ЧТО БУДЕТ, КОГДА НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИДУТ В ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ
Недостатки воздухоплавания, повышающие входной порог в соответствующие проекты, хорошо известны. Предлагаю посмотреть, что может изменить в этой области применение новых, поистине революционных, технологий.
Критерий конкурентоспособности логистической системы - прирост стоимости груза в пункте доставки по сравнению с начальной стоимостью. Для большинства грузов в качестве критерия можно рассматривать цену тонно-километра. По этому показателю дирижабли сегодня критически уступают самолётам и даже вертолётам, не говоря уже о наземном и водном транспорте.
Однако технологии развиваются, что может привести к расширению экологической ниши воздухоплавания. Хотелось бы обратить внимание на несколько новых факторов, способных оказать положительное воздействие на снижение затрат и повышение надёжности аэростатического транспорта:
1) прогресс в области прогнозирования погоды;
2) численные методы оптимизации маршрутов;
3) повышение эффективности силовой установки;
4) новые материалы;
5) автоматизация управления;
6) отказ от гелия.
Собственно, автоматизация управления имеет, в данном контексте, наибольший потенциал. Беспилотные дирижабли могут быть водородными. При этом снижение эксплуатационных затрат значительно перекроет "водородную добавку" стоимости страховки. Автоматизация безусловно способна решить проблему безопасного причаливания, дозаправки, и перегрузки. Теоретически, не существует препятствий для реализации транспортных задач за счёт дозаправки и перегрузки в воздухе, при помощи дронов.
Автоматизация управления, в сочетании с современными методами метеорологии, даёт возможность просто облетать опасные явления погоды. Более того, автоматизация планирования маршрутов с учётом направления воздушных потоков даёт дополнительный потенциал снижения себестоимости тонно-километра.
С учётом того, что суперкомпьютеры позволяют прогнозировать опасные условия на основании данных не только со спутников и метеостанций, но и со смартфонов, погода сегодня может из грозного фактора превратиться в помощника. Для полноты картины следует сказать, что кардинально решить вопрос зависимости от ветра можно было бы за счёт увеличения энеговооружённости (применения газотурбинных двигателей или даже ядерной энергетической установки). Впрочем, высокая стоимость даже «списанных с борта» газотурбинных установок в сочетании с относительно невысокой транспортной производительностью дирижаблей выводят такое решение за горизонт планирования. В реальной логистике шансы есть только у самых дешёвых воздухоплавательных транспортных систем на основе массовых поршневых двс.
Поскольку на борту появляется водород, а это топливо с высокой плотностью энергии, то его добавка в состав топливной смеси силовой установки помогает в решении сразу несколько задач. Тут и уменьшение массы балласта, и снижении массы топлива, и экологичность.
Если говорить о возможностях, которые предоставляют новые материалы, то это касается, в первую очередь оболочки. Хотелось бы обратить внимание на относительно новый, но уже выпускаемый промышленно сверхмолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), который значительно дешевле и прочнее кевлара (см. Вики).
Утечки газа тоже могут быть снижены за счёт применения новых технологий. Отметим, что газопроницаемость полимеров различается, в зависимости от типа, на порядки (см. "барьерные свойства плёнок"). При этом даже тонкий (микроны) слой фольги в композитном ламинированном многослойном материале способен исключить диффузию газа. Стоимость подобного, широко применяемого гибкого композита (например, упаковка кофе), сравнительно невелика.
Известно, что с ростом размера дирижабля грузоподъёмность увеличивается быстрее, чем совокупные затраты. Однако увеличение размеров воздушного судна ограничено прочностью конструкции при сдвиге ветра. В связи с этим следует отметить, что современные авиационные бортовые радары позволяют "видеть" эти явления.
По поводу эллингов.. Ресурс и наработка авиатехники между сложными формами наземного обслуживания постоянно растёт, да и не требуется крыша для значительного перечня блочного ремонта. Кроме того, для обслуживания оболочки можно использовать территории, например, на севере и на океанских островах, где существуют продолжительные и предсказуемые периоды штилевой погоды.
Дополнительного анализа требует вопрос управления плавучестью за счёт применения сосудов повышенного давления в сочетании с высокопроизводительными компрессорами и пластинчатыми теплообменниками.
В России, благодаря умеренному климату, богатым природным ресурсам и большим расстояниям, существуют благоприятные условия и потребность в использовании дирижаблей. В нашей стране они могут использоваться при решении как традиционных (расширение провозной способности маршрутов, увеличения скорости доставки), так и новых задач (например, освоение удалённых месторождений в условиях бездорожья).
В России разработали дирижабль на солнечных батареях для поисковых работ
