Некоторые ученые серьезно относятся к возрождению зеппелинов для низкоуглеродных путешествий
В августе этого года Грета Тунберг проплыла через Атлантику на парусной лодке с нулевым уровнем выбросов в знак протеста против высокого углеродного следа путешествий по самолетам. Но есть веские основания думать, что когда-нибудь она может отправиться на климатические протесты через дирижабль - тот самый гигантский самолет, разгоняемый газовыми шарами, которые были популярны в начале XX века. Многие дирижабли, известные также как дирижабли, имеют меньше выбросов, чем суда, и все они являются гораздо более углеродистыми, чем самолеты.
В то время как интерес к ранним дирижаблям ослабел после того, как они оказались слишком медленными и, иногда, слишком опасными, изменение климата делает путешествия самолетов все более спорными. Сейчас некоторые ученые рассматривают дирижабли как серьезное транспортное решение.
В отличие от самолетов, дирижаблям не нужно сжигать много топлива, чтобы взлетать и двигать себя. Поскольку они движутся медленнее, чем самолеты, их считают гораздо более углеродным способом перемещения воздушных грузов, который в ближайшие десятилетия должен утроиться, сообщает Международная ассоциация воздушных грузов. "Дирижабль производит на 80-90% меньше выбросов, чем обычные самолеты", - сказал представитель Международной ассоциации воздушного транспорта Жан Батист Меунье.
Статья в журнале Energy Conservation and Management, опубликованная в сентябре, указывает, что всего один дирижабль может переместить 21 000 тонн материала, не используя почти никакой энергии, если мы используем дирижабли для того, чтобы использовать свободные ветры реактивного потока, узкой полосы быстроходного воздуха над тропосферой, где летают самолеты. Эти ветры, которые в среднем составляют 100 миль в час и могут достигать 250 миль в час, могут продвинуть дирижабль из Денвера в Китай примерно за семь дней или из Лос-Анджелеса в Токио за четыре, говорит Джулиан Дэвид Хант из Международного института прикладного системного анализа Австрии и первый автор статьи.
Дирижабли, которые предлагает Хант, летят в стратосфере, где есть дополнительные преимущества помимо свободного ветра. "Вы можете планировать долгое время заранее, потому что прогноз погоды гораздо лучше - меньше возмущений, и проще прогнозировать характер ветра в стратосфере", - говорит он. Он предполагает кругосветный маршрут падения и пикапа для дирижаблей, чтобы доставлять грузы за малую-безэнергетическую цену, и он не один.
"На самом деле не нужно летать выше погоды".
Боб Бойд, руководитель программы Lockheed Martin 's Skunk Works, объясняет, что физика дирижаблей делает их по своей сути энергоэффективными. "Плавучий лифт - гораздо более эффективный способ передвижения по небу, чем прямой лифт", - говорит он. Самолеты и вертолеты опираются на прямой подъемник, который работает на горящем ископаемом топливе, в то время как плавучий подъемник опирается на природные свойства таких газов, как водород и гелий, которые легче воздуха и не нуждаются в сжигании.
Однако высотное видение Ханта для взлёта через реактивный поток требует сверхтонких материалов для оболочки корабля, которых ещё не существует. Давление воздуха ниже стратосферы, что создает проблемы повышения давления для конструкции дирижабля. "Структурно обоснованные материалы были одной из проблем,"Говорит Джейсон Роудс, старший научный сотрудник НАСА в области реактивного движения. На высоте от 5000 до 6000 футов, что позволит устранить проблемы повышения давления и сократить время вертикального перемещения.
Эти низколетящие машины, известные как гибриды, скорее всего, то, что мы увидим в ближайшем будущем. Гибридный прототип Aerospace компании Lockheed Martin - три карикатурных мыльных пузыря спереди, чтобы помочь с навигацией и двигателями, чтобы помочь с маневренностью. По словам Бойда, гибридная конструкция компании использует 20% аэродинамического подъемника - легкомоторный усилитель для немного "эффекта, похожего на самолет" - и гелий для оставшегося 80% плавучего подъемника. Конечный результат использует значительно меньше топлива, чем самолет, и может получить доступ ко многим областям, которые другие транспортные средства не могут.
Грузу, во-первых, не нужно двигаться так быстро, как летают самолеты. "Расточительно тратить все деньги и энергию на доставку грузов из Азии в Северную Америку по 500 миль в час, чтобы потом несколько дней сидеть на складе, прежде чем он будет перемещен", - говорит Барри Прентис, профессор управления цепочками поставок Университета Манитобы и президент Floant Aircraft Systems International (BASI). С экологической точки зрения мы платим "огромные расходы, поскольку реактивные двигатели являются наиболее загрязняющими любой вид транспорта", говорит он. Использование дирижабля может удешевить как использование топлива, так и производство углерода до 90%, сообщает Международная ассоциация воздушного транспорта.
Помимо смягчения причин изменения климата, дирижабли могут также смягчить последствия, говорит Прентис. По его словам, на севере Канады тают ледовые дороги - магистрали, образованные замерзшими озерами, и скоро станет сложнее добраться до труднодоступных общин, которым и без того не хватает достаточного жилья и доступного продовольствия. BASI строит дирижабли для перевозки больших, тяжелых грузов, таких как продукция, строительное оборудование и модульное жилье без необходимости дорог или взлетно-посадочных полос, пересекая расстояния для отдаленных общин и районов без надежных дорог. Они могут полностью устранить потребность в дорогах, что позволит сократить масштабы строительства и загрязнения в чувствительных экосистемах, где часто строятся дороги, и избежать высоких расходов на строительство дорог для удаленных общин, не имеющих средств к существованию. Точно так же взлетно-посадочные полосы не понадобятся, потому что большинство дирижаблей могут приземлиться в любом месте, достаточно ровном - будь то на воде, снегоходе, пляже или поле.
Их способность приземляться где угодно компенсирует их отсутствие скорости. Контейнеровозы ждут в заведомо резервных линиях, прежде чем их грузы разгружаются на грузовики, которые сами по себе склонны к пробкам. Дирижабли могут забирать товары для регионального распределения непосредственно с завода, если полезная нагрузка достаточно велика (как заказ новых автомобилей и грузовиков), пропуская перегруженные города и избегая путешествий по водным путям, где морские животные делают свои дома..
Кроме того, дирижабли не ограничены размерами контейнеров для грузовых автомобилей или железнодорожных коек, что позволяет перемещать крупные транспортные средства и машины непосредственно в труднодоступные места, такие как строительные проекты, перегруженные города или шахты. "Транспортировка массивных грузов - как полностью собранная тяжелая техника", - говорится на сайте Lockheed Martin. "У груза будет ограничение по весу, но нет практического ограничения по размерам", - сообщает компания U.K. Varialift Aircraft.
Эти характеристики делают их полезными для гуманитарных миссий и миссий по ликвидации последствий стихийных бедствий. "Инфраструктура - одна из первых вещей, которая идет ураганом, приливной волной или землетрясением. Дирижабль идеально подходит для того, чтобы доставлять помощь и беженцев ", - говорит Бойд, указывая на разрушения, вызванные цунами, обрушившимся на Индию в 2004 году. В условиях опустошения 2 000 миль береговой линии даже мощного вертолетного подъемника было недостаточно для того, чтобы достаточно быстро переместить тяжелые запасы, такие как свежая вода и продукты питания, к нуждающимся миллионам людей. "[Дирижабли] более боеспособны, чем вертолеты - безопаснее, экологичнее и с более высокой эксплуатационной дальностью", - говорит Марк Дори (Mark Dorey), руководитель компании Strightline Aviation, которая создана для того, чтобы быть оператором гибридных дирижаблей Lockheed Martin.
Пребывание на борту до тех пор, пока дирижабли могут - большинство моделей легко дойти на неделю - означает, что их можно использовать и для долгосрочной работы: обследования, безопасность границ в отдаленных районах и, что важно, научный мониторинг. В настоящее время спутники на низкой околоземной орбите, которые могут фиксировать большие детали, перемещаются мимо площадки только каждые два часа, в то время как изображения с более высоких геостационарных спутников имеют более низкое разрешение, потому что они находятся дальше. Дирижабли могли бы заполнить потребность в непрерывном, детальном мониторинге в одном месте. "Можно было посмотреть, как меняется растительность в течение сезона, при изменениях поверхности океана или сельского хозяйства", - говорит Роудс из NASA. "[Дирижабль] мог обеспечивать обнаружение пожара в течение всего пожарного сезона; Он мог наблюдать за огнем и понимать его последствия в течение нескольких дней и месяцев. "
Важно не упускать из виду тот факт, что дирижабли значительно тише самолетов, наделая лишь столько шума, сколько большой автомобильный двигатель, на тысячи футов выше основания. Какой газ лучше всего использовать для заполнения воздушных шаров дирижабля, подлежит обсуждению. Среди тех, кто полагается на гелий для лифтинга, - Lockheed Martin, Varialift и Flying Keys, у которых есть инвесторы из Китая и Франции. Между тем модель реактивного потока Hunt опирается на водород, как и конструкция BASI, которая также включает солнечные батареи. Водород имеет основные преимущества: он дешев, он может быть создан с использованием возобновляемых источников энергии, и он имеет большую подъемную способность - примерно от 6% до 8% больше, чем гелий - но он также легковоспламеняющийся. Гелий - нет, и поэтому это более безопасный выбор, хотя, по словам Прентиса, современные технологии могут защитить дирижабли от взрывов, указывая на то, что возгорание происходит только при концентрациях водорода, превышающих 4% - маловероятно из-за небольшой утечки. Бензин, отмечает он, воспламеняется при концентрации 1%, что делает его "гораздо опаснее водорода". Для некоторых риск не стоит того. "[Водород] не дает такого большего подъёма, так стоит ли это на самом деле идти от чего-то совершенно безопасного и инертного к чему-то легковоспламеняющемуся?" Бойд спрашивает.
Из соображений безопасности гелий, скорее всего, поможет отрасли двигаться вперед в ближайшем будущем. Хотя есть опасения, что в мире заканчивается бурный газ, исследование Бойда по сообщениям USGS о поставках гелия говорит о "недопонимании." Водород, возможно, небезопасно использовать для подъема, но, по его словам, он был бы полезен в качестве безуглеродного топлива для питания навигации дирижабля.
Несмотря на то, что плохая погода вызвала некоторые аварии в первые дни дирижаблей, опасения, что кто-то может попасть, как воздушный шар в шторм сегодня, не должны восприниматься слишком серьезно, потому что строящиеся дирижабли настолько огромны. "На самом деле не нужно летать выше погоды", - говорит Прентис. "Действительно большой дирижабль, такой, какой мы бы использовали для грузов, он обладает большой инерцией и не собирается сильно разгоняться". К дирижаблям, круизным кораблям небес, даже больших волн будет ничтожно мало.
Мир, где гигантские дирижабли дрейфуют над головой, может показаться возвращением в давно забытое прошлое, но он также чувствует себя невероятно футуристично. План сертификации Lockheed Martin уже утвержден Федеральным авиационным управлением, и, по оценкам Бойда, на обновление авиационных правил, позволяющих использовать коммерческие дирижабли, потребуется два-три года. Но заказ дирижабля открыт. "Можно купить один за $40 млн до $50 млн, в зависимости от вариантов", - говорит он. "Это примерно половина стоимости самолета подобного размера." И гораздо меньше углерода пролилось в небо.
