«СОЗДАНИЕ МНОГОЦЕЛЕВЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ ДИРИЖАБЛЕЙ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ С УНИКАЛЬНЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ, ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ»

 

ДИРИЖАБЛИ – ТРАНСПОРТ БУДУЩЕГО

 

Актуальность проекта.

В современной технике используются четыре принципа полета летательных аппаратов:

            -     аэростатический;

-          аэродинамический;

-          ракетодинамический;

-          баллистический.

 

Дирижабль представляет собой летательный аппарат легче воздуха, являющийся комбинацией аэростата с движителем и системы управления ориентацией (рули управления), благодаря которой дирижабль сможет двигаться в любом направлении независимо от направления воздушных потоков. Аэростатический способ создания подъемной силы, который используется дирижаблями, является самым энергетически экономичным из выше представленных. На создание аэростатической (архимедовой) подъемной силы вообще не нужна энергия.

Быстрое истощение запасов углеводородного топлива на нашей планете, катастрофическое нарастание экологических проблем, а также появление большого объема новых транспортных и специальных задач в сочетании с уникальными энергетическими и эколого-экономическими параметрами перспективных воздухоплавательных аппаратов делают актуальной задачу по возрождению дирижаблестроения. В последние годы ученые ряда стран приходят к мнению, что применение дирижаблей может произвести революцию в технологии транспортных перевозок.

 

Наивысшие достижения дирижаблей первого поколения.

Дирижабли, или их еще называют летальными аппаратами легче воздуха, не являются сегодня столь же популярными, как самолеты, вертолеты или ракеты. Так называемый «золотой век» дирижаблестроения – это первая треть прошлого столетия. В те времена дирижабли достигали в длину до 250 метров и могли перевозить до 100 тонн полезной нагрузки, активно работали регулярные пассажирские воздухоплавательные линии, в том числе межконтинентальные. Из Европы в Северную и Южную Америку можно было перелететь только на дирижабле, но уже тогда с завидным комфортом: в 1-2 местных каютах, гуляя по просторным прогулочным палубам, обедая в ресторане «под живую музыку». Дерзкие технические решения были реализованы на воздушных авианосцах – американских дирижаблях «Акрон» и «Мекон». Внутри каждого из них (в ангаре) располагалось по 5 самолетов-истребителей, которые имели возможность взлетать с дирижабля и на него же возвращаться после выполнения боевого задания.

 

Малая потребная энерговооруженность привела к соблазну постройки чрезмерно быстрыми темпами гигантских воздушных лайнеров. Вместе с тем в первой трети прошлого столетия человечество еще не накопило достаточного опыта по проектированию и эксплуатации летательных аппаратов. Создание же надежных суперкрупногабаритных, ультралегконагруженных конструкций объемом 100-200 тыс. м³ и длиной до 250 м является непростой задачей даже при современном уровне развития науки и техники. Важным деструктивным фактором было и то, что дирижабли того времени наполнялись преимущественно водородом - горючим и взрывоопасным несущим газом. К тому же, наземная эксплуатация дирижаблей первого поколения была решена крайне неудачно: при швартовке аппарата к причальной мачте требовалась наземная команда в количестве нескольких десятков, и даже сотен, человек.

 

К настоящему времени в технологическом аспекте ситуация существенно изменилась. Во всяком случае, есть все основания полагать, что в начале третьего тысячелетия ожидается возрождение воздухоплавательной техники как одного из видов транспорта будущего. По оценкам специалистов в ближайшие 25-30 лет рынком может быть востребовано несколько тысяч дирижаблей различной размерности и грузоподъемности. Такая тенденция развития дирижаблестроения продиктована тем, что летательные аппараты легче воздуха имеют немало преимуществ перед другими видами транспорта, особенно воздушным.

 

Работы по созданию дирижаблей в передовых странах мира в настоящее время.

В настоящее время достижения в области производства авиационных материалов для оболочек, позволившие создать легкие, прочные пленки с малой газопроницаемостью, отказ от водорода и переход на гелий или другие рабочие газы, достижения современного приборо- и двигателестроения, электро-, радио- и спецоборудования, развитие электронно-дистанционных и волоконно-оптических систем управления, аэродинамики и конструкционных материалов, появление технических средств для определения зон повышенной турбулентности атмосферы позволили перейти к созданию дирижаблей нового поколения, обеспечивающих решение проблем безопасности полета и обладающих высокой целевой и эксплуатационной эффективностью.

Сейчас несколько десяткой фирм в США, Великобритании, Германии, Франции, Канаде, Китае, Японии и других странах работают над созданием дирижаблей нового поколения. Это, в частности, компании Lockheed Martin, TCOM, Aerostar, Worldwide Aeros, ISL, ABC, Luftschifftechnik Zeppelin GmbH, Airship Industries, Westinghouse Airships, Lindstrand Technologies, Northrop Grumman, JAXA, Sky Station International, Sanswire, Straxx, ATG, KARI, Israel Aircraft Industries, World SkyCat, HAC и др.

Все современные дирижабли относятся к летательным аппаратам малого и среднего объема. Были построены десятки этих аппаратов. В лидеры дирижаблестроения вышли США, Германия, Великобритания.

В последние годы серьезный шаг в дирижаблестроении сделала китайская компания Huajiao Airship Corporation, построив двухместный дирижабль HJ – 2000.

Среди американских компаний выделяются три – ABC, как самый массовый производитель, Wordwide Aeros, как компания предпринимающая наибольшие усилия в развитии проектов транспортных дирижаблей и TCOM, как поставщик оболочек для большинства современных дирижаблей.

Наиболее оснащенным современным зарубежным дирижаблем среднего объема является Zeppelin NT-07 (Luftschifftechnik Zeppelin Gmbh, Германия). Zeppelin NT-07 отличает наличие углепластиковой рамы, позволяющей продолжать полет даже при недостатке избыточного давления в оболочке.

Современные дирижабли среднего объема применяются в основном в качестве носителей различного оборудования, позволяющего с высокой эффективностью решать задачи картографирования, 3D-моделирования местности, высокоточной съемки рельефа, патрулирования и контроля территорий большой площади и протяженности, мониторинга и диагностики электрических линий, трубопроводов, автомобильных и железных дорог, водных артерий и акваторий, патрулирования и охраны важных государственных объектов, поиска полезных ископаемых, обеспечения безопасности крупных общественных и спортивных мероприятий и др.

Наличие предметного интереса, проявляемого большим количеством потенциальных потребителей, как в гражданском секторе, так и в военном, дало толчок развитию сразу нескольких проектов по созданию транспортных дирижаблей. Они могут использоваться в лесоразработках, при разгрузке судов, монтаже линий электропередач, доставке и сборке оборудования и частей нефтяных платформ, доставки крупногабаритных грузов «от двери до двери» и многих других целей.

Большинство активных производителей и несколько новых компаний взялись за разработку дирижаблей большой грузоподъемности. Среди них европейская – ATG и группа американских компаний – Worldwide Aeros, Lockheed Martin, Millennium Airship Inc, Ohio Airships.

Наиболее значительно в этом направлении продвинулась Worldwide Aeros (США). Ключевым техническим решением является применение инновационной балластировочной системы, позволяющей управлять всплывной силой аппарата без принятия на борт жидкого или твердого балласта.

 

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

 

По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий.

В дирижаблях мягкого и полужёсткого типа оболочка для несущего газа мягкая, которая приобретает требуемую форму и относительную жёсткость только после закачки в неё несущего газа под определённым давлением. Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней (как правило) части оболочки металлической (в большинстве случаев на всю длину оболочки) фермы. Примером полужесткого дирижабля является дирижабль «Италия».

В жёстких дирижаблях неизменяемость внешней формы обеспечивается металлическим (реже — деревянным) каркасом, обтянутым тканью, а газ находится внутри жёсткого каркаса в мешках (баллонах) из газонепроницаемой материи. 

Схема конструкции и элементов дирижабля, сходного по устройству с дирижаблями «Акрон» и «Мекон»

 

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДИРИЖАБЛЕЙ

 

         Проведенный специалистами структурно-параметрический анализ дирижаблей с различными типами конструкции и силовой установки (ПД, дизель, ГТД, электродвигатель) в широком диапазоне размерностей (взлетная масса от 1 до 5000 тонн) показал, что жесткие транспортные дирижабли большой грузоподъемности нового поколения по сравнению с ЛА тяжелее воздуха будут иметь малую материалоемкость, высокую весовую отдачу и топливную эффективность, низкую себестоимость транспортных операций. Экономически обоснованный диапазон крейсерских скоростей: 120-170 км/ч (скорость круизных лайнеров может быть увеличена до 180-200 км/ч). Тяговооруженность – в диапазоне от 1 до 5% (самолеты – 25-35%, вертолеты – свыше 100%). Относительная масса конструкции транспортных дирижаблей нового поколения будет составлять всего лишь 25-30% (летательные аппараты тяжелее воздуха – 50-60%). Топливная эффективность аппаратов грузоподъемностью от 100 до 2000 тонн будет находиться в диапазоне 70…20 гут/т*км.

 

Транспортные возможности тяжелых дирижаблей

Транспортные возможности дирижаблей средней грузоподъемности

 

На данных графиках представлены зависимости дальности полета от полезной нагрузки для дирижаблей с различной взлетной массой и объемом оболочки (от 30000 м³ до 300000 м³). Наблюдается следующая закономерность: чем больше объем оболочки дирижабля, тем больше весовая отдача на полезной нагрузке. Скорость полета для представленных дирижаблей варьируется в диапазоне от 100км/ч до 160км/ч. На графике так же приведены возможности двух транспортных самолетов: Ан-124-100 и Ил-76МД-90А. Этот пример показывает, что дирижабли, с разными объемами оболочки,  превосходят самолеты по транспортным возможностям.

 

Весовая эффективность.

Высокая весовая отдача конструкции перспективных дирижаблей в сочетании с малым расходом топлива позволяет получить феноменальный для летательных аппаратов результат по критерию «весовая отдача конструкции по коммерческой нагрузке»: 1 кг конструкции летательных аппаратов легче воздуха способен нести до 2-2,5 кг коммерческой нагрузки, что в 3-6 раз больше по сравнению с современными летательными аппаратами тяжелее воздуха. Следует особо отметить, что дирижабли с высокой весовой отдачей могут быть построены практически любой грузоподъемности, в то время как самолеты и вертолеты имеют жесткие ограничения, «пределы роста».

 

Отсутствие ограничений по маршрутам передвижения.

Одним из важнейших преимуществ дирижаблей перед другими видами транспорта является отсутствие для них ограничений по маршрутам передвижения. Они способны вертикально взлетать и садиться, летать на большие расстояния, доставлять груз «от двери до двери», требуя при этом минимальные затраты на инфраструктуру. Как известно, все используемые сегодня виды транспорта имеют ограничения по маршрутам передвижения.

Вертолет – малые расстояния;

            Автомобиль – шоссейная дорога;

            Самолет – от аэродрома до аэродрома;

            Корабль – река, море, океан;

            Поезд – железная дорога.

К тому же все виды транспорта, за исключением вертолета, требуют значительных вложений в инфраструктуру.

 

Безопасность.

В полете дирижаблям присущи два прекрасных качества:

-первое – при малых и нулевых скоростях полета они являются статически устойчивыми ЛА, так как у них центр аэростатического давления подъемной силы находится выше центра масс;

- второе – их основная подъемная (аэростатическая) сила (или ее еще называют архимедовой силой) не зависит от скорости полета, а значит, и от силовой установки.

Эти два фактора вносят существенный вклад в то, что следует назвать естественной безопасностью дирижаблей. Даже выход из строя всех двигателей и систем управления полетом не катастрофичны для дирижабля.

 

Экологичность.

 Дирижабли обладают высокой экологичностью. Для них характерны:

            - малый выброс в атмосферу продуктов сгорания углеводородного топлива;

- низкий уровень шума;

- совершенно незначительный уровень антропогенного воздействия необходимой инфраструктуры на окружающую природу.

Особо следует сказать о возможности широкого использования для работы силовой установки дирижабля абсолютно экологически чистых источников энергии, таких как водород и солнечная энергия, так как:

а) для дирижаблей характерно сочетание малой потребной энерговооруженности с наличием большой омываемой поверхности, на значительной части которой могут быть размещены солнечные батареи;

б) дирижабли  имеют достаточные объемы для размещения в нем не только сжиженного, но, и что чрезвычайно важно, газообразного водорода.

 

Комфорт.

Еще одним немаловажным преимуществом дирижаблей, во всяком случае, по сравнению с самолетами и вертолетами, является комфорт. Он проявится в трех аспектах.

1. Высокий комфорт пассажирских и особенно круизных многоярусных дирижаблей, оборудованных каютами, прогулочными палубами, соляриями, кинозалами и ресторанами.

2. Дирижабли при входе в турбулентность или порыв ветра подвергаются значительно меньшим перегрузкам. Поэтому их практически не «болтает» и они сохраняют плавность хода. Особенно это характерно для дирижаблей большой размерности. Плавность хода в сочетании с осознанием безопасности полета будут производить на пассажиров наиблагоприятнейшее впечатление и многие их них при перелетах на средние расстояния (от 500 до 2000-3000 км) в ущерб скорости пересядут с самолета на дирижабль.

 

Выше перечисленные возможности и достоинства дирижаблей нового поколения в состоянии  в будущем изменить парадигму в транспортной логистике.

 

                                                            ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА

 

Целью проекта является решение важной социальной задачи конкретного улучшения транспортной логистики и гарантированного обеспечения транспортной связности страны. Эта проблема наиболее актуальна для районов России с недостаточно развитой транспортной инфраструктурой, это в первую очередь районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего востока.

Задачи проекта:

 

-поэтапная разработка не имеющих аналогов в мире многоцелевых и транспортных дирижаблей грузоподъемностью 25-30т;

 

- создание производственной дирижабельной базы (общая сборка, ремонт, техническое обслуживание);

 

- создание центров подготовки пилотов и эксплуатации  дирижаблей;

 

- организация серийного выпуска транспортных дирижаблей.

 

КООПЕРАЦИЯ ДИРИЖАБЛЕСТРОЕНИЯ

 

            В настоящее время в России разработкой техники для воздухоплавания (привязные аэростаты и дирижабли) а также бортовых комплексов управления и навигации и аппаратуры мониторинга земной поверхности занимается достаточно большое количество предприятий в том числе:

 

·         ФГУП ГосНИИ Авиационных Систем;

·         ФГУП ЦАГИ;

·         ФГУП Центральный Институт Авиационного Моторостроения;

·         ФГУП Всероссийский Институт Авиационных Материалов;

·         ФГУП Государственный Центр Системных Исследований;

·         ОАО Национальный Институт Авиационных Технологий;

·         Московский Авиационный Институт (Национальный Исследовательский Университет).

 

БАЗОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПРОЕКТА

 

            Россия имеет колоссальные пространства, связь с которыми чрезвычайно затруднена, а в некоторые периоды времени года даже невозможна. Прежде всего, это значительные территории Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, богатые природными ресурсами, где сегодня формируются крупные территориально-производственные комплексы. Здесь зачастую вообще отсутствуют аэродромы, железные дороги, автомобильные дороги с твердым покрытием. Использование вертолетов имеет жесткие ограничения из-за высокой стоимости перевозки грузов и малой дальности полетов. Применение речного транспорта также крайне ограничено как территориально, так и периодами навигации. Дирижабль - единственный вид транспорта, который не имеет ограничений по маршрутам, и обладает хорошими эколого-экономическими характеристиками.

 

 

 

Технико-экономические характеристики проектов транспортных дирижаблей

(в сравнении с транспортными вертолетами и самолетами)

 

Тип летательного аппарата	Вертолеты		Самолеты			Дирижабли
	Ми-8	Ми-26	Ан-26	Ил-76	Ан-124	3	2'	2	1
Объем корпуса дирижабля, тыс. куб. м.						26	60	60	352
Взлетная масса,  т	11,1	49,5	24	157	405	25,4	57	70,9	332
Масса коммерческой нагрузки, т	4	20	6	40	120	5 (8)***	до 25	30-40	до 200
Крейсерская скорость полета, км/ч	180-220	180-255	450	720-800	800-850	115-140	110-145	140-170	125-165
Дальность полета, км	370-560	400-600	760	5000	4500	2000	3000	1000	5000
Время патру-лирования						до 5  суток	до 15  суток
Часовой расход топлива, кг	610	2540		8200	13000	40-70* 150-300**	90-150* 245-490**	490- 980**	980-() 1860**
Топливная эффективность, г/т*км	1240	660		260	130	145- 230	90-160	105- 170	45-80
Себестоимость летного часа, долл.	3000-3400	14000	4800	12300	22600	450-600	650-1100	800-1400	2300-2900
Себестоимость т*км, долл.	4,1-4,7	3,9	1,8	0,43	0,24	0,45-0,85	0,18-0,35	0,15-0,27	0,08-0,15

* - в режиме патрулирования        ** - на крейсерской скорости    *** - при дальности полета 500 км

 

Из таблицы видно, что многоцелевые и транспортные дирижабли грузоподъемностью от 5 до 200 тонн будут экономичнее (по критерию себестоимости т*км) в 2-3 раза по сравнению с самолетами и в 10-30 раз по сравнению с вертолетами. При выполнении ряда специальных задач, таких как:  доставка «от двери до двери» тяжелых и крупногабаритных грузов, обнаружение и тушение лесных пожаров, охрана морских границ и т.д., дирижабли будут экономичнее аппаратов тяжелее воздуха и других транспортных средств в среднем в 5-10 раз.

 

Базовый проект транспортного дирижабля.

Базовым вариантом для всех дирижаблей принимается дирижабль средней грузоподъемности с объемом оболочки 60000м³. В зависимости от исполнения (туристический, транспортный, патрульный) и от компоновки основной и дополнительной гондол он может быть предназначен для:

- транспортировки грузов массой до 25-30 тонн в стандартных и специальных контейнерах (в том числе для перевозки сжиженного природного газа и гелия), а также крупногабаритных грузов (40*10*5м) на внешней подвеске;

- одновременной транспортировки пассажиров (до 30 человек) и грузов (до 20 тонн) при вахтовых методах добычи полезных ископаемых;

- поиска полезных ископаемых, в том числе  нефтегазоносных структур;

- несения патрульной службы (охрана сухопутных территорий и акваторий, связь, инструментальная разведка) с длительностью беспосадочного полета до 15 дней;

- выполнения задач по предотвращению техногенных аварий и катастроф, как природного характера, так и связанных с деятельностью человека;

- проведения спасательных операций на суше и море;

 

                                              

 

Фрагменты видеофильмов основных вариантов использования многоцелевого транспортного дирижабля А-06

 

- перевозки пассажиров и экскурсантов (от 100 до 150 человек) на малые и средние расстояния;

- длительных воздушных круизов (высококомфортабельный каютный вариант гондолы на 20-36 туристов).

Все транспортные аппараты проектируются в соответствии с международными нормами летной годности для дирижаблей большого объема TAR (Transport Airship Requirements), снабжены оригинальными противообледенительными системами и рассчитаны на безэллинговую круглогодичную эксплуатацию днем и ночью во всех климатических зонах земного шара.

Конструкция аэростатических ЛА выполнена преимущественно из высокопрочных и высокомодульных полимерных композиционных материалов и современных многофункциональных ткане-пленочных материалов. Двигатели преимущественно дизельные (экономичные, многотопливные) и вентильные электрические. Маршевые и вспомогательные движители силовой установки обеспечивают все потребные режимы полета и швартовки дирижабля, включая и режим висения «над точкой».

КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА  ПРОЕКТА

 

Конкурентные преимущества проектов обеспечивается, прежде всего превосходством технических характеристик при значительном «ценовом запасе».

Все разрабатываемые проекты дирижаблей не имеют аналогов в мире.

Транспортные дирижабли снабжены оригинальными противообледенительными системами и рассчитаны на безэллинговую круглогодичную эксплуатацию днем и ночью во всех климатических зонах земного шара.

Использование принципиально новых методов механизированной швартовки позволяет сократить численность наземной швартовочной команды до 1-2 человек и осуществлять посадку дирижаблей на площадки малого размера (крыши гостиниц
 в центре города, вертолетные площадки нефтяных вышек, специальные швартовочные площадки на территории летних и зимних горнолыжных курортов).

 Себестоимость производства дирижаблей будет более чем в два раза ниже зарубежных аналогов (если таковые появятся).

            Дирижабли будут в состоянии выполнять транспортные операции в несколько раз дешевле по сравнению с летательными аппаратами тяжелее воздуха (самолетами и вертолетами).

 

ОБЛАСТИ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ДИРИЖАБЛЕЙ

 

 За всю историю развития воздухоплавательной техники было построено немногим более тысячи дирижаблей различных типов конструкции (мягкий, полужесткий, жесткий), размерности (от нескольких сот до 217 тыс. м³) и назначения (для научных исследований, перевозки пассажиров и почты, военного применения). Своего наивысшего расцвета аэростатические летательные аппараты достигли в 20-30 годы прошлого столетия, когда были построены дирижабли-гиганты объемом 100-200 тыс. м³ и грузоподъемностью 50-100 тонн.

В настоящее время проектированием, производством и эксплуатацией дирижаблей занимаются более 30 фирм в мире. Эксплуатируется менее ста дирижаблей малой и средней размерности, в основном в туристическом и рекламном бизнесе.

По оценкам специалистов в ближайшие 25-30 лет мировым рынком может быть востребовано несколько тысяч дирижаблей различной размерности и грузоподъемности, предназначенных, прежде всего для выполнения транспортных операций. Но этот рынок предстоит еще только в ближайшие годы сформировать.

 

      Краткий перечень наиболее общих свойств дирижаблей:

 

1.      Многократно более низкая стоимость дирижабля при заданных величинах крейсерской скорости и грузоподъемности по сравнению с самолетами и вертолетами;

2.      Многократно более низкая себестоимость перевозок (низкая себестоимость тонно-километра) по сравнению с себестоимостью перевозок самолетами и вертолетами;

3.      Высокая скорость по сравнению с железнодорожным и автомобильным транспортом;

4.      Высокая технически доступная грузоподъемность по сравнению со всеми видами транспорта;

5.      Отсутствие практических ограничений на габариты и форму грузов;

6.      Отсутствие потребности в транспортной инфраструктуре, в частности, нет необходимости строить аэродромы, взлетно-посадочные и вертолетные площадки;

7.      Возможность полета от пункта до пункта, от порога до порога, от точки до точки по кратчайшему пути;

8.      Способность зависать над заданным местом на заданной высоте;

9.      Возможность находиться в беспосадочном полете недели и месяцы, возможность дозаправок и смены экипажа;

10. Относительно невысокая зависимость от погодных и климатических условий;

11. Относительно невысокая зависимость способности выполнять транспортные операции от рельефа местности;

12. Низкий уровень воздействия на окружающую среду (экологичность), например, малая шумность, низкие удельные энергозатраты и, соответственно, низкий уровень выброса продуктов сгорания топлива в атмосферу, отсутствие воздействия на вечную мерзлоту и растительный покров.

      Краткий перечень технико-экономических задач, в решении которых роль дирижаблей является значительной или решающей:

 

1.      Экономичная, надежная и безопасная перевозка грузов и пассажиров в отдаленные и труднодоступные места, например, вахтовых бригад газовиков и нефтяников к вахтовым поселкам;

2.      Скоростная, экономичная отсыпка северных железнодорожных путей без прокладки вспомогательных автомобильных дорог, например, Северного широтного хода или железной дороги вдоль берега Северного Ледовитого океана до Чукотки;

3.      Раннее обнаружение и быстрое, надежное тушение пожаров с помощью аэролетной пожарной службы;

4.      Медицинская помощь в труднодоступных местах коренным малочисленным народам Севера;

5.      Крупномасштабная, круглогодичная, точная, экономичная геологоразведка, результативный поиск месторождений полезных ископаемых, в том числе железорудных, угольных, золотоносных, алмазоносных и нефтегазоносных структур;

6.      Надежное и экономичное обеспечение на систематической основе северных городов, населенных пунктов, вахтовых поселков продуктами питания, топливом, сжиженным газом, оборудованием, материалами, техникой;

7.      Обеспечение строительства северных городов и северных обрабатывающих и перерабатывающих предприятий без прокладки к ним железных и автомобильных дорог;

8.      Оперативная и экономичная доставка полносборного, тяжелого, крупногабаритного нефтяного, газового, бурового (например, буровых вышек), энергетического (например, турбин для ГЭС) промышленного оборудования в отдаленные и труднодоступные регионы; 

9.      Систематический вывоз продукции с предприятий и снабжение их сырьем;

10. Контейнерная транспортировка сжиженного природного газа и гелия до мест потребления, включая европейские и азиатские страны;

11. Транспортное обеспечение лесодобычи; экологически чистая выработка леса, доставка древесины к деревоперерабатывающим комбинатам без ограничений по расстояниям, в том числе с целью получения биотоплива (древесных гранул, дизельного топлива); доставка биотоплива региональным потребителям;

12. Обеспечение переправ через реки, например, через р. Обь между городами Лабытнанги и Салехардом, или через р. Надым;

13. Рейсовые пассажирские перевозки на малые и средние расстояния;

14. Континентальные и межконтинентальные круизы, полеты на Северный полюс, полеты вокруг земного шара;

15. Разгрузка и погрузка кораблей на рейде или в открытом море; это позволяет во многих случаях избежать необходимости строительства порта;

16. Выполнение спасательных операций на море, на суше в горах, в лесах, в тундре;

17. Экологический мониторинг воздушной и водной среды, земной поверхности в местах добычи полезных ископаемых;

18. Мониторинг нефтяных и газовых трубопроводов, линий электропередачи;

19. Несение патрульной службы, охрана территорий и акваторий;

20. Обеспечение развертывания и функционирования систем связи;

21. Картографирование, кино-, фото- и телесъемка;

22. Реклама и др.

Ниже дадим краткие комментарии  к некоторым перечисленным задачам.

 

Транспортные операции по заброске людей и грузов.

Транспортные операции по заброске людей и грузов в отдаленные и труднодоступные места (ученые, геологи, спасатели, туристы, военные) относятся к наиболее сложным транспортным операциям. Дирижабли с их запасом грузоподъемности, с высокой технической оснащенностью, способностью устойчиво зависнуть над местом выгрузки могут эту операцию значительно упростить, сделать практически безопасной и почти комфортной.

 

Отсыпка железнодорожного полотна.

Развитие железнодорожной сети на Севере наталкивается на многочисленные трудности. Одна из наиболее значительных трудностей связана с вечной мерзлотой, ее свойствами, с ее высокой уязвимостью от механических воздействий. Для отсыпки железнодорожного полотна приходится прокладывать временную автомобильную дорогу. Объем грунта превышает объем инертных материалов, идущих непосредственно на железную дорогу, в девять-десять раз. В пересчете на каждый погонный метр построенной железной дороги уходило до ста кубических метров привозных инертных материалов, из которых до 90 кубических метров шло на отсыпку автомобильной дороги и ее постоянное восстановление. Иными словами, дорогие в северной эксплуатации грузовики работали в основном на обеспечение собственных транспортных потребностей.

Автомобильная дорога инициирует растепление вечной мерзлоты, и этот процесс распространялся в глубину под  строящуюся по соседству с ней железную дорогу. Чтобы полностью остановить этот процесс приходится существенно изменять и фактически усложнять структуру железнодорожной балластной призмы и строительного технологического процесса. В результате скорость строительства балластной призмы падает в пять и более раз, а стоимость железнодорожного пути многократно возрастает.  

Применение дирижаблей позволяет значительно ускорить и удешевить процесс строительства железной дороги. Автомобильная дорога не отсыпается совсем. Все транспортные операции должны выполняться дирижаблями: доставка дренирующего грунта, мерзлого песка, гравия, рельсошпальных решеток, техники, вагончиков, топлива и проч. Объем перемещаемых инертных материалов сокращается до десяти раз. Дирижабли не только могут доставлять инертные материалы, но при выгрузке осуществлять также их предварительное распределение вдоль будущей насыпи. Наземная техника осуществляет лишь итоговую, чистовую планировку. Дирижабли позволяют не только доставлять, но и предварительно раскладывать рельсошпальные решетки вдоль пути. Путеукладчик не совершает поездки за очередными партиями решеток, а только выполняет их точную укладку.

На рис.1 представлены предварительные оценки стоимости затрат и времени на работы по отсыпке полотна железной дороги с помощью дирижаблей различной грузоподъемности и традиционных способов (с помощью автомобильной техники).

Видно, что применение дирижаблей позволяет не менее чем в 5 раз сократить сроки и стоимость операций по строительству железной дороги в Северных районах.

Иными словами, дирижабли позволяют свести северную специфику и северное усложнение и удорожание железнодорожного строительства к минимуму.

 

Обнаружение и оперативное тушение лесных пожаров.

Современные, используемые МЧС технологии и системы обнаружения и тушения лесных пожаров, в том числе с использованием пожарной авиации, показали на многолетней практике свою полную непригодность. Леса горят во все большем масштабе. В прошедшем летнем сезоне по оценке Института космических исследований  на основе собственной спутниковой информации площадь лесных пожаров составила 10-12 млн. га. Стоимость сгоревшего леса можно оценить величиной в 100-120 млрд. долл. 

Проблема лесных пожаров в России с помощью применения дирижаблей может быть полностью решена за несколько лет. Для этого необходимо последовательно использовать все особенности дирижаблей. Региональная система наблюдения и обнаружения пожаров может состоять из дирижаблей, висящих круглосуточно на высоте от сотен метров до нескольких тысяч метров.

Специализированное оборудование, установленное на дирижабле, позволяет обнаруживать пожар на самых ранних стадиях еще до появления заметного дыма. Это могут быть, например, инфракрасные датчики для обнаружения источников тепла или лазерные системы для обнаружения в атмосфере продуктов сгорания. Радиус обзора значительно больше, чем с самолета и может составлять сто и более километров. Площадь наблюдения с одного дирижабля будет составлять более тридцати тысяч га.

Созданная и правильно работающая система раннего обнаружения пожаров полностью исключает возможность возникновения значительных лесных пожаров. Ее работа должна оплачиваться по результату не возникновения сколь-нибудь значимых лесных пожаров.

 

Обеспечение полномасштабной медицинской помощи

коренным малочисленным народам Севера.

На основе дирижаблей целесообразно создать систему медицинской помощи коренным малочисленным народам Севера. Высокая скорость и грузоподъемность дирижаблей позволяют проводить поголовную диспансеризацию с использованием полного набора необходимой медицинской техники, включая рентгеновское оборудование и томографическое оборудование, лабораторное оборудование для выполнения различных анализов. Дирижабли позволяют обеспечить не только доставку оборудования вместе с бригадой специалистов – медиков в любое удаленное и труднодоступное место, но и создать  нормальные условия работы и жизни во время выездной диспансеризации. Возможно размещение на дирижабле госпиталя с операционной, выездной бригады детских врачей, стоматологических кабинетов с возможностью протезирования и других специализированных медицинских коллективов с оборудованием. Концепция специализированной Арктической медицины, основанной на применении многочисленных российских инновационных разработок в области медицинского оборудования и дирижаблестроения, выдвинута и  разработана ГосЦСИ совместно с МИО «Технологии Будущего».

 

Эффективная и результативная геологоразведка.

Геологоразведка всегда была очень трудоемким, длительным, сложным делом, требующим значительных финансовых затрат и большого масштаба работ, чтобы в условиях сезонного и вероятностного характера поиска новых месторождений давать значимые, устойчивые результаты. И всегда была очень ответственным делом, имеющим государственную важность. Чтобы обеспечить прирост разведанных запасов в России, необходимо резко увеличить объемы геологоразведочных работ. Это можно сделать либо имея значительное число высококвалифицированных геологов, либо повысив многократно их производительность. В любом случае, чтобы на много лет  создать кадровый задел и привлечь в геологоразведку молодежь, нужно улучшить условия и престижность этого нелегкого труда, поднять техническую оснащенность, увеличить зарплату.

       Увеличить зарплату в геологоразведке можно только вместе с повышением  производительности и результативности труда. Последнее означает, что на первое место в развитии российского геологоразведочного дела выходит задача повышения  качественного и количественного уровня технической оснащенности. Только за счет резкого роста технической оснащенности можно многократно увеличить объемы геологоразведки и добиться высокой результативности.

       В состав технической оснащенности входит:

1.      транспортная оснащенность;

2.      оснащенность геологоразведочным и геофизическим оборудованием и приборами, например, приборами сейсморазведки;

3.      оснащенность вычислительной техникой и средствами связи;

4.      оснащенность химическим  и физическим аналитическим оборудованием;

5.      оснащенность навигационным оборудованием;

6.      оснащенность энергетическим оборудованием;

7.      оснащенность оборудованием для обеспечения максимально комфортных условий жизни геологов в полевых условиях.

Движение геологоразведочной партии по пересеченной местности всегда было ее самым уязвимым, самым трудным, медленным, энергоемким и рискованным делом. Оно осуществлялось в основном пешим или конным ходом. Ограничения на вес и габариты грузов очевидны. Авиационным или вертолетным транспортом осуществлялась заброска партии или геологоразведочного отряда в ближайший аэропорт или доступную точку. Дальше к местам геологоразведки партия двигалась самостоятельно, долго, часто многими неделями. В условиях короткого полевого сезона это не позволяло провести достаточно большой объем работ. Геологоразведка больших перспективных районов затягивалась на годы.

Высочайшее качество решения и многократно возросший объем геологоразведочных работ по всей территории региона – это только часть экономического эффекта. Другая часть связана с решением геологоразведочных задач в зарубежных странах. Здесь важно отметить, что тот, кто ведет разведку, как правило, получает затем лицензию на право разработки открытого месторождения. По сути, это механизм экспансии российских сырьевых компаний в национальные сырьевые рынки других стран и сырьевой рынок всего мира. Этот мировой эффект многократно  превосходит внутрироссийский эффект. Более того, он имеет стратегический характер, поскольку позволит в будущем влиять на цены мирового рынка по отдельным видам сырья.

 

Региональная система снабжения.

На основе дирижаблей можно построить систему надежного и экономичного обеспечения северных городов, населенных пунктов, вахтовых поселков продуктами питания, топливом, сжиженным газом, оборудованием, материалами, техникой. Одна из важнейших задач – газификация всей территории округа. Прокладка газопроводов в условиях огромных пространств Ямала потребует огромных затрат финансовых, трудовых и временных ресурсов. С помощью дирижаблей задача газификации может быть решена быстро и эффективно. Дирижабли могут развозить по населенным пунктам специализированные контейнеры со сжиженным газом. Остается построить поселковые газовые сети и газораспределительные подстанции. Газификация позволить обеспечить комфортные условия жизни населению, поскольку газ – это тепло, это отопление жилищ, школ, больниц, детских садов, поликлиник, учреждений, производств, это бытовое горячее водоснабжение.

Дирижабли позволят обеспечить надежное и дешевое газоснабжение за счет резервирования и низких транспортных затрат.

Высокая эффективность при решении этой задачи иллюстрируется рисунком 2.

 

Видно, что газоснабжение 100 поселков региона может быть обеспечено 5-10 дирижаблями большой грузоподъемности или 10-15 дирижаблями средней грузоподъемности. (В расчетах принят специализированный газовый контейнер в габаритах 40-футового морского контейнера массой ~ 30т).

Железная дорога вдоль побережья Северного Ледовитого океана.

Строительство трансконтинентальной железной дороги вдоль побережья Северного Ледовитого океана связано с преодолением многочисленных трудностей природно-климатического, технического, технологического и экономического характера. 

Указанные трудности можно в значительной степени упростить, сгладить и даже обойти, если детально изучить вопрос о широком применении дирижаблей для решения всего спектра задач, возникающих в связи со строительством. Рассмотрим для примера несколько подобного рода задач.  

Работы по трассировке железной дороги, а также по поиску подходящих месторождений инертных материалов требуемого качества могут быть выполнены с использованием дирижаблей. Далее, для сокращения дальности доставки песка, гравия к очередному строящемуся участку железной дороги целесообразно вдоль трассы на минимальном удалении организовывать многочисленные карьеры для добычи и заводы по производству материалов требуемого  качества. Доставка карьерной техники и доставка заводского оборудования должны производиться дирижаблями, чтобы избежать необходимости прокладки временных технологических автомобильных дорог, создания ремонтных мастерских, создания системы доставки и хранения горюче-смазочных материалов, запчастей и проч. В течение подготовительного периода в карьерах ведется добыча сырья для производства инертных материалов и создание технологического запаса. С началом строительства дирижабли осуществляют доставку инертных материалов на множество участков строительства одновременно. Сроки и стоимость строительства железной дороги могут быть сокращены  в три-пять и более раз.

Одновременно со строительством железной дороги может быть начато строительство вдоль нее новых городов. И здесь дирижабли также оказываются незаменимы. Не нужно строить многочисленные аэропорты со всей аэропортовой инфраструктурой, как для самолетов. Не нужно тратить непомерные суммы на транспортные расходы, что оборачивается слишком высокой ценой всего процесса урбанизации российского Севера.

Отметим особо, что снижение сроков и стоимости строительства железной дороги вдоль Северного Ледовитого океана делает этот проект весьма рентабельным, достаточно быстро окупаемым и экономически целесообразным.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

1.    Перспективные дирижабельные комплексы на основе инновационных технологий являются эффективным транспортным средством для широкого спектра народно-хозяйственных задач, особенно для районов Крайнего Севера и Сибири, не имеющих развитой транспортной инфраструктуры, туристического бизнеса и планового воздушного сообщения.

 

2.    При решении широкого круга транспортных задач, применение дирижаблей экономически более выгодно по сравнению с традиционными транспортными самолетами и вертолетами в десятки раз и сравнимо только с железнодорожным транспортом (при его наличии). По метеоусловиям применения дирижабли не уступают самолетам, а в ряде ситуаций их превосходят.

 

3.    Дирижабельная техника является весьма привлекательным объектом для инвестирования.

Контакт:

 

Жеребин Александр Михайлович

Моб. 8(985)2119085

e-mail: zham@gosniias.ru