"Небесные странники", или Что могут дирижабли...
Опубликовано в журнале "Бурение и Нефть" №7-8 2018 год
УДК 629.733.55: 622.242.2-182.3
Авторы: А.А. ГОМБЕРГ, Д.А. МИЛЬГРОМ
Дирижабли могут оказать существенное влияние на грузовые и пассажирские перевозки для нефтегазовой отрасли в условиях российского Севера, Сибири и Дальнего Востока. Для решения этих задач предлагается проект дирижабля «Небесный странник» SW-60000, разработанный по полужесткой схеме, унаследовавшей идеи великого итальянского конструктора Энрико Форланини. Такие аэростатические воздушные суда дополнят и существенно расширят возможности нефтегазовой отрасли, создадут условия для ускорения и развития новых и существующих месторождений.
Ключевые слова: дирижабль, нефтедобыча, геологоразведка, Сибирь, Север, новые технологии, инновации, авиация
WHAT CAN AIRSHIPS DO? ON THEIR CAPABILITIES IN GEOLOGICAL RESEARCH AND OIL EXPLORATION
Airships can have a significant impact on freight and passenger transportation for the oil and gas industry in the Russian North, Siberia and the Far East. To solve these problems, the project of a dirigible «Heavenly Wanderer» SW-60000, developed on a semi-rigid scheme, inherited the ideas of the great Italian designer Enrico Forlanini. Such aerostatic aircraft will complement and significantly expand the capabilities of the oil and gas industry, create conditions for the acceleration and development of new and existing fields.
Keywords: airship, oil production, geological exploration, Siberia, the North, new technologies, innovations, aviation
Тема дирижаблестроения достаточно часто проявляется в прессе, дискутируется в интернете и на площадках конференций. Однако, широкого распространения или возрождения в сегодняшнем мире аэростатический транспорт пока не получил. Точного ответа на вопрос "почему" мы не найдем, но отметить наиболее часто встречающиеся ответы стоит. Это долгий психологический след катастрофы гиганта "Граф Гинденбург", это аварии и катастрофы потомков "Цеппелина" авианесущих дирижаблей "Мэкон" и "Акрон", это развитие конкурентных видов авиационного транспорта - самолетов и, особенно, вертолетов, инфраструктура наземного транспорта, трубопроводные нефтяные и газовые системы.
И тем не менее, новые образцы аэростатических систем постоянно появляются в зарубежных странах и, что надо отметить особенно, в России. Более того, в нашей стране созданы и периодически эксплуатируются отличные аппараты легче воздуха, ни в чем не уступающие зарубежным образцам. Продолжается поиск новых конструкторских и технологических решений, позволяющих приблизить появление дирижаблей в небе в качестве эффективного дополнения к привычным самолетам и вертолетам.
Предполагается появление несколько видов дирижаблей, пилотируемых и беспилотных, предназначенных для решения различных задач, размерностью от десятков до сотен тысяч кубических метров объема. Классифицируются такие воздушные суда по времени и высотам полета. "Обычные" грузопассажирские дирижабли летают на высотах до 2 км, можно выделить средневысотные от 2 до 6 км, высотные - до 10 км, и "стратосферные" - до 25 км.
С точки зрения нефтяной и газовой отрасли нас, в первую очередь, будут интересовать дирижабли с малой высотностью, средней грузоподъемностью до 50 т и дальностью полета до 5 тыс. км. Скорость полета обычно не превышает 120 км/ч, обеспечивается вертикальные взлет и посадка, стоянка на причальной мачте с возможностью флюгирования.
Внешний вид таких дирижаблей традиционно напоминает веретено или сигару и обычно называются "классическими". Здесь стоит отметить, что попытки оторваться от "классики" под разными заманчивыми предлогами на практике демонстрируют не лучшие эксплуатационные характеристики, а дополнительные проблемы ставят вопросы о целесообразности конструкций в виде "летающих тарелок" или уплощенных форм "аэродинамического" типа. Наши логистические транспортные задачи способны решать дирижабли привычного вида. Это не означает, что там нет инноваций в конструкции и технологии, просто эти элементы новизны зашиты "внутри" и не сразу видны невооруженным глазом!
Наши нефтегазовые месторождения находятся на необжитых территориях в северных регионах России. Слабо развитая сеть наземных коммуникаций, таких как автомобильные дороги и железнодорожная сеть, небольшая сеть аэродромов и подготовленных вертолетных площадок создают условия для использования дирижаблей!
Наиболее эффективным применением дирижаблей будет доставка комплектов буровых вышек на место базирования по частям при массе блоков до 20 т от крайнего пункта существующей железной дороги. Возле такой станции создается постоянный или временный дирижабледром с оборудованием для обслуживания дирижаблей и погрузочно-разгрузочных работ. Загруженный дирижабль доставляет оборудование на расстояния до 2000 км. В теплое время года разгрузка дирижабля осуществляется параллельно с забором балластной воды из ближайшего водоема. Зимой, конечно, забор балласта представляется более сложным, но вполне реализуемым мероприятием. Кроме того вполне перспективным выглядит и доставка труб различного диаметра, оборудования и материалов вдоль трассы трубопровода или автомобильной и железной дороги. Строительство поселков и их инфраструктуры. По окончании строительства дирижабли могут развозить вахтавиков, осуществлять мониторинг трубопроводов и экологической обстановки, выполнять ремонт и оперативные работы по ликвидации последствий аварий. И все это на расстояниях недоступных для вертолетов!
Стоит отметить, что существующая вертолетная инфраструктура построена исходя из реальных возможностей вертолетов Ми-8/17 и Ми-26 с "плечом" всего в 300 км! В тоже время дирижабль позволяет увеличить это расстояние в несколько раз! С появлением постоянной транспортной инфраструктуры в данном месте дирижабль перестанет быть необходимым, в таком случае он найдет применение на новом маршруте.
Экономика дирижаблей будет вполне эффективной даже при небольшом количестве использования малых и средних дирижаблей, начиная с нескольких десятков таких аэростатических воздушных судов! Каждый тип воздушного судна достаточно легко модернизируется под поставленные задачи и особенности эксплуатации.
Современные материалы оболочки позволяют получить незначительные утечки несущего газа (гелия), выдержать достаточно большие нагрузки от избыточного давления изнутри и внешних воздействий, неплохо чувствуют себя при отрицательных температурах до -50 град.С. Условия полета с небольшими скоростями требуют существенно меньших значений тяги силовых установок, чем самолет или вертолет, а применение экономичных дизельных двигателей позволяет конкурировать с любым из существующих видов транспорта, включая даже речные суда.
Для обслуживания дирижаблей необходимо иметь эллинг на точке постоянного базирования и другую специальную инфраструктуру.
Необходимы причальные подвижные мачты на базе грузовых автомобилей, заправочные топливные системы, комплексы газового оборудования. Персонал немногочисленный, но требует высокой квалификации.
При загрузке дирижабля более 1000 летных часов в год затраты на тонно-километр перевозимых грузов становятся меньше чем у других авиационных систем. Наибольший выигрыш получается при дистанциях более 500 км. В некоторых случаях имеются уникальные возможности транспортных операций.
Рассмотрим проект дирижабля "Небесный странник" SW-60000 (Автор: Александр Гомберг) полужесткого типа объемом 54 000 кубометров газового объема и грузоподъемностью до 20 т. Дальность такого аппарата может составлять 5000 км, а "плечо" - 2000 км. Основные транспортные операции предполагается осуществить на расстояния до пунктов разгрузки от 300 до 1000 км.
Двухслойная конструкция оболочки восходит к дирижаблям великого итальянского конструктора Энрико Форланини, где наружная оболочка выполнена из высокопрочной воздухонепроницаемой ткани и "раздута" изнутри избыточным давлением воздуха, а внутренняя гелиевонепроницаемая секционированная оболочка наполнена несущим газом (гелий) и подвержена незначительным нагрузкам. Такая конструкция обеспечивает очень высокую степень надежности и безопасности даже при существенных повреждениях, позволяет продолжить нормальный полет. На двухэтажной гондоле установлены 4 винтомоторные группы на базе дизельных двигателей с поворотом воздушных винтов на 360 град., что позволяет выполнять вертикальные взлет и посадку, висение, выполнение монтажных работ, даже "прижимать" дирижабль вниз, если потрачено больше топлива или нужно "отдать" груз при недостаточном балласте. Такой летательный аппарат достаточно легко осваивается летным и техническим персоналом, обеспечивается обычным топливом. В дальнейшем предполагается оснащение силовыми установками на базе турбо-винтовых двигателей с системами регенерации тепла, работающими на обычном реактивном топливе (авиационный керосин) или сжиженном газе, авиационном сконденсированном топливе. В рамках такой концепции дирижабли будут эффективны от 20000 куб. м объема до 100000 куб. м и грузоподъемностью от 3 т до 60 т.
Аккуратный и трезвый подход к созданию аэростатических транспортных систем может принести ощутимые выигрышные бонусы, особенно в регионах нашего Севера, Сибири, Дальнего Востока.
В продолжение темы:
Интервью с автором проекта "Дирижабли Якутии" и "Дирижабль SW-60000" Александром Гомбергом (интервью ТВ Якутии 2019 год):