Улетели, но обещали вернуться. Для Якутии разрабатывают дирижабли с цикло-роторными двигателями

По следам Нобиле

Презентация итогов работы коллектива учёных над проектом дирижабля для северных регионов России прошла 4 апреля 2023 года в представительстве Якутии в Москве. За год с небольшим до этого — в феврале 2022 года — председатель правительства Якутии Андрей Тарасенко поручил министерству транспорта региона заключить соглашение с участниками проекта по эксплуатации дирижабля в Якутии.

Дирижабли собираются строить на площадках АО «Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики» (ДКБА, входит в Ростех). Это КБ — преемник комбината «Дирижаблестрой», который в 1930-х годах строил советские цеппелины под руководством Умберто Нобиле. По словам гендиректора ДКБА Юрия Кузнецова, предприятие сейчас может строить дирижабли с грузоподъёмностью до 30 тонн и дальностью полёта до 4 тыс. километров. Длина такого дирижабля — 130 метров, диаметр — 30 метров.

Генеральный директор компании «Бэдфорд групп» (участник НОЦ «Север: территория устойчивого развития») Владимир Ворошилов называет свою компанию и себя лично лидерами консорциума «Дирижабли Якутии». По его словам, якутский проект начался около четырёх лет назад, когда в самой большой в мире административно-территориальной единице (площадь Якутии — 3,08 млн кв. км.) задумались над транспортным обеспечением региона.

«Были очень интенсивные консультации с нашей наукой. МАИ, ЦАГИ и всеми теми, кто неравнодушен к дирижаблестроению, — рассказал MASHNEWS Владимир Ворошилов. — Из тех, кто был наиболее активен, наша рабочая группа и сформировалась. Шаг за шагом мы продвигались и около года назад предложили Фонду перспективных исследований (ФПИ) сотрудничество, аргументировали целесообразность проекта и получили поддержку фонда. В июле 2022 года мы подписали договор и начали работать. Сформировали научную группу. В январе этого года успешно защитили проект и двигаемся дальше».

Пилот не нужен

У участников рабочей группы есть чёткое понимание, каков должен быть технический облик современного грузового дирижабля, говорит Ворошилов. Аппарат должен выполнять все транспортные операции с учётом жёстких климатических условий.

«Это очень серьёзная задача. Тем не менее полгода работы учёных позволили создать математическую модель такого аппарата, рассчитать все его технические характеристики, динамику поведения с учётом большой скорости ветра и его порывов. Предложенная модель формы дирижабля показала себя очень хорошо. Это будет полужёсткая конструкция на основе алюминиевых сплавов и композитов. Дирижабль будет полностью беспилотным. Это связано с очень большими расстояниями, работа пилотов из-за этого будет сильно затруднена», — рассказывает Ворошилов.

Разрабатываемому судну не нужны эллинги и причальные мачты. Его грузоподъёмность — 60 тонн. Что касается инженерных решений по энергетике, по движителям, то здесь тоже применено очень много нового, уверяет Ворошилов.

«В частности, цикло-роторные движители, которые раньше нигде не использовались. Всё это было научно подтверждено. Мы уверены, что конструкция будет хорошо энерговооружена, что она сможет выполнять любые функции. В том числе и операции, которые подразумевают точное позиционирование груза, не хуже, чем у крана. Отсюда вытекает много новых возможностей. Их нужно ещё раз осознать, рассчитать. Но то, что мы уже сделали, вселяет в нас большой оптимизм. Организации, которые были ознакомлены с результатами работы, очень лестно о них отозвались», — говорит Ворошилов.

Сроки зависят от денег

Дирижабль ДП-29 Долгопрудненского конструкторского бюро автоматики

Сроки, когда якутский дирижабль можно будет увидеть в реальности, по словам Владимира Ворошилова, будут зависеть от финансирования. Поступление денег возможно от ФПИ (Его активы в 2021 году составляли 32,9 млрд рублей. — Прим. ред.), частных и государственных компаний, которые проявили и ещё проявят интерес к проекту. Но такого рода вещи обязательно опираются на поддержку государства, добавил менеджер.

«Первоочередные вопросы уже решены. Есть экономическое видение, — говорит Ворошилов. — Дирижабль — это и транспорт, и инфраструктура одновременно. Вертолёт не может обеспечить перевозку всех грузов из-за ограничений по весу, поэтому приходится строить ещё и наземные трассы. Вкладывая средства в этот проект, мы решаем сразу две задачи. Получаем и транспорт, и воздушную всесезонную »дорогу«. Какой бы дорогой дирижабль ни получился, это всё равно будет ничто по сравнению со стоимостью дорожного строительства в условиях Крайнего Севера и Дальнего Востока».

Изображение дирижабля существует, но, по словам Владимира Ворошилова, продукт является собственностью ФПИ и юридическая возможность публично распространять его визуализацию отсутствует.

В Фонде перспективных исследований MASHNEWS подтвердили, что работы по дирижаблю ведутся, но от дальнейших комментариев отказались.

Секреты дирижаблей

Перспективная разработка А. Гомберга и Н. Устиновой SW-60000 «Небесный странник»

В России есть и другие энтузиасты дирижаблестроения. Они считают, что на нынешнем этапе развития технологий дирижабль вполне может занять место в транспортной цепи. А возможно, стать основой новой отрасли.

В этом убеждён инженер-конструктор дирижаблей Александр Гомберг. По его словам, создатели летательных аппаратов из компании «Авгуръ» (обанкротилась в 2014 году, но работавшие там специалисты продолжают разрабатывать идеи) накопили достаточно опыта для того, чтобы строить безопасные и оправданные с коммерческой точки зрения мягкие и полужёсткие дирижабли.

У таких дирижаблей нет тех недостатков, которые были причиной катастроф судов с жёсткой конструкцией (Самой крупной стало крушение дирижабля «Гинденбург» в США в 1937 году. — Прим. ред.). А именно стержневых ферм, которые работали на сжатие и потерю устойчивости, самые опасные виды нагрузок деталей.

Впрочем, проекты дирижаблей жёсткой схемы продолжает разрабатывать российский учёный Александр Кирилин, а сооснователь Google Сергей Брин строит огромный дирижабль с композитной фермой в США.

«У нас накоплен огромный объём практических знаний и умений в постройке мягких и полужёстких дирижаблей. Кроме нас, кстати, никто не знает их аэродинамических характеристик. Настоящие цифры знаем только мы, потому что мы экспериментировали с коэффициентом лобового сопротивления на натурном дирижабле. Шеф-пилот Игорь Куликов разгонял его до максимальной скорости, переводили двигатели на малый газ, чтобы они не создавали тяги, и по темпу торможения вычислили коэффициент. Мы его держим в секрете, этот таинственный »Сх« классического дирижабля», — рассказал MASHNEWS Александр Гомберг.

Проекты полужёстких дирижаблей — серия сходных по конструкции аэростатических аппаратов объёмом от 12 до 100 тыс. кубометров.

Полёты прекратились в 2014 году в связи с банкротством компании «Авгуръ». Произошло это, говорит Гомберг, по вине недобросовестных заказчиков. Тем не менее он считает, что эту работу нужно продолжать. Есть опыт, есть материалы, есть современные газодержащие аэростатные ткани и двигательные системы.

«Сегодня уже можно строить гелиевые дирижабли объёмом 100 000 кубометров, полезной нагрузкой 32 тонны, плюс 25 тонн топлива. У него будет гибридная турбовинтовая двигательная установка с системой рекуперации тепла. Она даёт расход топлива как у дизеля — 230 г на кВт/ч. Это существенно меньше, чем у просто турбовинтового двигателя. При таком расходе получается, что мы можем летать действительно экономно, потому что мы летаем медленно. Грузы мы возим со скоростью 80 км/ч», — рассказывает Гомберг.

«Людей надо возить немного побыстрее, чтобы сравняться хотя бы с автомобилем — 100–120 км/ч. Можно и выше скорость развивать, но тогда теряется экономика. О такой установке с рекуперацией тепла, как и об авиационном дизеле, давно мечтают. Пока не получилось, но мои коллеги считают, что современные технологии должны позволить правильно построить теплообменник. В этой работе задействованы ведущие авиадвигателестроительные КБ России», — объясняет он.

Авиакомпаниям не понравится

Фото: Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики

Дирижабль не заменит существующие виды транспорта. Всё небо в дирижаблях никогда не будет, но для них есть актуальные задачи — транспортное обеспечение Севера, в первую очередь Якутии. Эту тему развивает профессор МАИ Василий Семёнов, лауреат госпремии республики Саха (Якутия), напоминает Гомберг.

«В Якутии гигантские территории, дорог практически нет, а если есть, то очень дорогие. Снабжение идёт по небезопасным зимникам. Их каждую зиму надо строить, обслуживать, а летом они исчезают. Нельзя забывать и о том, что реки мелеют. Это значит, что в какой-то момент речной флот может не выполнить свою функцию. Там дирижабли необходимы», — рассказывает он.

«Но есть такая проблема, и мы с ней сталкивались, как субсидирование федеральным центром региональных авиаперевозок, — продолжает Гомберг. — Авиакомпании, получающие дотации, могут быть и не заинтересованы в том, чтобы я пришёл с дирижаблем и начал пассажирские или грузовые перевозки. Также против могут быть владельцы автомобильных компаний. А ведь для развития региона удешевление перевозок — проблема номер один».

Если появится твёрдый заказ и финансирование, то дирижабль объёмом 60 000 кубометров за пять лет точно можно построить. У правительства Якутии, считает Гомберг, таких денег нет. Но это могут быть средства федерального бюджета, госкорпораций или крупных коммерческих компаний.

«Если делать партию шесть-восемь дирижаблей, то каждый будет стоить 25–35 миллионов долларов, что сопоставимо со стоимостью Ми-17. Вообще, хорошее коммерческое использование дирижаблей начинается там, где кончаются возможности вертолёта Ми-26, он везёт 20 тонн на 800 километров. Если мы возим на большее расстояние, на 2000 км, даже меньше 20 тонн, это уже рентабельно. Для такого дирижабля есть всё. Ткань, правда, будет первоначально импортная. Это 16 тонн коммерческой нагрузки и 12 тонн топлива. Но эти показатели можно варьировать в широких пределах. При 16 тоннах коммерческой нагрузки дальность полёта — 4 тыс. километров. Если для определённого рейса достаточно 2 тыс. километров, то вес топлива уменьшится до 6 тонн, а вес груза увеличится до 22 тонн. У нас двухэтажная гондола, внизу грузы, сверху пассажиры. Это всё вполне можно сделать. Плюс к тому, в Якутии в перспективе не будет проблем с гелием».

Другой дирижабль

Вне консорциума «Дирижабли Якутии», по словам Гомберга, сейчас разрабатывается дирижабль-прототип SW-12 объёмом 12 000 куб. метров и дальностью 4000 км. Его можно применять на Севере для перевозки людей и грузов, мониторинга, поисково-спасательных работ, обучения пилотов и техников. На этом дирижабле, мечтает Гомберг, можно совершить перелёт к Северному Полюсу в ознаменование 100-летия полёта под руководством Амундсена и Нобиле дирижабля «Норвегия» в 1926 году.

Говоря о безопасности дирижабля, специалист отметил, что за всю послевоенную историю дирижаблестроения в СССР и России не было ни одного сколько-нибудь серьёзного происшествия.

По мнению российского инженера Игоря Куликова, дирижабли в перспективе могут быть использованы в качестве средств аварийного спасения космонавтов в случае прерванного старта с космодрома Восточный. Группировка из восьми воздушных судов сможет долгое время барражировать в заданном районе в ожидании старта. При скорости 100 км/ч одно из судов за два часа сможет дойти до точки спасательных работ.

Также российские специалисты изучают возможность погрузки-разгрузки морских судов с помощью дирижаблей.

СПРАВКА MASHNEWS:
Несколько дирижаблей типа Цеппелин NT объёмом 9000 куб. метров сейчас выполняют полёты в Европе и США в туристических целях. Был опыт применения таких дирижаблей в ЮАР для геологоразведки в интересах алмазной компании De Beers.

Шведская туристическая компания OceansSky Cruises продаёт билеты в экспедицию на дирижабле. Предполагается, что воздушные суда не позднее весны 2026 года будут регулярно совершать 48-часовое путешествие с острова Шпицберген на Северный полюс и обратно.

Сергей Брин, соучредитель Google, ещё в 2017 году основал компанию Lighter Than Air Research. Её задача — разработка дирижаблей.

Британская компания Hhybrid Air Vehicles потратила на разработку дирижабля Airlander 10 более 150 миллионов долларов. Это деньги ЕС, Великобритании и Министерства обороны США.

Революцию в грузоперевозках обещает произвести французский стартап FlyingWhales с внушительным списком акционеров. В их числе правительства Франции, Китая и канадской провинции Квебек. 25% компании принадлежит китайской China Aviation Industry General Aircraft.