Солнечный газ
Спасти положение дел в дирижаблестроении могла только замена взрывоопасного водорода негорючим газом, например, гелием. Но найти его впервые удалось в 150 миллионах километров от нашей Земли, на Солнце астроному Пьеру Жансену в 1868 году. Никто не предполагал, что его можно найти или получить на нашей планете. Прошли годы и великий шотландский химик Уильям Рамзай нашел его на Земле. В итоге для добычи солнечного газа понадобились усилия трех наук: физики, химии и геологии.
Поиски неуловимого гелия привели к успеху!
Гелий занимает второе место по распространённости во Вселенной после водорода — около 23 % по массе. Гелий очень долго на Земле искали и нашли его в минералах клевеите, гадолините и монацитовых песках в Индии и Бразилии. Этот гелий является радиогенным. Гелий по содержанию в земной коре занимает второе место после аргона.
А он был ещё и в воздухе! Потребовалось разработать установки для разделения воздуха на составляющие с применением физики низких температур и высокого давления. При температуре ниже 4,2 градуса Кельвина гелий может быть превращён в жидкость при расширительном охлаждении. Это осуществляется при помощи детандера. В 1908 году Х. Камерлинг - Оннес впервые смог получить жидкий гелий, за что был удостоен Нобелевской премии по физике.
Свершилось!
Только в 1917 году, после вступления Америки в войну, был построен завод для добычи гелия в городе Форт-Уорс в штате Канзас. Но война очень скоро прекратилась. Американцы не успели воспользоваться гелием для военных целей. И все-таки они продолжали добывать его. А в сентябре 1923 года им, наконец, удалось накопить несколько десятков тысяч кубометров гелия. Этим гелием американцы наполнили дирижабль «Шенандоа».
Дирижабль «Шенандоа» некоторое время был единственным в мире гелиевым воздушным судном. Но он просуществовал недолго. В сентябре 1925 года, всего лишь через два года после того как его впервые наполнили гелием, дирижабль «Шенандоа» был уничтожен бурей. И вместе с ним погиб весь накопленный гелий. 55 тысяч кубических метров драгоценного газа бесследно растеклись по воздуху. Почти весь запас гелия, добытый к этому времени людьми на всем земном шаре, погиб во время бури, продолжавшейся полчаса. Гибель «Шенандоа» — второго по величине дирижабля в то время — не остановила американцев. Они продолжали строить большие дирижабли, продолжали наполнять их гелием. Завод в Форт-Уорсе был расширен, и вскоре добыча гелия дошла до нескольких десятков тысяч кубометров в месяц. А в 1929 году в штате Техас, в окрестностях городка Амарильо, были найдены новые, бьющие из-под земли природные газы, еще более богатые гелием, чем в Канзасе. И конгресс США постановил устроить в Амарильо второй правительственный гелиевый завод. Химики, геологи, инженеры съехались в Амарильо, чтобы изловить гелий, растекающийся по воздуху, собрать его, не позволить ему пропадать зря. Они проложили в земле газопровод длиной 18 километров и через эту стальную трубу начали выкачивать насосами газовые струи, бьющие из-под земли. Были построены заводские здания и установлены сложные аппараты, которые очищали гелий от примесей, сжимали его до давления в полтораста атмосфер и загоняли в прочные стальные баллоны специальных вагонов-цистерн. Через несколько месяцев в огромный воздушный порт Лейкхерст в штате Нью-Джерси стали прибывать транспорты гелия, добытые на Дальнем Западе, в новой «гелиевой столице мира» — Амарильо.
К высокой причальной мачте лейкхерстского эллинга слетелись воздушные суда. В теле мачты был проложен трубопровод, по которому снизу подавался гелий. Дирижабли жесткой системы, дирижабли мягкой системы, мелкие и крупные, военные и коммерческие, отяжелев после долгого плавания по воздуху, летели к лейкхерстской мачте, чтобы набрать гелия и стать легкими и подвижными, как раньше. Даже «Акрон» и «Мэкон», самые большие дирижабли в мире, вместимостью 185 тысяч кубических метров, не раз вынуждены были восстанавливать свои силы гелием из лейкхерстской мачты. Не наполнять же оболочки гигантских дирижаблей старомодным водородом! Водород ненадежен: он может вспыхнуть от случайного удара молнии. Никакая страховая компания не согласилась бы застраховать такой дирижабль, как «Акрона» или «Мэкон», если бы он был наполнен водородом. Да и пассажиров нельзя было бы уговорить полететь на таком дирижабле. Не очень-то приятно путешествовать, когда над головой висят сотни пудов легко воспламеняющегося газа. Другое дело — гелий. Он безопасен, он не хочет соединяться с кислородом, а потому не взрывается, не горит и даже не тлеет.
Через тернии к звёздам
«Акрон» был разрушен из-за ошибки экипажа — он направился в открытое море во время сильного шторма. Крушение «Акрона» было началом конца эры жёстких дирижаблей на службе флота, особенно потому что их главный сторонник, контр-адмирал Уильям А. Моффетт, погиб вместе с 72 остальными членами экипажа.
Проблемы дирижаблестроения до Второй мировой
Только в 1930 году англичане впервые наполнили дирижабль гелием. Это был огромный дирижабль «R-100». Он вылетел из Англии в Канаду наполненный водородом, а вернулся оттуда наполненный гелием. А как обстояло дело с драгоценным газом в других странах? Японцы пробовали было добывать гелий из монацитовых песков в провинциях Секидамеи и Исикава, но скоро оставили эту невыгодную затею. В японском монацитовом песке оказалось очень мало гелия, — так мало, что для наполнения гелием большого современного дирижабля надо было переработать больше миллиона тонн этого песка.
Немцы во время войны, как об этом правильно догадался английский химик, в самом деле добывали гелий. Но не из природных газов — газов, богатых гелием, в Германии нет. Чтобы достать гелий, немцы пустились на хитрость: в течение нескольких лет перед войной все немецкие пароходы, возившие товары в Индию и в Бразилию, возвращались оттуда, груженные вместо обычного балласта монацитовым песком. В Германии скопилось 5 тысяч тонн монацитового песка. Из этого песка немецкие химики добыли несколько тысяч кубометров гелия. Кроме того, они нашли гелий в воде минерального источника в курорте Наухейм. Из этого источника немцы ежедневно добывали 70 кубических метров гелия. Это составляет всего 25 тысяч кубометров в год. А на большой дирижабль требовалось не меньше 100 тысяч кубометров. Гелия для военных дирижаблей не хватало. А к концу войны и наухеймский источник иссяк. Единственное в мире государство, обильное природными источниками гелия, это Соединенные Штаты Америки. Но добывать этот гелий для наполнения дирижаблей американцы принялись лишь после того, как вступили в войну с Германией. Еще в 1916 году во всех американских лабораториях, вместе взятых, не было даже и одной десятой части кубического метра гелия. Гелий можно было купить только в самых ничтожных количествах, да и то по баснословной цене: двести тысяч золотых рублей за кубический метр.
Военно - коммерческая параллель
Строительство дирижаблей в США продолжается. Они имеют широкие возможности применения для коммерческого использования при обследовании обширных территорий, проведении изыскательских и научных исследований в атмосфере, анализу состояния электроэнергетических коммуникаций, доставке крупногабаритных грузов для промышленных систем и нефтедобычи, в туристическом направлении.
Военное использование дирижаблей происходит, как правило в первую очередь
Армейские дирижабли могут нести локаторы ПРО, контролирующие запуск МБР и контролирующие полёты их боевых частей.
Перемещение дирижаблей в стратосферу очень перспективно. Они будут беспилотными с энергообеспечением от солнечных батарей. На орбите могут находиться несколько месяцев.
Их главными задачами будут обеспечение связи, высотная аэрофотосъемка, а также наблюдение за большими участками местности. Но в теории он может использоваться и для радиоэлектронной борьбы, противовоздушной обороны, целеуказания.
Стратосферные дирижабли со временем смогут стать хорошей заменой спутникам сотовой связи как военного, так и гражданского назначения. Аэростат, зависший на высоте 20 километров, способен обеспечивать устойчивую связь на дальности до 760 километров. При этом дирижабли стоят дешевле спутников, для их запуска не нужна ракета-носитель, они не захламляют орбиту после завершения срока эксплуатации. А в случае поломки аэростат можно посадить на землю для ремонта.
Получается, что проиграв в своё время крылатой авиации, дирижабли могут найти и находят новую, весьма востребованную в перспективе нишу.
Продолжение следует...
