Увековеченная на пленке картина горящего Цеппелина "Гинденбург" на десятилетия оттолкнула дирижабли в небытие. Теперь, после 80 лет изгнания, они возвращаются-быстрые, безопасные и вещают низкоуглеродный грузовой воздушный транспорт.
Во второй половине XX века небо заволокло реактивными самолетами. А дирижабли? Никто не верил, что они когда-нибудь поднимутся после громких бедствий 30-х годов.: британский "R101 который во время шторма рухнул в Атлантику на восточном побережье США в 1933 году, и самый громкий – немецкий” LZ 129 Гинденбург", который сгорел при посадке в Нью-Джерси в 1937 году. Немецкие дирижабли, по имени их конструктора графа Фердинанда фон Цеппелина, именуемые цеппелинами, в отличие от американских накачивались горючим водородом. США, контролировавшие в межвоенный период мировое производство гелия, установили запрет на его экспорт. После трагедии в Нью-Джерси американцы отменили эмбарго, но уже не смогли воскресить веру в дирижабли.
Времена меняются
Предстоящий налог на CO2 изменит уравнение расходов в авиации, которое составляет 14 процентов на выбросы CO2, генерируемые транспортным сектором. Этот прогноз побуждает искать решения с более низким уровнем потребления энергии и выбросов CO2. Хотя сегодня трудно представить дирижабли в качестве альтернативы пассажирской авиации. Но они могут успешно конкурировать на мировом рынке авиаперевозок (стоимостью 120 млрд $), морских (более 200 млрд $) и во много раз мощнее (более 3 трлн $) автомобильных грузовых перевозок, особенно в районах со слаборазвитой инфраструктурой.
Дирижабль Фрахт был бы неоценим в Арктике. "Осиротевшие" природные ресурсы и человеческие кластеры на Крайнем Севере бросают вызов преобладающим в Канаде, России, Норвегии, Аляске и Гренландии. Из-за отсутствия инфраструктуры аэропортов полеты в эти места затруднены. Судоходство более экономично, но контейнеровозы требуют строительства глубоководных портов. Экологически чистые цеппелины с высоким тоннажем были бы оптимальным решением.
Фантастика? Необязательно
В статье под названием „Аргументы за восстановление для использования дирижаблей”, опубликованной на научном портале Springer, ученые сумели обосновать использование дерижаблей. По их мнению, это позволило бы снизить расход топлива на 96 процентов. Грузовые суда будут плавать при сильном ветре на высоте более 12 км со средней скоростью 160 км / ч.
Ветряные потоки постоянно перемещают огромные воздушные массы с запада на восток – например, из Шанхая в Лос-Анджелес, из Нью-Йорка в Лондон или из Франкфурта в Мумбаи. Ученые подсчитали, что на преодоление дистанции равное 180 градусам долготы с усилением северного ветра путь займет около 8 дней, а южный маршрут – 7 дней. У морского судоходства не было бы шансов с ним ни с точки зрения времени, ни с выбросами CO2.
Второй аргумент в пользу воскрешения дирижаблей, который поднимают исследователи , заключается в снижении затрат на быструю доставку товаров, особенно в отдаленных от побережья регионах. И, наконец, третье-возможность транспортировки водорода без необходимости его конденсации, что снизило бы затраты на развитие водородной экономики. Дирижабли, перевозящие водород по природе вещей, были бы заполнены им, поэтому из соображений безопасности они должны были быть беспилотными. Достигнув цели, откачали бы 60-80 процентов водорода, оставляя 20-40 процентов на дорогу домой. Чтобы противодействовать рискам воспламенения водорода, авторы статьи предлагают автоматизировать эксплуатацию, погрузку и разгрузку водородных дирижаблей и проектировать маршруты полета таким образом, чтобы они обходили города.
Гелий на вес золота
В отличие от несчастного „Гинденбурга” современные дирижабли используют гелий. И, вопреки внешнему виду, они вовсе не Элеоноры. Когда-то закачанный газ служит постоянно. Ежегодно улетают только следовые количества, требующие пополнения. Гелий-газ немного тяжелее, но безопаснее, чем водород. По мере того, как предложение гелия падает, его цены растут. Ресурсы гелия, который получается путем ректификации природного газа, часто впустую, поскольку его восстановление оплачивается лишь при достаточно высокой концентрации в месторождениях природного газа. Вопрос в том, что будет, если кончится гелий? Возможно, концепция использования водорода вернется, как предполагают исследователи, но это будет означать ограничение использования дирижаблей для перевозки.
До сих пор наибольшим успехом пользовалась британская компания Hybrid Air Vehicles (HAV). В рамках совместного предприятия с Northrop Grumman, мировым гигантом оборонной промышленности, осуществляла контракт стоимостью 517 млн $. По заказу Армии США в 2012 году разработала HAV 304, дирижабль гибридный, сочетающий черты аэростата (корабля, заполненного газом легче воздуха, то есть, водородом или гелием) и летательного аппарата более тяжелого, чем воздух, то есть, самолета или вертолета. Он должен был служить во время разведывательной миссии в Афганистане. Однако американцы изменили концепцию, поэтому прототип не имел шансов войти в производство. Однако компания HAV не сложила оружие. При поддержке британского правительства и грантах ЕС она выкупила демонстрационную копию, проданную американцам, и перестроила ее, назвав Airlander 10. Не без трудностей, но прототип получил сертификацию Европейского агентства по авиационной безопасности (EASA), и началась подготовка к производству. Испытанная модель поднимается на высоту 6 км, может находиться в воздухе до 5 дней,берет 10 тонн груза и имеет дальность почти 7500 км. Машина, предназначенная для выполнения грузовых полетов, будет иметь грузоподъемность 50 тонн. Тогда ориентировочная стоимость транспортировки составит 0,50 $ за тонну / км, что примерно на треть дешевле.
Машина в форме гигантского дельфина имеет трехслойную обшивку, состоящую из комбинации углеродных композитов. Заполненный гелием, он оснащен четырьмя дизельными двигателями, приводимыми в движение трехлопастными пропеллерами, обеспечивающими тягу, необходимую в полете и во время маневров. Каждый двигатель дополнительно оснащен генератором мощностью 50 кВт, производящим электроэнергию для систем дирижабля. Электропривод может использоваться во время полета взаимозаменяемо с выхлопным газом. Airlander не нуждается в аэропорте, он может приземляться близко к городским центрам или даже на воде. Развивает крейсерскую скорость до 150 км/ч, используя вектор тяги вертолетного типа при взлете и посадке.
HAV утверждает, что гибридный привод (Airlander, таким образом, является гибридом как с точки зрения аэродинамической конструкции, так и с точки зрения источника привода) позволяет сократить выбросы выхлопных газов на 75 процентов. Оптимизация электродвигателей (конструктор сотрудничает с Collins Aerospace и Ноттингемским университетом в этом отношении) улучшит этот результат до 90 процентов. Проблема выхлопных газов будет полностью устранена с использованием водородного топливного элемента, который имеет в виду, что он вообще не выделяет CO2.
Глобальная гонка
В августе 2020 года HAV получила щедрый грант (1 млн фунтов стерлингов) от программы аэрокосмических исследований и технологий Великобритании, которая позволит полностью развернуть этот беспилотный суперкар, пилотируемый модулем искусственного интеллекта и не излучающий ни звука, ни выхлопных газов. В конечном счете, он хочет производить 40 самолетов в год и нанимать 2 тыс. рабочих в цепочке поставок в водородном кластере в Тиссайде, Северная Англия.
И конкуренты не дремлют. Французская компания Flying Whales разработала модель LCA60T, способную вместить 60 тонн. Машина отлично подолшла бы для снабжения бескрайних просторов Крайнего Севера, поэтому правительство провинции Квебек вложило в предприятие 23 млн. $. Идею подхватили Китайцы, в сотрудничестве между Flying Whales и China Aviation Industry General Aircraft (CAIGA). Партнеры хотят в течение 10 лет построить 150 мощных дирижаблей, длиной 150 метров (так же, как Airbus 380 или Боинг-737) и высотой 40 метров, предназначенных для перевозки грузов в районах с плохой дорожной инфраструктурой Азии .
Boeing 747 требуется не менее 70 тонн (почти 90 тыс. литров) авиационного топлива для перелета через Атлантику. Руководитель компании Varialift Airship утверждает, что ARH 50, с той же грузоподъемностью, что и боинг-747, будет потреблять всего 5 тонн на скорости 300 км/ч. Сам перелет был бы значительно дольше, но это не столь важно, если возможно снизить эксплуатационные расходы более чем на 60 процентов. Модель ARH 50 также должна быть дешевле и стоить 1/4 от стоимости Boeing 747.
Как только будет создан флот из нескольких десятков экземпляров, дирижабли будут летать с гораздо меньшей частотой и скоростью, а также ниже, чем самолеты. Все это потребует разработки карты коридоров и правил движения, как в случае с самолетами. Цеппелины, даже после конструктивных улучшений, по-прежнему будут более чувствительными к атмосферным воздействиям, чем самолеты. Без ответа остается вопрос о том, снизит ли масштабный эффект затраты на производство дирижаблей настолько, чтобы они взяли на себя значительный процент континентальных и межконтинентальных грузовых перевозок?
Автор рекомендует к прочтению:
Каковы перспективы развития российской экономики без нефти и газа?
Почему немцы делают бизнес лучше?
Все наличные под контроль! Таков закон. Чего ждать в январе 2021-го?