Aeroscaft: гигантские дирижабли возвращаются!
- Прототип летательного аппарата Aeroscraft до тех пор пока стоит в ангаре в Тастине, штат Калифорния. Он может открыть дверь в новую эру воздушных перевозок.
Игорь и Основатель компании Пастернак «Воздушные суда воистину красивы, но основное, они сулят человечеству совсем новые возможности».
Шасси на воздушной подушке при посадке подсасывает воздушное пространство, дабы притянуть воздушное судно к почва
- Испытательный полет без отдачи швартовов, 7 сентября 2013 года
Кокпит, рассчитанный на двух пилотов, подвешен под корпусом.
Когда-то в этом ангаре держали огромные противолодочные дирижабли, охранявшие побережье во времена Второй мировой. на данный момент это вгоняющий в страх анахронизм среди успешных участочков с торговыми центрами и пригородными усадьбами. Внешнему виду в полной мере соответствует да и то, что предстало перед нами в: прототип воздушного корабля называющиеся Aeroscraft растянулся на 80 м в длину и 33 — в ширину.
Его твёрдый скелет из углепластика и алюминия обтянут узкой поблескивающей шкуркой из композитного материала наподобие майлара (по-советски — лавсана). Раздутый и массивный, он легко напоминает огромную китовую акулу — меланхоличного морского великана.
Пара конструкторов забрались в подвешенный под баллоном маленькой кокпит из алюминия и стекла. Нажатие всего одной кнопки — и величественный воздушный корабль поднимается над цементным полом. Это первый взлет в истории прототипа.
Он всплывает все выше и выше — три метра, шесть и, наконец, десять. После этого включается мягкий спуск, и Aeroscraft опять садится на цементный пол.
Январские опробования были очень осмотрительными. Конструкторы говорят, что это был не столько полет, сколько всего лишь «всплывание». Первое опробование за пределами ангара (его провели в начале сентября сразу после того, как были взяты соответствующие разрешения от авиационных правительства) смотрелось еще более робко: громадный воздушный корабль, не отдавая швартовов, поднялся на 6 м над почвой.
Анатомия кита
Сейчас львиная часть аппаратов легче воздуха, другими словами «аэростатов», — это довольно малые дирижабли мягкой совокупности, применяемые по большей части в качестве «подложки» под рекламные плакаты. Однако мечта о твёрдых дирижаблях — наследие известного графа фон Цеппелина — отказывается умирать. Лишь за одно прошлое десятилетие чуть ли не дюжина компаний положили миллионы американских долларов, дабы приблизиться к данной цели.
Создатель Aeroscraft Игорь Пастернак верит, что на том пути, где споткнулись другие, он прорвется к победе. Главная ставка делается на принципиально новую совокупность обеспечения плавучести, заложенную в конструкцию корабля.
В то время, когда еще в мае прошлого года я зашел в данный ангар, Aeroscraft был похож на наполовину обглоданную рыбину. Эластичная композитная шкурка обтягивала каркас лишь с нижней стороны, тогда как сверху целый его скелет был на виду, равно как и гелиевые баллоны, любой размером с автомобиль . Эти баллоны находятся в самой сердцевине аэростата, а сам он выстроен по принципу подлодки.
Все это мне поведал и продемонстрировал один из ведущих инженеров, 32-летний Тим Кенни. Чтобы собрать глубину, подводные лодки принимают забортную воду. А вдруг им необходимо подняться на поверхность, они повышают собственную плавучесть, выкачивая лишнюю воду за борт.
Как растолковал Кенни, Aeroscraft действует совершенно верно так же, лишь он создаёт манипуляции не с водой, а с воздухом.
Кенни продемонстрировал мне один из баллонов. Будучи безлюдным, он весит около 200 кг. Передо мной же, накачанный гелием при малом давлении, он рвался вверх, как воздушный шарик.
Эту громадную дыню возможно было сдвинуть с места одним пальцем. Но, в случае если накачать емкость гелием до предела, она опять набирает вес, как полный баллон с пропаном для газовой плиты.
После этого инженер продемонстрировал мне пара громадных белых резервуаров. В то время, когда гелий, имеющийся на борту воздушного корабля, закачивается вовнутрь баллонов, давление около этих резервуаров падает, и, потому, что оно оказывается ниже забортного давления, емкости заполняются наружным воздухом. Плавучесть аппарата делается меньше, и он идет на понижение.
Но когда из баллонов большого давления гелий производят в пространство в главной обшивки, расширительные резервуары, нейтрализуя внешнее давление, сжимаются и выгоняют наружу содержащийся в них воздушное пространство, что все это время играл роль балласта. Так аппарат набирает высоту.
Раньше дирижабли, доставив груз по назначению, должны были принять на борт балласт (в большинстве случаев, воду). Лишь так возможно было скомпенсировать уменьшение неспециализированного веса. Для их эксплуатации требовалась бессчётная взлётная полоса и аэродромная команда (не смотря на то, что она была и меньше той, что требуется для самолетов).
Новый воздушный корабль не испытывает недостаток ни в том, ни в другом. Ему по большому счету не нужна наземная инфраструктура.
Машина может улететь в любой удаленный регион, где нет дорог, — скажем, в Арктику, — сесть прямо в тундре, выгрузить буровое снаряжение из собственного огромного грузового отсека и самостоятельно встать в атмосферу. Данный корабль может перевозить громоздкие ветроустановки, подвесив их у себя под брюхом. Он может зависать в одной точке, неся наряду с этим на борту такие грузы, каковые у нас привычно ассоциируются с морскими транспортными судами.
Дабы реализовать эту схему, необходимо было решить одну серьёзную проблему — снизить вес совокупности, снабжающей регулировку плавучести. Это так как весьма много — тяжелые баллоны, силовая структура и компрессоры фюзеляжа. Конструкторы компании на данный момент скрупулезно подсчитывали любой грамм веса. На протяжении экскурсии по ангару Кенни разрешил мне подержать двухметровую углепластиковую алюминиевую ферму и балку — главные элементы, из которых собран скелет дирижабля.
Обе подробности были как-то неправдоподобно легки.
Команда мечтателей
Игорь Пастернак явился в костюме в узкую полосу, при радужных и розовом галстуке подтяжках. Образ венчала безумная грива седых волос. Мы встретились в его офисе в главном офисе компании Worldwide Aeros.
Он поведал мне, что одержим дирижаблями еще с десятилетнего возраста. «Лишь этим я и занимался всю собственную жизнь, — сообщил он. — И ничем вторым».
Пастернак появился в Казахстане, а вырос на Украине, в семье советских гражданских инженеров. Завершив вуз в первой половине 80-ых годов двадцатого века с приличным инженерным дипломом, он занялся конструированием аэростатов для экологических наблюдений и рекламных нужд. К началу 1990-х в его компании было уже 60 сотрудников, они реализовывали и сдавали в аренду 3000 огромных беспилотных дирижаблей.
Их рынком был как коммунистический блок, так и другие страны. «Все у нас строилось в экспериментальном порядке, — говорит Пастернак. — Я генерировал технические идеи. У нас же не было никаких книжек, никаких образцов».
А позже СССР развалился. «У меня не было альтернатив, — говорит Пастернак. — Дабы выстроить что-то наподобие отечественного аппарата, необходимо жить в Америке». В первой половине 90-ых годов двадцатого века он эмигрировал и первые пара месяцев провел в Нью-Йорке. в один раз в новостях он заметил, как президент Клинтон объявляет о закрытии военно-воздушной базы Касл в Калифорнии — раньше это был полигон, где когда-то испытывали B-52.
Уже в следующем году Пастернак с горсткой сотрудников, не хорошо говорящих по-английски, строил аэростаты в помещениях, оставшихся со времен холодной войны.
Пастернак строил пилотируемые воздушные суда для рекламных потребностей. Олимпийские игры 1996 года в Атланте, MasterCard, разные туристические предложения. По окончании 11 сентября рынок воздушной рекламы упал, но аэростатами заинтересовалось минобороны. компания и Пастернак Lockheed Martin подписались на многомиллионные гранты под проектные работы в рамках программы называющиеся Walrus HULRA («огромный гибридный летательный аппарат»).
От них требовалось создать воздушный корабль, что имел возможность покрыть 12 000 морских миль (20 000 км) за семь дней, неся на борту как минимум 450 т нужного груза.
Армейские так и не реализовали данный проект, но чуть позднее они запустили похожую программу называющиеся LEMV. $35 млн национальных денег помогли Пастернаку выстроить собственный Aeroscraft и попутно собрать команду единомышленников.
«Необходимо не только гонять программы компьютерного моделирования, но и знать, за какой финиш держат отвертку, — сообщил он мне. — Это же все-таки механика». Основное требование к персоналу таково: Пастернак берет в собственную команду лишь тех, кто не имеет никакого практического опыта в авиастроении. «Нам не необходимы люди, варившиеся в авиационном мейнстриме, — говорит Пастернак. — Я разыскиваю таких, кто еще не знает границ вероятного».
Чем больше, тем лучше
Aeroscraft, стоящий в ангаре, — самый громадный твёрдый дирижабль, выстроенный в Соединенных Штатах с 1940 года. Но это легко малютка если сравнивать с теми гигантами, которых Пастернак видит в собственном воображении. В первую очередь он грезит о целой флотилии воздушных судов длиной по 170 м. Такие аппараты смогут нести по 66 т в собственных грузовых отсеках. Но в возможности он видит вариант, что поднимет 250 т груза.
Он составит 230 м в длину — втрое больше, чем Boeing 747.
Чем больше, тем лучше — это основной принцип воздухоплавания. В базе этого принципа лежит некое правило, которое именуют законом «куб-квадрат». Вот как это растолковывает Роберт Бойд, начальник отдела, трудящегося над гибридным воздушным кораблем в компании Lockheed Martin: «Заберём воздушный корабль и удвоим его длину.
В следствии его поверхность увеличится, грубо говоря, в четыре раза. Вот вам квадрат. Но количество вырастет, грубо говоря, в восьмеро, а это и имеется куб».
Квадратичный рост не радует — в таковой пропорции растет вес оболочки и лобовое сопротивление. Но куб — это одно наслаждение. Рост количества свидетельствует рост подъемной силы. «Итак, увеличивая корабль, мы обретаем больше преимуществ если сравнивать с недочётами», — говорит Бойд.
Исходя из этого громадное воздушное судно — это громадный экономический выигрыш.
Перевозки грузов на громадных дирижаблях должны быть существенно дешевле, чем на самолетах с твёрдым крылом. Это подтверждает изучение, совершённое еще десять лет назад в подчиняющемся Пентагону «Транспортном руководстве США». Уже тогда было продемонстрировано, что дирижабли должны стоить в три раза меньше, чем Boeing 747, и горючего они будут потреблять также в три раза меньше.
Кроме того дирижабли, нуждающиеся во аэродромной команде и взлётной полосе, требуют значительно более скромной инфраструктуры, чем подобные самолеты с твёрдым крылом.
Очевидно, у дирижаблей имеется и не сильный стороны. Крейсерская скорость аппарата Aeroscraft будет равна около 180 км/ч, что выглядит весьма робко в сравнении с 800 км/ч у «Боинга». Но воздушный корабль любой конструкции значительно меньше опасается турбулентности — легко благодаря своим размерам.
Сравните океанский лайнер и гребную лодку.
Полномасштабный Aeroscraft обязан нормально функционировать при скоростях ветра до 40 узлов (72 км/ч), но, конечно же, нехорошая погода для него есть более значительным препятствием, чем для самолетов. При организации полетов нужно будет сверяться с прогнозами погоды и планировать бизнес с громадной осторожностью. Особенно напряженной будет обстановка в Арктике, где снежные бури смогут длиться по нескольку дней.
В октябре замыслы Пастернака попали под удар — в ангаре обрушилась восьмиметровая секция крыши, прототип был поврежден, и предстоящие испытательные полеты отложены. Однако изобретатель уверен, что к 2020 году в его распоряжении уже будет целая флотилия из 24 воздушных судов. «К чему мы стремимся? — говорит он. — Мы собираются всецело поменять данный мир».
В то время, когда я слушаю Пастернака, я подпадаю под обаяние этого азартного и одновременно терпеливого человека, но не могу не задать вот таковой вопрос: «О грузовых дирижаблях разговор идет больше ста лет. Отчего же эта мысль реализуется как раз на данный момент?» И приобретаю весьма несложный ответ: «на данный момент мы к этому готовы».
Как это трудится
- Воздушные гиганты Чем больше размеры воздушного корабля, тем громадную он сулит пользу. При длине 166 м первый же серийный аппарат компании Aeros обязан поставить под вопрос применение грузовых самолетов.
Но компания сохраняет надежду выстроить и аппарат длиной 230 м, что сможет перевозить 250 т груза, другими словами в два раза больше, чем грузовой Boeing 747−8.
Плавучесть В первой модели, спроектированной под коммерческое применение, у аппарата Aeros будет 18 баллонов с гелием (1). Дабы расширить подъемную силу, пилот производит гелий из этих баллонов. Газ, намного более легкий, чем воздушное пространство, вытекает в пространство под наружной обшивкой (2), составляющее главную часть количества летательного аппарата (грузовой отсек тут не продемонстрирован).
В следствии около четырех громадных воздушных резервуаров (3), расположенных по бортам, создается повышенное давление.
Резервуары сжимаются, и большая часть воздуха выталкивается в забортное пространство. Неспециализированный удельный вес аппарата значительно уменьшается, и корабль всплывает. Чтобы скинуть высоту, пилот делает эти же действия в обратном порядке. Три замечательных компрессора (не продемонстрированы на рисунке) закачивают гелий из неспециализированного внутреннего пространства в баллоны хранения.
В наружной обшивки давление пара понижается, и воздушные резервуары начинают раздуваться, всасывая более тяжелый воздушное пространство из забортного пространства. Корабль начинает понижаться (перемещению воздуха содействуют клапаны и вентиляторы). В полете обводы воздушного судна, имеющие профиль крыла, формируют дополнительную подъемную силу.
Статья «Небесный корабль грезы» размещена в издании «Популярная механика» (№139, май 2014).
<
h4>