Автопром

Гибридный самолет-дирижабль успешно прошел первые испытания. Гиганты неба Самолет дирижабль

Американская компания Aeros заявила об успешном первом летном испытании своего гибридного самолета-дирижабля Aeroscraft. Воздушное судно в длину 64 метра. Оно продемонстрировало функцию вертикального взлета и посадки, а также способность развивать скорость 222 км/ч. Согласно прогнозам специалистов, новый самолет-дирижабль может быть введен в эксплуатацию в течение ближайших нескольких лет. Использовать его планируется в качестве воздушного круизного лайнера – конструкция Aeroscraft позволяет орудовать большое количество комфортабельных кают для пассажиров и не только. Впрочем, создатели самолета-дирижабля не исключают и других вариантов его использования. В частности, в их планы входит создания грузовой версии Aeroscraft, достигающей в длину 137 метров и способной перевозить до 60 тонн грузов.

Дирижабль сможет опускаться на любую ровную площадку и производить моментальную разгрузку. Планируется использовать следующую технологию: при подходе к земле, скрытый для лучшей аэродинамики в корпусе дирижабля транспортный контейнер выдвигается, и в момент касания земной поверхности производится отцепление контейнера. Затем дирижабль, увеличивший свою плавучесть, резко набирает высоту, а транспортный контейнер остается на земле.

Испытания прошли в Тастине, штат Калифорния. В ходе тестов уменьшенный прототип дирижабля не покидал ангар времен Второй мировой войны. Целью испытаний была проверка системы изменения подъемной силы при погрузке и разгрузке.

Об успешном завершении испытаний заявил Игорь Пастернак, глава и основатель компании Aeros. В кабине пилота находился Мунир Джоджо-Вердже, инженер компании и руководитель испытаний. По его словам, беспокойство создателей дирижабля вызывает способность аппарата противостоять сильным ветрам.

Аппарат будет способен взять на борт в несколько раз больше груза, чем это делают современные транспортные самолеты, потребляя при этом в три раза меньше топлива. Способность к вертикальному взлету и посадке позволят использовать в качестве аэродромов небольшие площадки, а дальность полета составит тысячи километров. Гибридным этот летательный аппарат считается из-за форму корпуса и крыльев, создающих при движении дополнительную подъемную силу.

«Золотым веком» классических дирижаблей стали 20-е и первая половина 30-х гг. прошлого века. При большой грузоподъемности и экономичности они имели два серьезных недостатка - горючий газ водород, способный уничтожить аппарат за несколько секунд, и необходимость сложных манипуляций с балластом во время погрузочно-разгрузочный работ.

Если с первым недостатком современные инженеры справились давно, заменив водород инертным газом гелием, то вторую проблему решить оказалось гораздо сложнее. Обладающий огромной подъемной силой дирижабль без груза способен выйти из-под контроля и улететь в стратосферу. Поэтому при погрузке или разгрузке команда вынуждена выполнять сложные манипуляции с балластом, в качестве которого обычно используется вода. Каждый снятый с борта килограмм груза должен быть заменен литром воды, погрузка сопровождается сбросом воды из балластных баков. Эти процедуры требуют использования специального наземного оборудования, а также вредят экологии: используемую воду нужно куда-то сливать.

Конструкторы «Аэроскрафта» смогли решить проблему, запасая гелий в сжатом виде в специальных отсеках. После принятия груза на борт дирижабль может легко увеличить свою подъемную силу, подав гелий в основной объем и вытеснив им воздух. При этом корпус аппарата имеет жесткую конструкцию, перекачку газа контролирует компьютер, а новаторская система изменения подъемной силы позволяет свести к минимуму состав обслуживающей команды и количество наземной техники. Это позволит использовать аппарат для доставки грузов на необорудованные посадочные площадки.

Компания Aeros была основана в 1987 г. на Украине Игорем Пастернаком. После развала СССР предприниматель перевел предприятие в США. Сейчас Aeros, которая является крупнейшим производителем дирижаблей в мире, лидирует в конкурсе на создание транспортного гибридного летательного аппарата для Пентагона. На

Дирижабль сможет опускаться на любую ровную площадку и производить моментальную разгрузку. Планируется использовать следующую технологию: при подходе к земле, скрытый для лучшей аэродинамики в корпусе дирижабля транспортный контейнер выдвигается, и в момент касания земной поверхности производится отцепление контейнера. Затем дирижабль, увеличивший свою плавучесть, резко набирает высоту, а транспортный контейнер остается на земле.

Современный технический прогресс дает дирижаблям шанс возродиться, что для России может быть крайне полезным. Обладающие целым рядом преимуществ, в том числе экологичностью, экономичностью, значительной грузоподъемностью и другими, в настоящее время дирижабли могут стать эффективным средством решения многих военных задач . О возможных областях применения дирижаблей в области обороны свое мнение на страницах «Оружие России» высказывает заместитель директора Института политического и военного анализа Александр Храмчихин.

Дирижабли после ряда громких катастроф в 30-е годы, казалось, навсегда ушли в прошлое, полностью вытесненные самолетами, а затем и вертолетами. Однако технический прогресс дает дирижаблям шанс возродиться, помогая раскрыть лучшие качества этих летательных аппаратов. Для России они могут оказаться крайне полезными.

Современное дирижаблестроение в России

К преимуществам дирижаблей относятся следующие :

Во-первых , дирижабли чрезвычайно экологичны, причем не только в плане загрязнения воздуха, но и в плане очень низкого уровня шума.

Во-вторых , они весьма экономичны.

В-третьих , они могут быть чрезвычайно грузоподъёмными, значительно грузоподъёмнее самых больших транспортных самолетов.

В-четвертых , они не требуют больших и дорогостоящих ВПП, а могут садиться практически на любую относительно ровную поверхность.

В-пятых , время их нахождения в воздухе может достигать суток и недель, иногда речь идет даже о месяцах и годах. Кроме того, они способны висеть на одном месте, причем тоже очень долго.

В-шестых , дирижабль обладает малой заметностью в инфракрасном и радиолокационном диапазонах.

В-седьмых , подготовить пилота дирижабля гораздо проще, чем пилота самолета или вертолета.

Основной недостаток дирижабля – низкая скорость, примерно 100 км/ч . Но это вполне сопоставимо со скоростями автомобилей и поездов, при этом, в отличие от них, дирижабли не привязаны к дорогам.

Несущим газом нынешних дирижаблей вместо чрезвычайно взрывоопасного водорода (собственно, именно он и погубил дирижабли первой половины ХХ века) стал совершенно негорючий инертный гелий.

Самолет типа «летающее крыло», это нечто вроде гибрида дирижабля и самолета под названием Stingray

Тканевую оболочку, герметизируемую каучуком, заменили новые синтетические материалы (кевлар, полиуретан, майлар, дакрон и т.д.), что в несколько раз снизило массу оболочки и на два порядка – диффузию газа сквозь нее (это очень важно в связи с тем, что гелий обладает высокой текучестью, это его главный недостаток). Оболочка изготавливается методом компьютерного проектирования с помощью лазерных раскроечных машин, а гондолы и грузовые отсеки дирижаблей — из композитов, что также значительно снижает их массу.

При этом кроме классических дирижаблей, где подъемную силу создает несущий газ, появились гибридные дирижабли, где дополнительную подъемную силу обеспечивают либо несущие поверхности (крылья), либо винты вертолетного типа . Например, в США был создан дирижабль «Мегалифтер», который, фактически, представлял собой транспортный самолет С-5, но средняя часть фюзеляжа у него была заменена полужесткой оболочкой дирижабля.

Гибридный дирижабль «Гелистат»

Другой американский дирижабль «Гелистат» представлял собой оболочку, к которой были прикреплены 4 вертолета SH-34J. Один из них управлялся пилотом, остальные – дистанционно. Гибриды сложнее и дороже классических дирижаблей, зато у них выше скорость (до 400 км/ч) и маневренность .

На небольших дирижаблях используются поршневые двигатели, как наиболее экономичные и обеспечивающие высокую маневренность. На более крупных аппаратах применяются газотурбинные двигатели. При этом рассматриваются разного рода экзотические проекты типа двигателей на солнечной энергии или даже ядерных реакторов.

Военные уже проводят конкурсы по дизайну военных дирижаблей

Основные военные задачи, которые могут решать дирижабли, достаточно очевидны и определяются их достоинствами. В первую очередь, это перевозка войск и грузов на большие расстояния.

Не менее очевидно использование дирижаблей для дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО) , причем здесь речь идет не о привязных беспилотных аэростатах, которые давно применяются в США, Италии, Израиле для охраны границ, а именно об автономных дирижаблях (которые, впрочем, тоже могут быть беспилотными).

В России была разработана беспроводная аэростатная радиосеть (БАРС)

Принципиальная схема работы комплекса БАРС

Кроме того, дирижабли могут успешно использоваться в борьбе с подлодками . Наконец, эти аппараты могут стать очень эффективными ретрансляторами, отчасти заменяя в этом качестве спутники связи, будучи в разы дешевле ИСЗ. Экономичность дирижабля определяется тем, что у него удельный расход топлива в 3–4 раза меньше, чем у самолета, и в 14–15 раз – чем у вертолета. При этом правда, есть проблема гелия, который достаточно дорог.

Впрочем, чем больше будет дирижаблей и чем крупнее они будут по размерам, тем рентабельнее станет добыча гелия. Размер имеет значение и по другим причинам. Один кубометр гелия при обычном атмосферном давлении обеспечивает подъем 1 кг груза . Поэтому, для подъема одной тонны полезной нагрузки (с учетом веса дирижабля) требуется наполнить оболочку 20 тыс. куб. м гелия.

Таким образом, рентабельный грузовой дирижабль по определению должен быть крупным (тем более, что при более высокой грузоподъемности ниже стоимость перевозок). Причем, как показывает сегодняшняя практика (например, известной авиакомпании «Волга-Днепр»), воздушные перевозки крупногабаритных тяжелых грузов – вещь, очень востребованная на рынке, на нее не влияет никакой кризис.

Самый крупный дирижабль в мире – полужесткий аппарат немецкого производства Zeppelin NT LZ 07

Кроме того, чем крупнее летательный аппарат, тем меньше он подвержен действию ветра: сила давления ветра на оболочку пропорциональна квадрату линейных размеров, а сопротивление ветру пропорциональна их кубу . Это даёт возможность строить дирижабли грузоподъёмностью до 2000 т, что почти в 20 раз выше, чем у крупнейших транспортных самолетов.

На сегодняшний день самый крупный дирижабль в мире – полужесткий аппарат немецкого производства Zeppelin NT LZ 07, который осуществляет туристические рейсы, беря на борт 12 пассажиров и двух членов экипажа.

Skyship 600, предоставленный Службой управления дирижаблями и использованный на Олимпийских играх, представлял собой 13-местный дирижабль, наполненный гелием и имеющий моторы Porsche 930

Дирижабль Skyship-600, который также используется для туристических полетов, перевозит 10 пассажиров и двух членов экипажа. Кроме того, имеется масса экспериментальных аппаратов и еще больше грандиозных замыслов. Так, в 1996 году в США было сформировано специальное подразделение под названием JAPO (Joint Aerostat Project Office). Оно занималось разработкой разведывательных систем, размещаемых на аэростатах.

Американцы вовсю развивают военные системы на базе аэростатов. Помимо JLENS (Joint Land Attack Cruise Missile Defense Elevated Netted Sensors) от Ratheyon испытывают еще (правда, пока не особо удачно) локхидовский HALE-D (High Altitude Long Endurance-Demonstrator) — высотный ретранслятор, способный длительное время зависать на большой высоте (до 10км) и обеспечивать связью военные подразделения .

В 1997 году ему была поставлена задача создать систему JLENS (Joint Land attack cruise missile defense Elevated Netted Sensor system). Она предназначалась для загоризонтного обнаружения воздушных целей (в первую очередь – крылатых ракет) и выдачи данных средствам ПВО/ПРО (ЗРК и истребителям) для их уничтожения. РЛС системы размещались в гондолах 70-метровых беспилотных дирижаблей, способных находиться в воздухе до 30 суток.

В ходе испытаний было выяснено, что дирижабль очень устойчив к повреждениям, даже при попадании в него зенитной ракеты он не падает, как самолет в аналогичной ситуации, а медленно опускается на землю , что обеспечивает сохранность оборудования.

Система ПВО Северной Америки NORAD рассматривала возможность принятия на вооружение дирижаблей ДРЛО (они должны были барражировать на высоте 24 км) для обнаружения крылатых ракет на дальности до 740 км. Рассматривается возможность использования беспилотных дирижаблей для ведения воздушной разведки.

Дирижабль ДРЛО экономичнее самолета АВАКС

Например, в США разрабатывается БПЛА MaXflyer эллипсоидальной формы диаметром 80 м. Имея на борту различное разведывательное оборудование, он может летать в заданном районе на высоте 30 км на протяжении нескольких недель. Главной защитой аппарата станет его крайне низкая радиолокационная заметность.

ВМС Великобритании рассматривают возможность покупки дирижаблей для снабжения британских кораблей и проведения разведывательных операций. Они смогут беспосадочно находиться в воздухе в течение трех недель и перевозить грузы массой до 50 тонн. Командование ВМС Великобритании также рассматривает возможность их использования для борьбы с пиратами.

Американский дирижабль гибридного типа «Аэрокрафт»

Ориентировочно, на каждом летательном аппарате сможет разместиться до 150 коммандос вместе с легкими лодками. Разумеется, не были забыты транспортные аппараты. Например, американский дирижабль гибридного типа «Аэрокрафт» (длина 307 м, высота 77 м) должен был доставлять груз массой до 1000 т (18 ударных вертолетов «Апач» или 8 танков «Абрамс» или 16 БМП «Брэдли») на расстояние 9,3 тыс. км.

Британская фирма ATG разрабатывала дирижабль-катамаран «Скайкэт-1000» длиной также 307 м. При собственной массе он способен доставить полезную нагрузку в 1000 т на 7,4 тыс. км или 600 т – на 16 тыс. км. В США рассматривались и такие экзотические варианты использования дирижаблей, как запуск с них МБР МХ.

Подобные пусковые установки стали бы совершенно неуязвимыми для противника. Еще более экзотичным проектом является использование дирижаблей для вывода грузов в космос. Компания JP Aerospace создавала сложнейшую систему из нескольких гигантских дирижаблей размером в несколько километров. Последний из них, используя ионные двигатели, должен был выходить на низкую околоземную орбиту.

Схема дирижабля «Беркут». Внутри оболочки «Беркута» — пять тканых ёмкостей с гелием. У поверхности земли закачанный в оболочку воздух будет сдавливать емкости, повышая плотность подъемного газа

В России, имеющей хорошие традиции дирижаблестроения, также имеется целый ряд экспериментальных образцов и еще больше проектов. Например, компания «Авгуръ» разрабатывает стратосферный дирижабль «Беркут» длиной 250 м, который может стать альтернативой геостационарных ИСЗ связи. Он может висеть на высоте 20-22 км, при этом для обзора европейской части России достаточно двух таких аппаратов.

Можно отметить, что запасы гелия в России составляют 9,2 млрд. куб. м (треть мирового объема и второе место после США с их 13 млрд. куб. м). Главное же в том, что нам дирижабли могут быть полезны, как никому другому :

Во-первых , как транспортное средство . Для доставки грузов военного и гражданского назначения в восточные регионы страны дирижаблям просто нет цены, только они могут избавить нас от критической зависимости от Транссиба и Севморпути. Это настолько очевидно, что не требует комментариев.

Во-вторых , дирижабли могут стать важнейшим средством ПВО . При этом необязательно ограничивать его применение только ролью разведчика-наблюдателя. Ничто не мешает загрузить дирижабль не только мощной РЛС (которая должна эффективно обнаруживать и самолеты-«невидимки», и крылатые ракеты), но и ракетами «воздух-воздух» для поражения обнаруженных им целей.

Дирижабли могут висеть на высоте 20-30 км над землей, что обеспечит ракетам при запуске очень большую потенциальную энергию, которая хорошо переводится в дополнительную кинетическую. С другой стороны, истребителям противника достать до дирижабля, висящего в стратосфере, будет крайне сложно, если вообще возможно.

К тому же, как было сказано выше, попадание одной-двух ракет не является для дирижабля фатальным, он просто медленно опускается на землю. Несколько десятков дирижаблей ПВО вполне могут стать мощным «кочующим барьером» на воздушных рубежах России, дополняя, а в значительной степени и заменяя истребители и ЗРС. Возможно, что по критерию стоимость/эффективность именно такая система ПВО станет для России наиболее подходящим вариантом.

Испытания новых военных аэростатов «Пересвет»

В-третьих , дирижабль может быть носителем КРВБ большой дальности (нескольких десятков, если не сотен), а также МБР. Аппарат с 1-2 МБР на борту, висящий над Красноярским краем или Якутией, будет абсолютно неуязвим для любого противника. Также из своего воздушного пространства он может наносить удары крылатыми ракетами по наземным и надводным целям.

В-четвертых , благодаря большой грузоподъемности и стратосферной высоте полета дирижабль может нести мощный комплекс РЭБ , позволяющий «задавить» электронику противника на большой территории. В будущем дирижабли могли бы стать носителями и лазерного оружия (боевой лазер, если его создадут, будет, видимо, большим и тяжелым).

С дирижабля в космос (схема)

В-пятых , дирижабли, как уже было сказано, могут заменить ИСЗ связи, будучи гораздо более дешевыми и гораздо менее уязвимыми . В целом, основными препятствиями к полномасштабному возрождению дирижаблей считаются дороговизна гелия и проблема организации базирования.

Однако главная проблема – инерция мышления (это относится не только к России) . Именно она более всего мешает развитию современного воздухоплавания. Страна, которая первой сможет преодолеть эту инерцию, получит очень значительное превосходство над всеми потенциальными оппонентами.

Группа европейских специалистов предложила концепт необычного летательного аппарата, сочетающего в себе возможности самолета, вертолета и дирижабля. Гибрид имеет небольшую длину, при этом он оснащен винтовыми двигателями, расположенными сзади. В центре ESTOLAS есть винт, похожий на винт вертолета. Корпус почти полностью создан с использованием легких композитных материалов, а внутренности заполнены гелием, сообщает Gizmag.

Подобная конструкция позволяет ему взлетать и совершать посадку на небольшой скорости на короткой взлетно-посадочной полосе. Более того, даже если нет соответствующей взлетно-посадочной полосы, гибрид может создавать воздушную подушку, приземляясь, используя колесно-лыжное шасси, на любых естественных поверхностях: полях, болотах, водоемах и снегу.

Инженеры работают над четырьмя гибридами различного размера. Их грузоподъемность составит от 3 до 400 т.

ESTOLAS планируется применять в самых разных сферах. Его можно использовать в военной сфере, для спасательных операций, перевозки грузов, в туристических целях и т.д. Кроме того, гибрид будет альтернативой обычным самолетам в тех районах, где отсутствуют взлетно-посадочные полосы.

Прототип ESTOLAS уже создан. В ближайшее время он будет испытан в аэродинамической трубе.

БАРС - Безаэродромный с Аэростатической Разгрузкой Самолет

Создание традиционной транспортной инфраструктуры по типу Западной России на территории Восточной России, занимающей территорию в несколько десятков тысяч квадратных километров, потребует, как утверждают многие аналитики, не один десяток триллионов рублей и не одну сотню лет.

Решить эту задачу в самое кратчайшее время с относительно небольшими затратами можно за счет внедрения проекта БАРС, представляющего собой комбинированное воздушное транспортное средство, соединяющее в себе лучшие свойства самолета, вертолета и аппарата на воздушной подушке.

Известные летательные аппараты (ЛА) - самолеты, вертолеты, дирижабли и другие воздушные транспортные средства - для выполнения указанной задачи малоэффективны. Самолету нужен аэродром; вертолет имеет ограниченную дальность, относительно небольшую массу перевозимого груза (не более 20 тонн) и высокую стоимость перевозки; дирижабль - ограничения по погодным условиям и безопасности полетов, ему необходима также сложная и дорогостоящая инфраструктура обслуживания.

Проведены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы с целью обоснования концепции воздушного транспортного средства - безаэродромного с аэростатической разгрузкой самолета (БАРС).

БАРС - Безаэродромный с Аэростатической Разгрузкой Самолет. Проект Белла-1. (фото www.tumenecotrans.ru)
Безаэродромный с аэростатической разгрузкой самолет (БАРС)
В этом транспортном средстве решены проблемы и недостатки известных ЛА. Подтверждена эксплуатация с неподготовленных взлетно-посадочных площадок - озеро, река, болото, поле; обоснована независимость от погодных условий при автономном базировании и высокой безопасности полета.

Автору изобретения и главному конструктору, кандидату технических наук Александру Филимонову удалось найти принципиально новую концептуальную схему летательного аппарата, сочетающего в себе лучшие качества дирижабля, самолета, вертолета и судна на воздушной подушке.

Сама идея увлекла изобретателя более десяти лет назад.

В конце восьмидесятых я работал в Тюменском индустриальном институте,- вспоминает Александр Иосифович.- Тогда все ломали голову над одной серьезной и очень важной проблемой: как доставлять оборудование, крупные многотонные блоки на Ямбургское газоконденсатное месторождение. И мы у себя, на кафедре подъемно-транспортных машин, взялись за ее решение. В ходе работы родилась такая вот гибридная концепция летательного аппарата.

Достигнуты высокие летно-технические характеристики на основе трубных, стендовых и летных испытаний: аппарат имеет в полете лобовое сопротивление, сравнимое с обычным самолетом, имеет также необходимую устойчивость и управляемость на всех режимах полета, высокие взлетно-посадочные характеристики с применением шасси на воздушной подушке.

Что касается реализации проекта БАРС, ВТТК, то, как показывает анализ, наиболее близким по технологии изготовления БАРСа и в целом ВТТК является аэрокосмический комплекс РФ. Владение технологиями изготовления из композиционных материалов, а также универсальными системами управления позволит ему в кооперации с авиационными КБ, НИИ и другими отраслями в течение 3 - 5 лет реализовать проект БАРС и ВТТК.

Жизнеспособность проекта БАРС подтверждена постройкой его пилотируемого аналога и его успешными летными испытаниями, проведенными зимой на сельскохозяйственном поле под г. Тюменью в 1996 году.

Однако, несмотря на это, а также на многочисленные запросы потенциальных пользователей такого ЛА на интернет-сайте http://www.tumenecotrans.ru о возможности приобретения БАРСа или возможности воспользоваться его услугами, им приходится разочаровываться, так как проект до сих пор не реализован по причине мощного сопротивления административной и технической бюрократии. Чтобы реализовать проект, необходимы денежные средства, и не малые. Такие средства имеются не только у государства, но и у регионов, которым под силу реализовать проект, создав необходимую финансово-организационную структуру. Была бы воля.