а быстрые рыбы, которые не могут себе этого позволить, имеют меньший пузырь либо как акулы и гигантские кальмары (и глубоководные батискафы) используют несжимаемые поплавки (акулы - жир в печени, кальмары - соли аммония)
Активно управляет плавучестью каракатица, но у неё жесткий поплавок-раковина, в котором давление ниже чем вокруг и в принципе может быть даже ниже атмосферного. Поэтому жесткая камера, иначе ее раздавит. Эти животные в принципе наполняют поплавок вакуумом, который как известно легче водорода, а газ в этой полости - побочный процесс, он выделяется из тканей. Но даже у каракатицы этот механизм работает до не очень большой глубины, а в воздухе, боюсь, вообще работать не будет - нет достаточно прочных и одновременно легких материалов
Opaspap
19.12.2023 08:59Вот смотрите, я беру насос и сжимаю его мин в полтора раза просто руками, что мешает сжать газ в два раза компрессором просто в балон который вместо 1атм (или сколько держит весь этот большой балон) держит 2 ?
ZalmanRZ
19.12.2023 08:59Когда за 1 литр, то просто, когда это дирижабль то объем работы немного больше. И на это нужна энергия, требуется время и требуется оборудование которое то же имеет вес и будет ограничивать полезную нагрузку.
Второй момент вы сжимаете воздух, у него одни характеристики по сжимаемости, у гелия другие. И энергетические затраты на сжатие далеко не в пользу вашего метода, потому им не пользуются.
А сам балон держит ненамного больше атмосферы, там каждый грамм на счету.
Radisto
19.12.2023 08:59Еще была красивая идея использовать газ в качестве топлива: тканевый газгольдер при атмосферном давлении и блау-газ с плотностью, равной плотности воздуха. Его можно тратить, не изменяя плавучести
ilriv
19.12.2023 08:59Не надо топлива, надо покрыть верхнюю поверхность дирижабля гибкими фотоэлементами и летать на электротяге. В облачную погоду придется подниматься на 3000 метров.
select26
19.12.2023 08:59Посчитайте вес фотоэлементов необходимой мощности для приведения в движение такого гиганта.
Просто посчитайте. Это не сложно.ilriv
19.12.2023 08:59Вы так говорите, как будто уже посчитали и у вас получился какой-то запредельный вес.:)
Гибкий фотоэлемент номинальной мощностью 6 Вт имеет вес 12 г. Нам нужна мощность около 1 500 000 Вт ("В том же 1923 году был построен знаменитый USS Shenandoah (ZR-1). На корабле устанавливались шесть двигателей «Паккард» мощностью 300 л.с. каждый. Максимальная скорость составляла 97 км/ч"). То есть потребуется 250 тысяч фотоэлементов * 12 г = 3 тонны. Площадь фотоэлементов составит 6400 квадратных метров (200 x 32 метра).
USS Shenandoah брал на борт 16.7 тысяч литров топлива: "Fuel for the engines was supplied by 40 fuel tanks, with a total capacity of 4,424 gallons".
То есть USS Shenandoah приходилось загружать 13 тонн топлива, что значительно больше наших 3 тонн. А вместо 6 двигателей "Паккард" мы возьмем на борт большую литий-ионную батарею чтобы не зависеть от солнца.
AlexSpirit
19.12.2023 08:59Ваши фотоэлементы будут вырабатывать 6 ватт только под углом 90 градусов к Солнцу. И то первые пару лет. Каковой планируется форма вашей фотопанели и как планируется постоянно держать её под углом в 90 градусов к солнышку ?
Ваша батарея будет весить:
Требуемый запас энергии в вт*ч*12 часов. = 1 500 000 * 12 = 18 000 000 вт*ч
18 000 000 вт*ч / 300 вт*ч/кг = 60 тонн.
Если же мы планируем заряжать батарею от нашей панели, то размер панели надо увеличить в 2.1 раза. Если нет, то на кой она тогда вообще нужна ? Заменять блок батареи раз в 12 часов в заранее заданных точках маршрута будет куда проще и стабильнее, чем зависеть
от ветра в парусахот отсутствия облаков на маршруте и зимнего, короткого дня.ilriv
19.12.2023 08:59Вы так говорите, как будто транспортное средство с двигателями номинальной мощностью 1500 кВт всегда развивает 1500 кВт Но это не так. Для движения с постоянной скоростью ему достаточно 200-300 кВт Остальное - резерв мощности для ускорения и движения в сложных условиях (например против сильного ветра).
Поэтому ориентируйтесь не на 1 500 000 Вт, а на 200-300 000 Вт. Соответственно фотоэлементы будут работать на 15-20% от их номинальной мощности. Так что не надо ничего держать под углом к солнцу, энергии будет достаточно. А для резерва мощности как раз пондобятся батареи.
AlexSpirit
19.12.2023 08:59Вы ошибаетесь, транслируя свой жизненный опыт автолюбителя в мир авиации. Это в легковых автомобилях большую часть времени двигатель работает выдавая 20% мощности. В авиации всё строго наоборот. Большую часть своей жизни авиадвигатель проводит в режимах около 80% от максимальной мощности. Большая часть гражданских самолётов, при падении мощности ниже 45%, начинают терять высоту. При отказе одного из двигателей в 2х моторных самолётах на взлёте, второй приходится выводить в чрезвычайный режим (он же "чрезвычайный форсаж"), после которого двигатель идёт в капиталку или под списание. В этом режиме ресурс двигателя 2-3 минуты, при росте тяги менее 10% от форсажного. Но запаса запаса тяги так мало, что приходится разменивать двигатель на эти 10%. На 300 квт мощности дирижабль конечно не упадёт и будет лететь дальше, но хвостом вперёд. Его просто ветром будет сдувать. Ибо ZR-1 даже в режиме полного газа в 1500 л.с. суммарной мощности, развивал скорость менее 100 км в час. И к стати, весил он весь, целиком, с двигателями, примерно вдвое легче одной нашей гипотетической батареи.
ilriv
19.12.2023 08:59Почему вы считаете что в плане использования дирижабль ближе к самолёту, а не к автомобилю? Дирижабль и автомобиль не тратят мощность на поддержание высоты. Падение тяги не грозит им катастрофой. А самолёт вынужден тратить мощность именно на удержание высоты, движение вперёд идёт уже бонусом. В этом кардинальное отличие самолёта от дирижабля и автомобиля.
При падении мощности на 45% дирижабль и автомобиль будут двигаться на 20% медленнее. Но 100 км/ч, а 80 км/ч. Ничего страшного не произойдёт, никакого "движения хвостом вперёд" или потери высоты.
Батарею мы уже обсудили - не нужна никакая гипотетическая монструозная батарея.
AlexSpirit
19.12.2023 08:59Конечно он почти (есть ещё постоянные восходящие и нисходящие потоки) не тратит энергии на удержание высоты, но вот только он тратит энергию на преодоление ветра. А на высоте, над облаками, ветер значительно сильнее чем у земли. В Европе например среднегодовая скорость ветра на высоте 2км - 25 километров в час. И при 45% мощности скорость будет 75, а не 80. Да и что нам это даст ? Ну будет Ваша батарея весить не 60 тонн , а 25. Толку то. Грузоподъёмность ZR-1 была в районе 2 тонн. Даже если мы уберём двигатели и топливо, подъёмной силы всё равно не хватает.
NickDoom
19.12.2023 08:59Мелкие гибриды блимпа с тейлситтером интересны тем, что от них жужжания меньше, чем от чисто коптерной схемы, да и страдают при соударениях друг с другом они меньше. То есть для курьерской доставки мелочей может быть даже лучше, чем эта вот гигантомания. На взлёте/посадке потребуются полные обороты, но на курсе подключится подъёмная сила от аэродинамичной формы оболочки и можно будет снизить обороты и, соответственно, шум, чтобы курьерская служба не превратила небо в полный стадион вувузел.
ardel83
19.12.2023 08:59А почему не рассмотрена одна из важнейших проблем большегрузных дирижаблей: избыточная подъемная сила после выгрузки груза? Вот привезли вы 100 тон груза, скинули его на землю и у вас высвободилась колоссальная подъемная сила. Как от нее избавляться? Что делать с излишнем газом? Сжимать, стравливать в атмосферу? Сколько это будет стоить?
konst90
19.12.2023 08:59Можно загрузиться балластом, благо сотня кубов любой воды зачастую не является большой проблемой. Достаточно кинуть шланг в ближайший водоем или водопровод.
K0styan
19.12.2023 08:59Придётся очень быстро загружаться балластом - или наоборот, пропорционально медленно разгружаться. Ну и универсальность применения в случае неподготовленных площадок резко падает
Griggon
19.12.2023 08:59Я бы полетал на таком. Учитывая что дирижабли при наборе большой высоты еще и перемещаться быстро могут, вполне могли бы заменить самолеты.
Batalmv
19.12.2023 08:59Стремная штука.
С одной стороны понятно почему. "Плавать" в воздухе можно по сути почти бесплатно, а вот с другими летательными аппаратами такой фокус не пройдет. Либо надо быстро лететь (самолет), либо быстро вращать лопасти (вертолет). На оба процесса накладывается требование тратить много топлива, что сразу требует быстро полусать отдачу, либо топливо будет улетать в трубу впустую. А тут - держишься в воздухе потом у что весь из себя такой легкий :)
С другой стороны - легкий объект сильнее подвержен влиянию среды, которая сама очень даже подвижна, и что более печально - неравномерно подвижна. Т.е. может получиться, что дирижабль летит как воздушный шарик. Вроде и летит, но туда, куда дует ветер :) Но это не очень значимое достижение :) Подводные лодки тут в более выгодном положении, так как на глубине движение воды не такое сильное.
Рулить как подводной лодкой тоже не выйдет. Воздух намного менее плотный, а скорость маленькая.
-----------
Важным моментом является грузоподъемность :) Конечно легко обещать 200 тон, но пока имеем 28 тон, что по сути равно среднему транспортному самолету. Чтобы нести 200 - надо стать больше в 7 раз, при этом сохранить все остальные пропорции, что не так уже и легко. А шары то нет, так как грузоподъемность происходит от подъемной силы, а та - от объема дирижабля. Грубо говоря, это надо увеличить все размеры в два раза. Т.е длина будет хорошо так за 200+ :)
Ну и такой момент. Обещают высокую дальность полета, типа 4000+ тыщи км. Но это уже до фига. Он же не самолет. При скорости в 100 км в час - это почти двое суток непрерывного полета. Тут и людей больше надо, так как банально столько за "баранкой" не высидеть. И комнаты, где поспать.
Я думаю, что полетит ... ну а чего бы ему не полететь. Но вот найдет ли он свою нишу для грузоперевозок - ХЗ. Если что-то очень габаритное - то наверное да. Тут плюс в том, что он банально может довезти груз прям в точку, без сложных "перепаковок". Это реально да. Но тоже ведь не всегда. В городской застройке не вариант, а часто надо именно туда. В горах - удачи с ветрами там :)
Но молодцы - есть деньги, пробуют
vibornoff
19.12.2023 08:59Чтобы нести 200 - надо стать больше в 7 раз
Он внутри условно пустой, так что надо стать больше лишь в 3,66 раза. Закон куба-квадрата.
С такой математикой возможно есть ниша для дирижаблей-сверхгигантов, которые заменили бы неторопливые трансконтинентальные сухогрузы. Если делать их полностью беспилотными, дорогой гелий можно заменить дешевым водородом. От этого же водорода можно по ночам питать энергоустановку. А если использовать высотные воздушные течения — вообще интересная экономика может выйти.
Batalmv
19.12.2023 08:59Ну давайте смотреть математику
Подъемная сила пропорциональна объему, которые есть третья степень от линейного размера. Если увеличиваем полезную массу с 28 тон до 200, то при сохранении пропорций надо увеличить объем в 7 раз (приблизительно). Т.е. стать больше в 7 раз.
Увеличение объема в 7 раз ~= увеличению линейного размера в два раза, о чем я и написал
Или я туплю где-то
-----------
Водород - ну такое. Если что, есть плюс - никто не будет мучиться :)
----------
Течения - ну так и сейчас самолет может к приборной получить +100 чисто засчет ветра на высоте. Но с тем же успехом и -100. Просто лететь то надо сейчас
------------
Трансконтинентальные суда берут на борт 10000+ контейнеров, или 200+ тыщ тон, если это балкер на изи :) Ну такая себе замена :)
vibornoff
19.12.2023 08:59увеличению линейного размера в два раза
Да, всё так, но площадь оболочки вырастет как квадрат линейного размера. Но то такое, оценка всё ещё слишком оптимистична, ведь с кратным увеличением точечной на неё нагрузки (подвешенного полезного груза) вырастут и требования к несущей способности оболочки, что потребует её толщину хитрым образом профилировать под распределение растягивающих и сжимающих сил.
Был тут замечательный цикл статей, "Цивилизация Пружин", и в нём приводились некоторые соображения по массовому совершенству несущих конструкций. В частности, было такое утверждение: экономически эффективный самосвал может увезти груза столько, сколько весит сам (т.е. коэф. массового совершенства ~1), а выполненная на острие научно-технического прогресса ракета потянет в 30 раз больше собственного сухого веса.
Полагаю, дирижабль по своей геометрии и инженерным подходам к конструированию всё же ближе к ракете, чем к самосвалу, а также учитывая, что ракеты ныне массово производятся тем же SpaceX, можно с умеренным оптимизмом утверждать, что дирижабль-сверхгигант с Q ~10 технически осуществим по цене порядка суммарной стоимости ракет такой же плюс-минус суммарной грузоподъёмности.
Edit
Дирижабль грузоподъемностью 200 тыс. тонн таким образом сам имел бы сухой вес в 20 тыс. тонн, и при заправке водородом имел бы объем ~260 млн. кубометров. Если бы он был шарообразным, то его диаметр был бы около 800 метров.Выгода от такого "контейнеровоза" была бы в том, что гавань для приема не обязана находиться на побережье.
Batalmv
19.12.2023 08:59Полагаю, дирижабль по своей геометрии и инженерным подходам к конструированию всё же ближе к ракете, чем к самосвалу, а также учитывая, что ракеты ныне массово производятся тем же SpaceX, можно с умеренным оптимизмом утверждать, что дирижабль-сверхгигант с Q ~10 технически осуществим по цене порядка суммарной стоимости ракет такой же плюс-минус суммарной грузоподъёмности.
Вы забыли о топливе. Ракета - наоброт, люто неэффективная по этому показателю конструкция. Так как в ней условно 95, а то и все 98% - топливо. А полезная нагрузка болтается где-то в районе процентов. По памяти пишу, проверять лениво, да и не важно.
Плюс на ракету влияет физика (шучу, она на все влияет), но в силу реактивности, закон Циолковского обойти низя :) Именно в силу особенности получения ускорения для ракеты.
Поэтому - сорян, никакого сходства :)
---------------------------------
Сухая масса - тоже важна, но больше именно для самолетов и кораблей. Так как там, при том же балансе сухого веса и остального (это легко узнать, просто сравнив полную взлетную массу и сухую) можно играться топливом и остальным полезным весом. Дирижабль ближе именно к кораблю, так как он "плавает" и у него почти нет проблем с аэродинамикой, по сравнению с самолетами, и требований к перегрузкам. Для него объем прямо пропорционален массе, что почти аналогично кораблям, где есть водоизмещение и возможность впихнуть полезное в остаток сухой массы.
Но плотность воздуха на порядки меньше, поэтому задача для корабля намного проще :) Небольшой объем подводной части дает большую массу водоизмещения и оставляет кучу места для остального. Главное не пролюбить остойчивость
А у дирижабля надо просто немеряно объема, чтобы накопить хоть сколько нибуть полезной массы :)
vibornoff
19.12.2023 08:59Вы забыли о топливе. Ракета <…> неэффективная <…>. <…> в ней <…> 98% — топливо.
Так то оно так, да только ракету я рассматривал не как транспортное средство, а с лишь точки зрения эффективности (массового совершенства) её конструкции.
Что ракета, что дирижабль — суть бочка под давлением, которая конструктивно обязана выдерживать это самое давление плюс вес нагрузки (у ракеты вес топлива является нагрузкой на её сухую конструкцию), да плюс нормативные перегрузки.
Так вот, люди таки научились делать конструкцию ракеты такой совершенной, что она выдерживает нагрузки в 30 раз больше своего сухого веса.
Теперь про дирижабли. Вы совершенно верно заметили, что при масштабировании грузоподъемности дирижабля в 8 раз его линейные размеры увеличатся в 2 раза. Я лишь дополнил, что дирижабль состоит в основном из оболочки, а её площадь растёт как квадрат линейных размеров (а также её вес, ведь она не нулевой толщины). На самом деле даже быстрее чем квадрат, т.к. каждый дополнительный килограмм веса оболочки потребует дополнительный объем дирижабля чтобы эту оболочку поднять. Но точно медленнее чем куб. Зависит от удельной прочности оболочки (прочность на разрыв отнесённая к плотности).
Мне было интересно, какого размера дирижабль возможно построить на текущем уровне развития технологий и при каком размере это ещё будет экономически эффективно, если использовать дирижабли для трансконтинентальных контейнерных перевозок.
Почему именно для контейнерных перевозок? Потому что все остальные ниши уже заняты другими летательными аппаратами. А тут тебе и потенциальный рост эффективности логистики, и новые рынки, ведь люди живут на суше, а просто суши на нашей планете гораздо больше чем суши граничащей с морем.
Edit
Но и в качестве супер-яхты тоже годно. Покупатели точно найдутся. Только заправлять придётся гелием. Не уверен, правда, что на земле есть столько гелия (мировое производство ~100 млн. кубов, как раз на 1/3 контейнеровоза хватит).Edit2
Интересно, насколько сильно бабахнет, если в эти расчетные 260 млн. кубов водорода попадёт немного уличного воздуха и потом это всё радостно сдетонирует? 2800 ТДж тепла это не шутки :DBatalmv
19.12.2023 08:59Так вот, люди таки научились делать конструкцию ракеты такой совершенной, что она выдерживает нагрузки в 30 раз больше своего сухого веса.
Основная совершенность конструкции ракеты - в двигателе, в котором температуры гуляют за 2000+ градусов, а он выдерживает. Ну и еще в насосах, чтобы топливо подавать, и еще много где :)
Хотя да, задача остаться целой, будучи наполненной до краешков тоже сложная. Но далеко не самая главная.
Ну и для дирижабля нагрузки намного меньше, в виду того, что скорость и ускорение просто не сравнимы.
Человечество такие штуки научилось делать больше 100 лет назад, когда ракетостроение еще даже в формулах не было (или уже было?)
Почему именно для контейнерных перевозок? Потому что все остальные ниши уже заняты другими летательными аппаратами.
Есть негабарит :) Некоторые даже строят специальные самолеты под такие задачи (Airbus Beluga - Wikipedia ), но там все равно ограничения по фюзеляжу существенные
Но точно медленнее чем куб.
Скорее всего дирижабли большого объема можно будет хранить только в "надутом" состоянии, так как иначе конструкция будет банально не выдерживать собственный вес. А тут либо без утечек, либо бесконечная подкачка :)
Кстати, я не скажу за все ракеты на жидкостном топливе, но для некоторых этот прием также использовался точно. Иначе не получается создать конструкцию, которая не развалится сама по себе. Только внутреннее давление. Но с ракетой проще в том смсле, что ее сделал, запустил и все. А дирижабль жалко разваливать так быстро :)
И еще, надувая для устойчивости конструкции, мы увеличиваем плотность и уменьшаем подъемную силу. Поэтому тут тоже "пичалька". Ракете все равно, так как она летит на реактивной тяге. Ей бы Циолковского преодолеть, не развалиться и не потерять управление. А с дирижаблем такой финт не пройдет, так как ему надо "плавать". Т.е. если вы возьмете простой мяч и качнете его больше чем на атмосферу, даже его внутренее содержимое станет тяжелее воздуха у земли, так как в том же объеме воздуха будет "больше". Поэтому тут этот финт из ракетостроения не пройдет
Dr_Faksov
19.12.2023 08:59А почему все рассматривают либо чистый водород, либо чистый гелий? Если мне память не изменяет, то при примешивании к водороду какого-то количества гелия (вроде четверти или трети) водород перестаёт гореть.
vorphalack
19.12.2023 08:59Водород - ну такое. Если что, есть плюс - никто не будет мучиться :)
Гинденбург намекает, что будут...
Dr_Faksov
19.12.2023 08:59Я хочу заметить, что на разных высотах ветер дует в разных направлениях. Иногда - в противоположных. Вопрос - найти нужную высоту.
Radisto
19.12.2023 08:59Мне кажется, самая реальная для них ниша: воздушная яхта для миллиардеров. Они все равно миллионы вышвыривают на пафосные лодочки. А тут и понты, и яхта, которая может "плыть" вообще везде, хоть через Сахару, с роялем и фотомоделями
K0styan
19.12.2023 08:59Для этого надо их в моду ввести. Нетривиальная и неалгоритмизируемая задача...
vvbob
19.12.2023 08:59Связка самолет + вертолет, решает все проблемы дальности и отсутствия ВПП. Самолетом быстро и в больших количествах можно перебрасывать грузы на большие расстояния, вертолетами доставлять их в любую точку, даже туда где и вертолет сесть не сможет - разгружать с внешней подвески или на висении из самого вертолета.
ИМХО дирижабль это тупиковая ветвь, максимум на что пригоден - как аттракцион для развлечения, ну еще может быть платформа для длительной разведки или патрулирования местности, ретрансляторы еще можно размещать, правда тут он будет со спутниками конкурировать.
vorphalack
19.12.2023 08:59правда тут он будет со спутниками конкурировать.
ниша разная. спутник, любой, это outdoor coverage, а тут на высоте километра над территорией можно спокойно делать indoor. причем в данном случае речь будет идти о дирижабле размером в первые десятки метров, пожалуй.
vvbob
19.12.2023 08:59Привязывать только надо, а то унесет к чертям :)
K0styan
19.12.2023 08:59Ну вот да. Аппарат легче воздуха в сценариях, в которых надо просто как можно дольше болтаться в небе, по определению выгоднее тяжёлых. Но если так задачу ставить, то нужен не дирижабль, а аэростат с активной коррекцией точки висения.
vvbob
19.12.2023 08:59Вот насчет "по определению" как-то есть сомнение у меня. Да, все эти аппараты легче воздуха не тратят энергию на то, что-бы висеть в в воздухе. Но, зато, им придется немало тратить энергии на то, что-бы висеть над одной точкой земли, в сценарии использования в качестве ретранслятора. Либо его надо привязывать к этой самой земле, но тут возникают уже другие сложности и ограничения - нужен прочный и не слишком тяжелый трос, этот трос может создавать помехи для полетов (не зря ведь в войну аэростаты использовали для создания помех бомбардировщикам). Может оказаться, что какой-либо дрон, с солнечными батареями, большими крыльями, с хорошим аэродинамическим качеством, будет экономичнее и дешевле сам по себе.
vorphalack
19.12.2023 08:59дрон такого класса ночью будет бесполезен, никаких аккумов не хватит.
vvbob
19.12.2023 08:59Считать надо. Сейчас есть очень хорошие аккумуляторы и очень совершенные планеры с высоким аэродинамическим качеством. На крайний случай можно оснастить такой дрон двигателем, что-бы ночью поддерживал его полет. Можно его подзаправлять в воздухе, в общем да, есть свои сложности, так их и у аэростатов (дирижаблей) хватает - им точно так-же нужно топливо или емкие аккумуляторы, что-бы ночью не унесло куда-либо далеко.
nehrung
19.12.2023 08:59Кажется, существует схема весьма узкого применения, в которой некоторые недостатки дирижаблей удаётся преодолеть. Я имею ввиду перевозку воздушным путём больших объёмов природного газа. Он несколько легче воздуха - значит, может летать. Никакой грузоподъёмности не требуется, поскольку наполнитель и есть груз (а если паче чаяния какая-то грузоподъёмность и обнаружится, можно возить попутные грузы). Нет срочности в доставке - значит, не требуется большая скорость и строгий маршрут. Экипаж может составлять 1...2 человека, мощность мотора - минимально необходимая, топливо - сам перевозимый газ. Есть предпосылки для движения караваном, тогда экипаж нужен только для головного воздушного судна.
Правда, баллон такого дирижабля придётся каким-то образом делать складным, дабы обеспечить переправку из места финиша обратно в место старта. Но надеюсь, это проблема решаемая.
ilriv
19.12.2023 08:59Плотность природного газа 0.657, сжиженного газа - 450 кг/м3. То есть придется сделать 700 рейсов газового дирижабля вместо одного рейса танкера со сжиженным газом (который имеет габариты 300 метров в длину и 50 метров в ширину). Танкер может привезти 20 тысяч тонн сжиженного газа за неделю, а дирижабль будет мотаться туда-сюда несколько лет чтобы привезти такое же количество газа (30 млн кубометров).
AndrewAtResearch
19.12.2023 08:59Танкером на большие расстояния, дирижаблями - мелкий опт недалеко от порта.
Далее - пакетами
ilriv
19.12.2023 08:59Мелкий опт газа - это баллоны опять же со сжиженным газом. На газовых автозаправках - также сжиженный газ. Есть ли смысл везти его в газообразном виде и затем сжижать?
vagon333
19.12.2023 08:59Конечно экзотика, но рядом с домом паркуется Goodyear. Сегодня на прогулке видел.
Вполне себе летает последние 40 лет. Засветился в фильме Flight of the Navigator.
https://visitpompano.com/see-do/goodyear-blimp-base/
Vsevo10d
19.12.2023 08:59Зона военных конфликтов? Дирижабля может затроллить до рапидной неконтролируемой посадки любой гражданский бухой идиот с нарезным, которых целый африканский континент и довольно в обеих америках.
Гелий - так вообще невозобновляемый ресурс (будучи добыт, он потом улетает в верхние слои атмосферы и улетает в космос одним из первых, это вам не вода, которая обратно дождем выпадет).
Про ветер и трудности его преодоления вообще молчу.
В сухом итоге даже классические деревянные парусники практичнее как вид транспорта - они не так сильно уступают теплоходам, как дирижабли - любому другому воздушному транспорту.
Dr_Faksov
19.12.2023 08:59А летать в облаке вулканического пепла - никем не перекрываемый плюс дирижабля. Ибо поставить два мощных фильтра для двух двигателей, с возможностью их очистки в полёте - задача вполне рядовая. Другое дело - как часто так надо летать.
Ну и вывоз дирижабля из эллинга занимает время не больше чем выкатывание самолёта сравнимых размеров. Всё давным- давно отработано. Система рельсовых путей и электрических тележек-якорей прекрасно с этим справляют.
wifage
19.12.2023 08:59Для переброски конструкций до 500 тонн очень бы пригодились. Отлить из монолита каркас коттеджа на заводе это -50 процентов стоимости. Нет огромных капитальных затрат на строительство. Хотя при появлении модульных грузовых платформ на основе квадрокоптеров с нормальными источниками энергии конкурировать не смогут.
Abwindzentrierer
19.12.2023 08:59А если мы говорим, условно, про Африку или джунгли Амазонии, там вы вряд ли найдете ВПП в ближайшей доступности. Какие есть варианты?
Ещё сложнее в Африке или джунглях Амазонии найти в радиусе двух тысяч километров ангар с дирижаблем :)
ilriv
19.12.2023 08:59Оптимальным применением дирижабля может оказаться гибрид дирижабля с теплоходом или поездом для отдалённых регионов. Представьте: караван дирижаблей плывёт над рекой/морем/железной дорогой, его буксирует теплоход/тепловоз и надувает тёплым воздухом от своих дизелей. Проблема по сути одна - парусность. Сильный порыв ветра может сдёрнуть дирижабль, несмотря на наличие "якоря".
LIKES
Kirov reporting
iRumba
Зашел чтобы это написать )