Дирижабли, когда-то считавшиеся артефактом прошлого, вновь привлекают внимание всего мира как эффективное средство для транспортировки грузов. Страны, такие как США, Китай и государства Европы, активно разрабатывают новые версии этих летательных аппаратов, которые могут перевозить грузы в несколько раз больше, чем вертолеты. Однако главной проблемой остается их управляемость, и решением этой задачи занимаются, в том числе, российские ученые. В Институте теплофизики СО РАН была разработана уникальная система управления, позволяющая дирижаблю удерживаться на месте, двигаться вбок и сохранять устойчивость даже при близком контакте с землей. Более подробно об этой инновации можно узнать из материала на 29.Ru.
Когда речь заходит о дирижаблях, у большинства людей на ум приходят либо печально известный «Гинденбург», либо туристические полеты. Тем не менее, интерес к данному виду транспортных средств не угас. В США разрабатываются стратосферные аппараты для связи и наблюдения, Европа делает акцент на пассажирские проекты, а в Китае тестируются собственные гражданские дирижабли.
Дирижабль «Гинденбург», построенный в Германии в 1936 году, остается самым большим в истории. Он потерпел крушение 3 мая 1937 года во время рейса из Германии в США. Несмотря на то, что он преодолел значительное расстояние за три дня, посадка была невозможна из-за сильной грозы. Когда «Гинденбургу» наконец разрешили приземлиться, он внезапно загорелся, и через 34 секунды полностью сгорел, унеся жизни 36 человек из 97 находившихся на борту. Вероятной причиной катастрофы стали утечки водорода из одного из баллонов.
Главное преимущество дирижаблей заключается в их способности перевозить тяжелые грузы на большие расстояния при значительно меньших затратах, чем для вертолетов. Однако управление этими аппаратами долгие годы оставалось слабым местом конструкции. Как объясняет советник директора Института теплофизики СО РАН Игорь Ким, на малых скоростях рули практически не работают, и дирижабль начинает зависеть от ветра. Ранее для посадки требовались специальные мачты и десятки людей, занятых удерживанием огромного аппарата.
Российские ученые предложили уникальную систему управления, адаптированную специально для дирижаблей, которая позволяет контролировать летательный аппарат на всех этапах его движения. В мире существуют аналогичные технологии, однако они не превосходят новое сибирское решение по эффективности и результативности.
Основой новой технологии стали исследования, связанные с созданием циклолетов — летательных аппаратов с необычными циклороторными движителями, над которыми ученые работали в рамках проекта Фонда перспективных исследований. Эти движители напоминают колеса старинных пароходов и способны постоянно изменять угол атаки, что позволяет контролировать направление воздушного потока.
Различие между двигателями и движителями заключается в их функциях: двигатели создают рабочую силу, а движители используют эту силу для создания движения через взаимодействие с окружающей средой. Однако финансирование амбициозного проекта циклолетов завершилось на стадии создания математической модели и летающего демонстратора. Тем не менее, в ходе испытаний ученые сумели накопить значительный объем данных, которые легли в основу новой разработки.
По словам Игоря Кима, «обычные воздушные винты продолжают отвечать за полет по маршруту, в то время как циклороторы выступают в качестве корректирующей системы. Это позволяет удерживать дирижабль в заданной точке, компенсировать порывы ветра и разворачиваться практически на месте». В результате, новые аппараты получили возможности, ранее недоступные для дирижаблей.
Если система управления подтвердит свою эффективность, привычная инфраструктура дирижаблей может стать устаревшей. Разработчики уверены, что новые воздушные суда смогут обходиться без крупных причальных комплексов и многочисленных наземных команд, «научившись» самостоятельно взлетать и садиться на неподготовленные площадки, подобно вертолетам, при этом сохраняя свою грузоподъемность.
В настоящее время испытания проводятся на экспериментальном дирижабле длиной около девяти метров. Однако расчеты показывают, что эта технология может быть успешно применена и для гораздо более крупных аппаратов.
Недавно испытания новой системы управления прошли в Красноярске. Девятиметровый дирижабль стал моделью для тестирования системы. Игорь Ким подчеркивает, что использование данной технологии не ограничивается только грузовыми перевозками. Дирижабли могут применяться для геофизических исследований, экологического мониторинга, ретрансляции связи, а также наблюдения за транспортной ситуацией и коммунальной инфраструктурой.
Кроме того, одно из направлений работы — разминирование территорий, с чего и началась разработка проекта. В долгосрочной перспективе грузовые дирижабли могут стать важным элементом логистики в российской Арктической зоне, где уже предусмотрено создание аппаратов грузоподъемностью от 30 до 200 тонн.
Новосибирск может стать одним из центров развития этой отрасли благодаря наличию профильных научных институтов, авиационных предприятий и университетов, которые способны не только разрабатывать и тестировать новые машины, но и готовить специалистов. Дирижабли собираются в красноярском филиале Института теплофизики СО РАН, где учёные уверены в большом будущем своей разработки.
Первая публичная демонстрация новой технологии состоится в ближайшее время. На показе экспериментальный дирижабль не будет выполнять полноценный полет, но продемонстрирует возможности, которые еще недавно казались невозможными для таких аппаратов, такие как зависание, разворот на месте, боковое движение и точное удержание позиции у земли. Эти достижения, по мнению разработчиков, могут вернуть дирижаблям практическое значение почти через век после их расцвета.