Центр подготовки космонавтов нашел средство спасения
Гибридный дирижабль Airlander 10 запускается в серийное производство, сообщила британская компания Hybrid Air Vehicles Limited. Изначально проект разрабатывался для армии США, и хотя бы поэтому к нему стоит присмотреться. Махина длиной под сотню метров считается самым большим летательным аппаратом.
После крушения в 1937 году «Гинденбурга» дирижабли не сыграли в ящик. Да, эпоха воздухоплавания сменилась эпохой авиации, но гигантские «пузыри» никуда не делись. Они участвовали во Второй мировой, служили радиолокаторами в начале холодной войны. Их окончательно списали в утиль лишь в 60-х, но мечта о воздухоплавании не покинула умы и сердца людей. Разработка дирижаблей – и военных, и гражданских – продолжалась, но довести проекты до серии каждый раз что-то мешало. То американцы фатально поленятся с математическими расчетами, пытаясь скрестить вертолет и оболочку с газом, то СССР развалится…
Возрождение случилось там, где не ждали: туристам очень нравится неспешно проплывать над достопримечательностями. Так, в 90-е начал работать экскурсоводом полужесткий немецкий «Цеппелин НТ».
На самом деле дирижабли способны на большее, и чем дальше мы входим в XXI век, тем шире открывается для них окно возможностей.
Почти без минусов
Airlander 10, на котором тоже собираются возить туристов, при рождении назывался HAV 304 и создавался для армии США по ныне закрытой программе LEMV. Судьба воина наложила неизгладимый отпечаток на характер этого дирижабля, который и «на гражданке» показывает свои сильные черты.
“ DARPA прорабатывала вопрос подъема дирижабля на высоту 80 километров ”
«Арландер» чуть тяжелее воздуха. Для подъема он использует отклонение рулевых двигателей, направляя тягу вниз. Это позволяет решить множество проблем с управлением плавучестью. Никакого сброса дорогостоящего гелия, никаких баллонов со сжатым газом. Удобно, легко и с современными технологиями несложно в производстве.
Но такое решение рождает и слабость – для взлета «Арландеру» требуется пусть короткий, меньше длины корпуса, но все же разбег. Похоже, он неспособен зависать, а значит, и доставлять негабаритные грузы на внешней подвеске. Это очень ограничивает сферу применения.
В воздухе аппарат благодаря слегка приплюснутой форме удерживается аэродинамической силой, как самолет. Это вообще отличительная черта современных проектов – они по большей части гибридные. Похоже, классическая сигара уходит в прошлое. Зато в полете гибридные дирижабли экономичнее классических.
Движитель «Арландера» – импеллерный воздушный винт, очень эффективный, экономичный. С ним дирижабль может идти под облаками сутками, как обещает производитель, до 120 часов.
У «Арландера» четыре дизельных двигателя суммарной мощностью 1300 лошадиных сил. Два на корме и два по бокам с возможностью отклонения вектора тяги. Производитель заверяет, что крейсерская скорость дирижабля – почти 150 километров в час. Это более чем достойно. Попытка разгонять дирижабль хотя бы до вертолетных скоростей – все равно что отправлять вола на скачки.
«Арландер» относится к типу мягких. В эпоху расцвета этих гигантов в почете были жесткие, на худой конец полужесткие конструкции. Сейчас же, в век дешевого кевлара материалы стали прочными и легкими, благодаря чему есть возможность быстро создавать очень большие оболочки.
В общем-то, «Арландер» использовал почти все возможности, что дает XXI век, для повышения эффективности и устранения минусов, которые когда-то и погубили воздухоплавание. Однако кое-что осталось нерешенным.
Эллинг не проблема
Фото: rstradehouse.com
Фото: rstradehouse.com«Арландер» уже однажды разбил собственную гондолу при приземлении, а потом как-то сорвался с причальной мачты и уничтожил ее полностью. Оба раза обошлось без жертв. Однако эти случаи высвечивают общую проблему всех дирижаблей.
Большая парусность, низкая эффективность аэродинамических рулей при малых скоростях, слабая продольная жесткость оболочки – все создает серьезные сложности при маневрировании. Это на самолете можно делать бочку, а на вертолете вертеться вокруг своей оси. Дирижабль трудно заставить просто зависнуть или приземлиться.
Решить задачу поможет разработка электронных систем управления полетом, имеющих в основе три составляющих: изменяемый вектор тяги движителей, погодные датчики и программное обеспечение.
Главной проблемой остается дороговизна наземной инфраструктуры воздухоплавания. Дирижаблям нужны эллинги, большим – просто огромные. Однако не переоценивается ли сложность их возведения? Человечество поднаторело в сооружении легких конструкций.
Кстати, самолеты уже давно не летают с грунтовых аэродромов, как в 40-е. Им нужны качественные, дорогие ВПП в обеих точках маршрута. А дирижабль неприхотлив к условиям краткосрочной стоянки – почти как вертолет. Эллинг нужен лишь для долгосрочного постоя, технического обслуживания и ремонта.
В общем, так ли уж дорога инфраструктура воздухоплавания по сравнению с авиационной – вопрос открытый.
Аналогичная ситуация с погодной капризностью дирижаблей. Да, они никогда не полюбят грозы и метели. Однако синоптики XXI века, когда речь идет о прогнозе на ближайшие часы, почти столь же точны, как аптекари. Таким образом, хорошее прогнозирование вполне может нивелировать погодную зависимость дирижаблей.
Коптер с гранатой
Первое, что приходит в голову, когда речь заходит о задачах военного дирижабля, – разведка. Полет, длящийся сутками, а в беспилотном режиме неделями, просто мечта. Нагружаем аппарат разведывательной аппаратурой – мощными объективами, камерами различного сектора – и отправляем кружить над интересующей нас местностью.
Можно пойти дальше и разместить в гондоле два десятка мультикоптеров. Пять из них, сменяя друг друга и аккумуляторы, будут постоянно находиться в воздухе под управлением операторов. При наличии у гондолы открытого балкона запускать их можно прямо с рук.
На гражданском рынке хватает квадрокопетров с радиусом действия пять – семь километров и грузоподъемностью 500–800 граммов. Это вес либо хорошей камеры, либо плохой, но с гранатой Ф-1.
Есть и тяжелые квадрокоптеры с радиусом 1,5–2 километра, но и грузоподъемностью 10 килограммов и выше. А это уже пара противопехотных мин ОЗМ-72, а то и одна противотанковая.
На вооружении Российской армии стоят недорогие DJI Phantom 3 с радиусом полета километр, легко поднимающие в воздух пару кило.
Квадрокоптеры относительно дешевы, и тот же «Арландер» можно вооружить ими хоть сейчас. При этом они почти бесшумны, малозаметны и гранаты, как показывает практика, доставляют довольно точно.
Минус – малый радиус действия.
Летающий ангар…
Развернуть на дирижабле группировку полноценных беспилотников самолетного типа сложнее, но на том же «Арландере» осуществимо.
Запустить разведывательный БЛА не проблема, скорость самого дирижабля для этого более чем достаточна. Вернуть аппарат для заправки топливом уже сложнее. Необходима разработка причального оборудования, позволяющего осуществить захват беспилотника, его притягивание к корпусу дирижабля и фиксацию. Перемещать летательный аппарат внутрь гондолы вовсе не требуется, достаточно зафиксировать его там, куда подведены топливные или электрические коммуникации. После заправки или зарядки беспилотник снова готов к разведке.
“ Советский термоплан не успел толком полетать, став жертвой реформ конца 80-х ”
Дополнить разведывательную группировку ударными БЛА еще сложнее.
Во-первых, для пополнения боекомплекта и хранения потребуется втягивать беспилотник в гондолу, которая должна быть довольно большой. Для понимания: у «Графа Цеппелина» она была 40 на 6 метров при объеме 105 тысяч кубов. Это самая большая гондола в истории. У жестких дирижаблей значительная часть полезного объема находилась не в гондоле, а в самом корпусе. Американский «Акрон» (объемом 184 тысячи кубов) втягивал в закрома биплан с размахом крыльев семь метров. Современные ударные винтовые беспилотники имеют размах крыльев 12–16 метров, а реактивные и того больше (не без исключений). Таким образом, под брюхом у дирижабля должен быть ангар размером примерно 10 на 30 метров, если мы хотим взять на борт хотя бы четыре ударных БЛА.
Во-вторых, нам нужен принципиально иной, чем используемые сейчас, беспилотник. Он должен уметь складывать крылья, летать максимум на 300–400 километров, иметь много точек подвески вооружения совокупной массой свыше 300 килограммов. Ничего невыполнимого тут нет – все это человечество уже проходило много лет назад. Дирижабль объемом с «Гинденбург» (под 200 тысяч кубических метров) будет грузить такие беспилотники, как «Дозор-600», десятками.
Стоит ли говорить, что новый «Гинденбург» будет несравненно дешевле в производстве, проще в конструировании, легче в управлении?
…или батарея
Есть еще одно направление, в котором можно использовать дирижабли, и оно абсолютно противоположно концепции летающего авианосца.
У американцев имеется любопытное и крайне редкое вооружение, весьма эффективное против слабого противника типа партизан, иррегулярных частей, разнообразных бандформирований и совершенно бесполезное в сколько-нибудь серьезном поединке. Это ганшип AC-130 Spectre – транспортный Геркулес, по левому борту которого стоят разнокалиберные пушки, ведущие огонь по противнику, пока самолет лежит на крыле в плавном развороте.
На «Арландер» можно поставить модификацию 57-мм С-60 со стабилизацией, электроприводом наводки и сильно увеличенным боезапасом. Прицельная дальность стрельбы – пять-шесть километров, а то и выше. Можно добавить шестиствольную 30-мм пушку 6К30ГШ. Прицельная дальность – около пяти километров. И пусть будет столь любимая всеми бармалеями 23-мм спаренная ЗУ-23. Дальность стрельбы – всего 2,5 километра, но для работы на близких дистанциях самое то.
При грузоподъемности дирижабля 10 тонн берем на борт одну 57-мм пушку и 600 снарядов к ней, 6К30ГШ с боеприпасом две тысячи единиц и пару ЗУ-23 (5000 снарядов). Останется еще место для РЛС, прицельного оборудования и расчета этой летающей батареи.
Если бы дирижабль был большей грузоподъемности, то можно было добавить модификацию 100-мм КС-19. Она способна отправлять 15-килограммовые снаряды на 15 километров со скоростью 15 штук в минуту.
Такой ганшип способен подолгу патрулировать потенциально опасную зону, место прохода караванов и т. д. Появился противник, можно открывать огонь, обращать в бегство, рассеивать и оказывать поддержку сухопутным силам. Экономичное средство борьбы с бандитами и патрулирования.
Недосягаемый для снайпера
Как ни странно, сбить дирижабль, несмотря на его размеры и скорость, непросто.
Рекорд снайперской стрельбы 4170 метров принадлежит Андрею Рябинскому, но высшие боевые достижения почти на километр меньше да и показаны в идеальных условиях видимости и штиля. Реальной снайперской угрозы такой цели, как плывущий дирижабль, можно не бояться уже за полтора километра.
Фото: aero-composites.com
Фото: aero-composites.comКроме того, пробить пулей дирижабль – значит сделать в нем дырочку, которая при применении современных материалов просто самостоятельно затянется.
Таким образом, разведывательно-ударный дирижабль вполне может действовать на удалении полтора километра от зоны огневого конфликта, при этом на постоянной основе отправляя туда квадрокоптеры, снабженные как видеоаппаратурой, так и вооружением.
Поразить дирижабль из ПЗРК тоже не так просто, как кажется. Если на нем стоят мощная система генерации дыма и установка с тепловыми ловушками, то «Стрелу-2» и «Стингер» придется отложить и доставать «Блоупайп», но и то, если до цели меньше двух километров.
Даже если удастся обеспечить попадание, будет поврежден один из баллонов оболочки дирижабля, что в зависимости от его размера либо снизит плавучесть до необходимости врубить двигатель на полную и отправиться восвояси, либо в случае больших дирижаблей просто увеличить подачу газа или температуру в других баллонах.
Выйти за пределы поражения большинства ручных ПЗРК несложно – достаточно подняться на высоту 3,5–4 километра, что позволяет продолжить боевое применение.
При наличии у противника развитой ПВО придется держаться уже примерно за 100 километров от зоны конфликта (дальность действия большинства ЗРК иностранного производства не превышает этого расстояния, а чаще существенно меньше). На первый взгляд, работа как раз для дирижабля, оснащенного беспилотниками самолетного типа. Однако если противник имеет ЗРК, то он обладает и собственной авиацией. Нам либо придется прикрывать наши летающие авианосцы истребителями, либо держать их в зоне собственного ПВО. В общем, все серьезно усложняется.
Стратосферное будущее
Есть еще одна хорошая идея по применению дирижаблей – отправлять их в стратосферу, за двадцатый километр. Там холодно, спокойно, радиогоризонт широкий. Если снабдить дирижабль достаточным количеством солнечных панелей, он сможет там висеть в беспилотном режиме годами и это будет гораздо дешевле, чем спутники. DARPA даже как-то прорабатывала вопрос отправки дирижабля в мезосферу – на 80 километров ввысь.
Пока это только разговоры о будущем. Рекорд высоты восемь километров, принадлежащий дирижаблям Станислава Федорова и его «Полярному гусю», не побит. Оболочек с солнечными панелями тоже еще не делают.
Но, говорят, военные, включая наших, ведут такие разработки.
Российское дирижаблестроение напоминает спринтера, изготовившегося в ожидании старта, точнее, государева заказа. Есть несколько производств беспилотных и пассажирских аппаратов до полутора тонн грузоподъемностью. Есть модели-рекордсмены, участвующие в мировых соревнованиях. Есть и оригинальные решения.
Например, дисковая форма дирижабля ДП-27 «Анюта» обеспечивает ему хорошую устойчивость к ветрам. Плоскость, образуемая диском, так же, как и у «Арландера», при движении создает аэродинамическую подъемную силу, что позволяет экономить топливо.
В советском еще термоплане АЛА-40 найдено интересное решение проблемы горизонтального маневрирования. Часть секций его оболочки заполнена гелием, что обеспечивает почти нулевую плавучесть. Заполнение других секций теплым воздухом от двигательной установки обеспечивает подъем и балансировку. АЛА-40 должен иметь хорошую управляемость и высокую маневренность, без этих ныряний в землю, как у британского «Арландера». Жаль, термоплан не успел толком полетать, став жертвой реформ конца 80-х.
Кроме того, у каждого российского производителя есть проект дирижабля тысячелетия грузоподъемностью 20, 60, а то и все 170 тонн. Дело за малым – за деньгами.
К чести российских компаний стоит сказать, что дирижаблестроение во всем мире развивается за счет государственных бюджетов. Тот же «Арландер» не появился бы на свет, не получи его создатели деньги от американских военных.
Спасатели «Федерации»
В Центре подготовки космонавтов в начале года предложили создать флот из 10 дирижаблей грузоподъемностью от семи тонн. Нужны они, чтобы искать спускаемый аппарат в дальневосточной тайге и Тихом океане. Дело в том, что при неудачном старте космического корабля «Федерация» с Восточного спасательный модуль может забросить в места довольно глухие, а то и вовсе в море. Искать его будет значительно сложнее, чем в казахстанских степях.
Определенная логика в этом присутствует. Базирующийся на площадках при космодроме или где-нибудь на Камчатке флот из десяти аппаратов перед запуском корабля на орбиту рассредоточивается в широкой зоне возможного приземления «Федерации».
В случае аварии ближайший дирижабль на максимальной скорости 150–180 километров в час устремляется к спасательной капсуле. Обнаружив ее, он может эвакуировать корабль с космонавтами самостоятельно или вызвать подмогу. План не без слабых мест, главное из которых – финансирование в 18 миллиардов, но вполне работоспособный.
Серийное производство дирижаблей грузоподъемностью семь тонн – хороший старт для отрасли, давно ждущей возрождения. Готовый продукт всегда легче продавать, чем идею. Семь тонн позволяют создать и туристическую модификацию, и грузовую и главное – заинтересовать Министерство обороны.
Ведь как мы видим, дирижабль вполне может участвовать в современной войне.
Заголовок газетной версии – «Большой каприз за наши деньги».
Сергей Черкасов
Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 10 (823) за 17 марта 2020 года
