Первый полет цеппелина за восемьдесят пять лет

[fonzeppelin]

...Восьмого мая 2025 года, огромный серебристый корабль бесшумно выплыл из эллинга аэродрома Моффетт, и завис, слегка покачиваясь, в нескольких метрах над землей. Последние приготовления завершились, крошечные в сравнении с громадой корабля фигурки людей заняли свои места в кабине. Упали вниз причальные канаты, негромко заурчали моторы, и гигантская сигара неожиданно легко и свободно воспарила вверх. 

Впервые за восемьдесят пять лет дирижабль жесткой конструкции — классический цеппелин с газовыми мешками внутри жесткого каркаса и обтекаемой обшивкой снаружи — поднялся в воздух. Эра жестких дирижаблей завершилась 20 августа 1939 года, когда немецкий цеппелин LZ 130 «Граф Цеппелин II» (однотипный с печально известным LZ 129 «Гинденбург» совершил свой последний полет. С тех пор, несмотря на множество идей и концептов, жесткие дирижабли не поднимались больше в небо.

До этой недели.

Компания «LTA Research & Exploration LLC» (где LTA означает Lighter Than Air, то есть Легче Воздуха) была основана в 2015 году энтузиастом дирижаблестроения Аланом Уэстоном — при финансовой поддержке мультимиллиардера Сергея Брина, одного из основателей мегакорпорации «Google». Целью компании являлось исследование технической и коммерческой возможности постройки и применения крупных жестких дирижаблей. 

Внешний вид и схема «Zeppelin NT». По сути дела, это полужесткий дирижабль с развитым каркасом внутри газового мешка.

Задача, стоявшая перед «LTA Research», была поистине монументальной: последний жесткий дирижабль был построен еще в 1930-ых, больше восьми десятилетий назад. Во всем мире не осталось ни единого человека, который знал бы хоть что-то о том, как на практике строить или управлять цеппелинами. Фирма «Luftschiffbau Zeppelin», впрочем, еще существовала, и даже строила небольшие дирижабли — но ее современные корабли серии «Zeppelin NT» были полужесткими, и мало чем напоминали легендарные гиганты.

«LTA Research» начала с небольших моделей, выполнявших привязные полеты внутри ангаров. Эти эксперименты позволили им детально изучить распределение нагрузок внутри каркаса жесткого дирижабля, отработать детали аэродинамики, принципов контроля и управления кораблем. Многие из аспектов конструирования жестких дирижаблей были, по сути дела, переоткрыты заново — теоретические материалы 1930-ых годов были зачастую неполны, или основаны на эмпирическом опыте. Фактически, «LTA Research» разработала с нуля математическую теорию конструирования жесткого дирижабля.

В качестве экспериментальной и производственной площадки, компания (при посредничестве «Google») в 2015 году арендовала у НАСА три эллинга аэродрома Моффетт-Филд (Саннивэйл, штат Калифорния) сроком на 60 лет. Также компания сначала арендовала, а затем в 2022 году приобрела в собственность гигантский эллинг в Акроне (штат Огайо), построенный еще в 1930-ых для американских жестких дирижаблей «Акрон» и «Мэкон». 

Чтобы получить практический опыт оперирования дирижаблей, компания приобрела небольшой рекламный блимп (мягкий дирижабль) A-60R у «American Blimp Corporation» в 2020 году. В 2021, «LTA Research» также арендовала у «ABC» более крупный блимп A-170, изначально построенный по военному заказу для ВМФ США, но впоследствии выкупленный обратно «ABC». На базе в Акроне был разработан и установлен тренажер виртуальной реальности, для обучения будущих пилотов.

И после долгого и методичного исследования вопроса, «LTA Research», наконец, приступила к постройке первого за почти столетие цеппелина.

Дирижабль «Pathfinder 1» (англ. Первопроходец) был заложен в Ангаре-2 авиабазы Моффетт-филд в 2021 году. Для сборки каркаса дирижабля, производственная площадка была оборудована специально разработанными приспособлениями, позволявшими аккуратно и точно устанавливать и медленно вращать гигантские ажурные кольца из титановых и композитных трубок — а также совмещать с высокой точностью собранные элементы каркаса. Высокая механизация работ позволила радикально сократить усилия, необходимые для сборки цеппелина.

Впервые «Pathfinder 1» был продемонстрирован публике еще не полностью готовым — но уже заполненным газом, и парящим над полом ангара. В ходе работ, компании пришлось несколько раз вносить изменения в исходный проект, когда теоретические предположения (основанные на расчетах 80-летней давности!) сталкивались с противоречащим эмпирическим опытом. В отличие от многих стартапов, «LTA Research» работала в относительной «тишине», намеренно избегая шумихи вокруг своего проекта. Поэтому первый выход громадного корабля из ангара и его первый — тогда еще привязной — полет в нескольких метрах над аэродромом, стал настоящим сюрпризом.

И вот на днях этот гигант — наследник долгой линии истории управляемого воздухоплавания — поднялся в свой первый не-привязной, свободный полет в утреннее небо Калифорнии.

Длина «Pathfinder 1» составляет 124 метра, наибольший диаметр около 20 метров. Объем несущего газа (гелия) в оболочке корабля составляет (по расчетам) около 22.850 кубических метров, что дает суммарную подъемную силу около 28 тонн. Из них на полезную нагрузку приходится около 6 тонн, т.е. примерно 20% подъемной силы дирижабля.

По меркам цеппелинов, «Pathfinder 1» довольно невелик. Его размеры примерно сопоставимы с габаритами небольшого пассажирского цеппелина LZ 120 «Bodenzee», построенного в 1919 году. Он вдвое уступает по размеру — и в восемь раз по объему — гигантскому LZ 130 «Graf Zeppelin II», лебединой песне довоенного немецкого дирижаблестроения. И тем не менее, скромный «Pathfinder 1» является самым крупным летательным аппаратом современности — превосходя длиной крупнейшие авиалайнеры.

* Каркас дирижабля выполнен из современных легких материалов. Набор корпуса представляет собой комбинацию кольцевых несущих элементов (шпангоутов), сваренных из титановых трубок, и соединяющих их продольных геодезических конструкций (стрингеров) из полимерного волокна;

* Газовые мешки (общим числом тринадцать) изготовлены из ткани типа рипстоп на нейлоновой основе, с покрытием из уретана. Система внутренних лидаров (лазерных сканеров) непрерывно контролирует объем газовых мешков корабля и степень их расширения с набором высоты;

* Наружная обшивка изготовлена из тедлара (англ. tedlar) — многослойной пленки из поливинилфторида;

* Стыковочное приспособление в носовой части дирижабля (обеспечивающее его стыковку с причальной мачтой) было разработано совместно с  «Luftschiffbau Zeppelin». Оно изготовлено из титана и усиленного углеродом полимера, оснащено аэродинамическим щитком из кевлара и способно выдерживать порывы ветра до 130 км/ч;

* Силовая установка корабля — дизель-электрическая. Два 150-киловаттных дизель-генератора в гондоле (а также система из 24 литий-ионных аккумуляторных батарей) снабжают энергией двенадцать приводных электромоторов, расположенных на наружной обшивке цеппелина;

* Восемь приводных моторов размещены по длине корпуса дирижабля, еще четыре формируют крестообразную группу в хвостовой части, расположенную перпендикулярно Х-образному оперению;

* Пропеллеры с приводными электромоторами  EMRAX 268 (мощностью до 210 лс) расположены на поворотных пилонах и могут свободно поворачиваться вокруг поперечной оси, тем самым обеспечивая чрезвычайно точный контроль вектора тяги и позволяя дирижаблю полностью контролировать свое перемещение;

* Управление кораблем осуществляется из гондолы (полностью заимствованной от дирижабля типа «Zeppelin NT») при помощи разработанной «LTA Research» адаптивной электродистанционной системы управления. Это позволяет ограничить экипаж дирижабля всего двумя пилотами. Пассажировместимость гондолы — 14 человек;

Корабль рассчитан на среднюю скорость около 70 км/ч и максимальную до 120 км/ч. Аэростатический потолок (т.е. высота, на которую дирижабль может подняться только за счет подъемной силы газа в расширяющихся мешках) составляет около 3000 метров. Данные по динамическому потолку (т.е. высоте, которую дирижабль может достичь подняв нос и работая моторами на подъем) пока отсутствуют. Дальность полета составляет до 3700 километров;

«Pathfinder 1» является, разумеется, чисто исследовательским кораблем. Его основной задачей является демонстрация концепции — и накопление опыта постройки и эксплуатации современных цеппелинов. В планах компании уже находится дирижабль нового поколения — «Pathfinder 3», сборка которого была начата в 2022 году в Акроне:

CEO компании Алан Вестон на фоне 30-метровой в диаметре конструкции «Pathfinder 3»

Новый дирижабль должен быть значительно больше «Pathfinder 1». Хотя размеры «Pathfinder 3» увеличатся лишь на треть по сравнению с прототипом — длина 183 метра и наибольший диаметр 30 метров — закон квадрата-куба (благословение дирижаблей...) увеличит его объем до 81.619 кубических метров, т.е. более чем в 2,5 раза. Полная подъемная сила нового цеппелина превысит 90 тонн, полезная нагрузка будет составлять около 18 тонн.

«Pathfinder 3» будет оснащен полностью электрической силовой установкой. В настоящее время прорабатываются несколько решений — например, покрыть внешнюю обшивку дирижабля фотоактивной пленкой, способной в дневное время вырабатывать энергию для подзарядки батарей. В перспективе, «LTA Research» планирует разработать силовую установку на базе водородных топливных ячеек. Это позволит «Pathfinder 3» иметь дальность полета более 16000 км и оставаться в воздухе непрерывно на протяжении недель.

Экономическую нишу дирижаблей компания видит в патрульных, спасательных и наблюдательных миссиях — в первую очередь, над морем или над обширными лесными массивами — а также в туристических полетах и перевозке специальных грузов на большие расстояния и в труднодоступные регионы, где нет возможности приземлить тяжелый транспортный самолет. 

И время расступилось и прошлое протянуло руку настоящему и будущему...

Comments

[agordian.livejournal.com]

Если уж пофантазировать...

Сугубое имхо, предпочтительнее выглядит гибрид аппарата легче и тяжелее воздуха. (есть какая-то невыговариваемая аббревиатура, которую я в ужасе забыл сразу, как увидел) Нужно найти золотую середину между достоинствами и недостатками обеих схем, и главное, способ быстрого перевода. Например, сжижение на борту атмосферного азота, чтобы оперативно утяжелить аппарат, если погода требует, и на крылышках и движках преодолеть аномалию. Потом обратно в воздушный шар с моторчиком.

Но самое главное — для чего это роскошество вообще нужно.

Очевидно, что окупится это только при массовых магистральных перевозках, и чтобы они были дешевле морских. Значит нужны аппараты километровых габаритов с полезной нагрузкой в сотни тонн. Сейчас все магистральные перевозки только морем, ну и ж/д и большие грузовики от порта до потребителя. Потребители, к слову, тоже кучкуются у морей, в центральных частях континентов так себе населения.

Крылатая авиация возить грузы не приспособлена, доставка получает золотой.

Теоретически такой резон и такие возможности есть у России. Тот же Транссиб вместе с БАМом и Северным ходом (если его построят) никогда не составят реальной конкуренции морю, слишком дорого. Для других стран-континентов резонов что-то не просматривается.

Но и тут засада, севморпуть оттает быстрее, чем дирижабли полетят.

Смотрим карту. Из Шанхая до Питера через Панаму: 28000 км, через Суэц до Н-российска: 16 000км. Севморпутем до Мурманска: 11 500 км. Напрямую дирижаблем от Питера до Шанхая: 7 500 км. Не выдержит дирижабль конкуренции с СМП. (

А кому-то еще нужны дирижабли _массово_? Если да, то зачем, интересно.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Сугубое имхо, предпочтительнее выглядит гибрид аппарата легче и тяжелее воздуха. (есть какая-то невыговариваемая аббревиатура, которую я в ужасе забыл сразу, как увидел)

Многие пробовали, но пока что все результаты как-то хромали. Во многом как раз потому, что теория жесткого дирижабля была за восемьдесят лет практически полностью позабыта (особенно учитывая что во многом она базировалась на эмпирическом опыте, не на математической основе — тогдашний матаппарат был сильно так ограничен). Поэтому «LTA Research» предпочла начать с безопасного пути; просто построить современный цеппелин.

[dimorlus5.livejournal.com]

Эмпирический опыт — это же тавтология, нет? У вас и в тексте это несколько раз встречается.

[vseilluzorno.livejournal.com]

опыт не бывает положительным
так что ждем ужасных эмпирий
хотя — что с ним может случиться в загончике?

[fiberline.livejournal.com]

ну не надо что теория позабыла — есть куча книг про строение дирижаблей и про те технические нюансы которые там использовались. Грубо говоря первые аппараты Цеппелина и последние — это вообще разные летательные аппараты...

[waryag72.livejournal.com]

Книги есть, но огромное количество нюансов там отсутствует по разным причинам.

Подразумевалось, что если вы заинтересованы, то легко сможете связаться с представителями производителя и эксплутатантов.

А сейчас компании надо не повторить столетний опыт, а перенести его на современные технологии.

[fiberline.livejournal.com]

да вы правы, нюансы может некоторые и отсутствуют, но повторить столетний опыт уже нельзя — нет ничего фактически из производства тех лет и материалы уже другие.

Вот вам нюансы тех лет немного —

(https://ic.pics.livejournal.com/fiberline/30060696/580931/580931_original.jpg)

(https://ic.pics.livejournal.com/fiberline/30060696/581205/581205_original.jpg)

(https://ic.pics.livejournal.com/fiberline/30060696/581537/581537_original.jpg)

[waryag72.livejournal.com]

С металлом еще более-менее ясно. А что делать с деревом и прочими органическими материалами, где многое держалось на интуиции, опыте и мастерах, часто — наследственных?

[zahack.livejournal.com]

>Но самое главное — для чего это роскошество вообще нужно.

Перевозка крупногабаритных грузов с вертикальной посадкой на неподготовленные площадки. Для такой страны как Россия это сложно переоценить.

>Но и тут засада, севморпуть оттает быстрее, чем дирижабли полетят.

Оттаивание Севморпути — это лапша на уши одного дедушки. Как только дедушка умрет, Севморпуть оттаивать сразу перестанет.

[agordian.livejournal.com]

== Перевозка крупногабаритных грузов с вертикальной посадкой на неподготовленные площадки ==

К чему приспособить и так понятно. Туристов, к примеру, уже катают. Кому и зачем, измеренное в рублях потратили/получили, это нужно? Экономику хотя бы плюс-минус лапоть готовы показать?

Про СМП эпично! Я не понял, какой дедушка должен помереть, чтобы среднемировая температура расти перестала, но сомневаюсь, что одного дедушки достаточно. Мы хором, конечно, напукиваем за год метана на квартальный энергобюджет гордой Латвии, но не дедушка же лично выдает такие объемы?!

Да и нужно ли? Похоже, тысячелетний ледниковый период попросту заканчивается. Викинги, когда Гренландию открыли, назвали ее зеленой, потому что там сады цвели.

К слову, разморозить СМП прямо сейчас (т.е. за одно-два десятилетия) с т.з. физики процесса вполне возможно. Для этого вернуться к проекту разворота северных рек, потому что вдоль Сибири многолетних паковых льдов нема, и замерзают зимой именно пресные стоки. Уменьшатся легкие пресные стоки — всплывет тяжелый соленый Гольфстрим, который с плюсовой температурой добивает емнип до Таймыра. Но — на глубине полкилометра. Рыбок греет.

А стоки завернуть бы на территорию Васюганских болот (фантазируем же!). Будет к Байкалу еще одно пресное море размером со Словакию. Водой барыжить с засушливой Средней Азией. Лепота!

[zahack.livejournal.com]

>Кому и зачем, измеренное в рублях потратили/получили, это нужно?

Затем, что у нас дофига мест, где из транспорта только вертолет. Если вместо 4 тонн, цеппелин будет поднимать 40, это будет очень хорошо.

>Экономику хотя бы плюс-минус лапоть готовы показать?

Вам формальная логика не подсказывает, что дешевле один рейс цеппелина вместо 10-ти вертолетных? Еще у дирижабля практически неограниченная дальность по сравнению с вертолетом, можно собирать народ из разбросанных стойбищ/вышек/партий, не возвращаясь каждый раз на заправку.

>Я не понял, какой дедушка должен помереть,

Тот которому навешали лапшичики, что прям завтра севморпуть оттает. Пока что из достижений "Кристоф де Маржери" прошел севморпуть без ледокола (правда скромно умалчивают, что у него класс arc7, что само по себе делает его серьезным ледоколом). Какие-то передвижения по севморпути судов без ледового класса — это дело очень отдаленного будущего.

>Водой барыжить с засушливой Средней Азией

Им платить нечем.

[agordian.livejournal.com]

У вас так сильно Путин болит, что и сюда притянули? Ох, беда-беда...

Что севморпуть оттаивает никто не мешает вам по картам посмотреть — за полвека назад и сейчас.

Всё остальное, сорри, несерьезно. Формальная логика вас подводит, математика на уровне начальных классов подвести не должна: поднять дирижаблестроение с неясными перспективами, отстроить для него инфраструктуру, отучить и содержать спецов числом не менее аэрофлотовских, поднять заводы по производству гелия... Скорее всего, база для дирижаблей будет сравнима по стоимости с морским портом, они на одной поляне пасутся.

Короче, пупок развяжется. Вертолетом будет дешевле, для него всё это уже сделано. Даже дорогу дотянуть дешевле, ее и бросить, если что, не жалко.. Вот в чем собака порылась, шарики свой момент упустили в 30х, а крылатая — не упустила.

Нужны крайне (!) серьезные аргументы, чтобы в это вкладываться. Единственное, что можно хотя бы считать/прикидывать — это воздушный путь из Европы в Китай, он короче нынешних маршрутов, а пропускная способность кратно выше ж/д. Сотню пар рельсового пути, чтобы заместить морскую торговлю Китая (допустим, американцы наглухо запечатали океан), протянуть через континент нереально, там тоннелей только на сто лет ковыряться. Вот тут авантюра с шариками возможно (но не факт!) имеет какой-то практический смысл.

[zahack.livejournal.com]

У меня болит от бесполезного прожектерства в стиле поворота сибирских рек и прочих яблоней на Марсе.

За полвека севморпуть и близко не оттаял для навигации судов без серьезного ледового класса (читай ледоколов), не оттает и за ближайшие полвека. И скорее всего не оттает никогда. Понимаете, кроме тех самых паковых льдов, которыми любят попрекать климатические активисты, и которые действительно уменьшаются, существует обычный однолетний лёд, который образуется каждую зиму. Вплоть до самых югов России, даже на Азовском море частенько бывает. Вы не поверите, но для обычного однолетнего льда тоже нужны ледоколы. Нева-то, бывает на два метра промерзает, да в Питере есть собственный ледокол, "Невская застава", и то он используется для предотвращения наводнений, а не для навигации. Нет никаких оснований полагать, что даже Нева перестанет замерзать в ближайшие 100 лет, не говоря уж об арктическом регионе. Пока не будет круглогодичной навигации, всё эти арктические прожекты — маниловщина, не более.

>поднять дирижаблестроение с неясными перспективами, отстроить для него инфраструктуру, отучить и содержать спецов числом не менее аэрофлотовских, поднять заводы по производству гелия...

У вас опять буквально советский максимализм. Для начала хватило бы частной фирмы с 5-7 аппаратами, с 1-2 аэродромами. Из инфраструктуры там только ангары построить.

>Вертолетом будет дешевле, для него всё это уже сделано.

Вы плохо знаете специфику. Что вертолетный, что самолетный флот малой авиации у нас крайне изношены, машины старше своих пилотов, которые сами уже предпенсионного возраста. И если вертушки еще в теории можно заменить (на практике этого не происходит), то замены кукурузникам нет. Её делали 20 лет, но воз и ныне там. Собственно цеппелин мог бы стать отличной заменой.

>Вот в чем собака порылась, шарики свой момент упустили в 30х, а крылатая — не упустила.

Для "шариков" в 30-х не было газа, кроме крайне опасного водорода.

[y-a-noname.livejournal.com]

Повернете реки за 10 лет, серьезно?

[agordian.livejournal.com]

??? Вы всерьез реагируете на хохму?

Но даже всерьез, почему за десять? Там игра вдолгую, к концу века может быть Арктика станет выживабельной в принципе.

Прежде чем копать и взрывать нужно считать плюсы-минусы. Потом решать стоит ли овчинка выделки. На СМП свет клином не сошелся.

Но насколько помню, продление навигации еще в советские времена считалось одним из аргументов за. Вовсе не "отдавать задаром кровную водицу чучмекам, самим не хватает", на чем стояла перестроечная пропаганда.

[y-a-noname.livejournal.com]

> ??? Вы всерьез реагируете на хохму?

"В этих интернетах не поймешь..." (ц)

> Там игра вдолгую, к концу века может быть

Там некому играть вдолгую. А прогнозов, при которых Арктика станет выживабельной, мне не известно.

> Вовсе не "отдавать задаром кровную водицу чучмекам, самим не хватает", на чем стояла перестроечная пропаганда.

"Перестроечная пропаганда", насколько я ее помню, стояла на том, что это будет очень дорогая экологическая катастрофа.

[agordian.livejournal.com]

Выживабельная — не значит проживабельная ). Зависит от того, что там накопается в итоге, толком уже 50+ лет не смотрели, да и раньше набегами.

Но короткий морской путь — это клондайк! Вся мировая торговля в океане, океан известно кем контролируется, и Китай с претензиями потеснить выглядит бледновато. Свой частный путь из Азии в Европу при всех затратах на него — это джек-пот.

UPD А пропаганда, кстати, была весьма профессиональна, но простой народ (с, тм) на экологические страшилки не велся. Это всё для вумных. Может, народ сам придумал, может для него придумали, но перестройка в низах сводилась к "хватит кормить". В контексте разговора — "хватит поить"!

[y-a-noname.livejournal.com]

> короткий морской путь — это клондайк!

О да! Египет и Панама не дадут соврать!

[mfi.livejournal.com]

Пока видна ниша покойной Мрии — перевозка крупных уникальных негабаритов из мест производства в места использования, когда цена транспортировки не важна, лишь бы дотащить. России оно вообще ни к чему, не примите за наезд — индустриальная же тема, тяж.маш.

[waryag72.livejournal.com]

Перевозка крупногабаритных грузов с вертикальной посадкой на неподготовленные площадки. Для такой страны как Россия это сложно переоценить.

Все там оценивается. И в большинстве случаев ответы на вопросы "Так ли нам нужно переть крупногабаритные грузы в неведомые ебеня без логистики и инфраструктуры?" и "А какие есть альтернативы?" для дирижаблей неутешительны.

[mfi.livejournal.com]

Насчет атмосферного азота — мысль неплоха. Энергоячейку бы из мира EVE-online.

П.С. Вообще то следующая стадия жестких дирижаблей — безгазовые ваккуумные ячейки, подьемная сила лучше чем у водорода. Осталось научиться производить тончайшую фольгу, держащую атмосферу давления.

П.П.С при этом родовой порок диражаблей никуда не делся — неуправляемая парусность. Хуже чем Катти Сарк с неубираемыми парусами под моторчиком.

[agordian.livejournal.com]

Сжижать азот быстро не получается, увы, и энергобюджет нужен солидный. Как вариант, отслеживать погоду заранее, и начинать сжижение за часы. Но автономность проседает.

Насчет вакуума. Люди считали — водород в подъемной силе уступает сущий мизер, зато создает достаточное давление, чтобы сопротивляться атмосферному. Похоже, не стоит вакуумная овчинка выделки. Интересно еще, кто-нибудь с аэрогелем экспериментировал? Аэрогель, насыщенный водородом, может сыграть.

А насчет родового порока, я как раз и писал, что гибрид дирижаль-самолет предпочтительнее. В спокойную погоду парусность проблем не составит, отрицательная летучесть даст сильно сэкономить в топливе и ресурсе движков. В неспокойную делаем азотом дирижибль тяжелее воздуха — достаточно, чтобы эта махина по-самолетному, на подъемной силе крыла и двигателях, преодолевала полосу непогоды. Этот режим нужно просчитывать — какой вес, какая мощность нужна, чтобы компенсировать парусность и сделать шарик управляемым. Если требуется утяжелить как "Руслан" с гораздо худшими летными характеристиками, то тогда эта идея мертвая. Если, допустим, достаточно пяти тонн и типовых двигателей, то рабочий вариант.