такие аппараты имеют схему катамарана: два аэростатических баллона каплевидной формы разделены рамой, на которую подвешивается вертолетный винт. Для движения по трассе используются два винта, обеспечивающие горизонтальную тягу и управление направлением движения. Необходимость в таком техническом решении определяется требованием безбалластности. При использовании дирижабля классической схемы для доставки груза в десять, двадцать или сто тонн мы сталкиваемся с так называемой аэростатической избыточностью.
Иными словами, необходимо «погасить» подъемную силу аппарата на такую же величину. На обычных дирижаблях это достигается применением балласта соответствующего веса. Но где брать и как погрузить эти десятки тон балласта, если операция осуществляется в труднодоступных районах, в условиях сурового климата? Аэростатические средства, будь то гелиостаты или вертостаты, оказываются много перспективнее.
Однако есть свои проблемы и у создателей транспортно-монтажных аэростатических аппаратов. Необходимо найти наиболее рациональные формы оболочек, другие конструктивные решения, применить новейшие системы управления, стабилизации и т. д.
В печати обсуждался проект транспортно-монтажного аппарата с четырехлопастным ротором и центрально расположенным шаровым баллоном, наполненным гелием. На концах лопастей устанавливаются турбовинтовые двигатели, приводящие во вращение ротор. В такой конструкции гелий создает 70 процентов, а крылья — 30 процентов необходимой подъемной силы. Существуют и другие весьма любопытные проекты.
Повторяю, мы ведем разговор не только о классических дирижаблях. Как транспортное средство для доставки грузов на большие расстояния они могут стать идеальным маршевым аппаратом для районов Севера, Дальнего Востока и Сибири. Скорость их невелика по сравнению с существующими лайнерами, зато грузоподъемность выше в 10–20 раз. Кроме того, они способны нести негабаритные грузы: смонтированные опоры линий электропередачи, нефтяные вышки, другие конструкции. Подсчитано, например, что при прокладке высоковольтных линий от Нижне-Ленской ГЭС к энергосистеме Урала применение транспортных монтажных аэростатических аппаратов снизило бы транспортные расходы примерно втрое. Экономия при перевозке собранных турбогенераторов и другого оборудования для таких гигантов энергетики, как Усть- Илимская и Саяно-Шушенская ГЭС, составила бы десятки миллионов рублей.
У транспортно-монтажных аэростатических аппаратов большое будущее. Они могут стать хорошими помощниками при проведении геологоразведочных и геофизических работ, при вывозе полезных ископаемых с места их добычи в труднодоступных районах. Перевозка леса по воздушным трассам позволит отказаться от строительства лесовозных дорог. Транспортировку зерна с токов на элеваторы, скота на высокогорные пастбища, труб к месту прокладки газо- и нефтепроводов тоже можно выполнять с помощью этих аппаратов.
В перспективе появится возможность управлять подъемной аэростатической силой путем температурного воздействия на рабочий газ. Не исключено создание и так называемых термодирижаблей, в которых в качестве рабочего газа будет использоваться горячий воздух или перегретый водяной пар. Появятся и беспилотные аппараты с дистанционным и программным управлением.
Использование атомных двигателей позволит создать своеобразные «плавающие острова», которые будут доставлять различные грузы в самые отдаленные уголки страны.
Сто лет назад Д. Менделеев в предисловии к книге «о сопротивлении жидкостей и воздухоплавании» писал:
«У других стран много берегов водного океана. У России их мало, сравнительно с ее пространствами, зато она владеет обширными… берегами свободного воздушного океана. Русским поэтому сподручнее овладеть сим последним… Оно, вместе с устройством доступного для всех и уютного двигательного снаряда, составит эпоху, с которой начнется новейшая история…»
Проблемами дирижаблестроения занимался К. Циолковский. Его проекты получили высокую оценку современников. Главный конструктор первых ракетно-космических систем С. Королев считал, что ракетоплавание и дирижаблестроение со временем будут взаимно обогащать друг друга как в земных делах, так и в космонавтике. Прогноз подтвердился. Сегодня существует проект атмосферного аппарата для изучения Венеры.
Итак, небо ждет дирижабли. На данном этапе научно-технического прогресса они обретают новые качества и новые возможности с учетом потребностей развития народного хозяйства.
Традиционные способы перекачки расплавленных металлов механическими насосами непригодны.
Большинство жидких металлов настолько агрессивно, что любой материал, контактирующий с ними, «съедается» за несколько часов работы. Кроме того, условия работы для персонала, обслуживающего такие устройства, тяжелы и вредны.
Но есть в природе силы, которые могут приводить в движение любой жидкий металл, не требуя применения насосов с электромоторами. Они возникают в самом металле при воздействии на него электромагнитным полем, то есть являются результатом прямого преобразования электрической энергии в механическую. Заставить эти силы двигать, перемешивать, дозировать расплавленный поток помогают магнитогидродинамические (МГД) машины.
Большой вклад в теорию МГД-машин внесли ученые Эстонии. Ее основоположником, основателем школы исследователей жидкометаллических машин был академик Эстонской академии наук профессор Таллинского политехнического института Александр Воль-дек. Его фундаментальные работы оказали большое влияние на развитие МГД-техники в СССР и за рубежом. Кстати, до настоящего времени основные их положения привлекают внимание многих исследовательских институтов, вузов, производственных предприятий. Так, важные работы по теории и разработке автоматизированного МГД-привода (МГД-насос, управляемый источником питания и системой автоматического управления) приводятся учеными кафедры электропривода Таллинского политехнического института.
С помощью МГД-приводов стало возможным перекачивание жидких металлов по трубопроводам с одновременным регулированием скорости течения и давления в гидротракте. Создание этого класса энергетического оборудования позволило по крайней мере в четырех отраслях народного хозяйства — атомной энергетике, металлургии, литейном производстве, химической промышленности — в широких масштабах развивать новые технологические процессы. Так, в современных атомных реакторах в качестве теплоносителя можно использовать щелочные металлы — сплав натрия и калия. Он способен передавать тепло лучше других жидкостей. Кроме того, эти металлы достаточно легки и обладают хорошей электропроводностью. Они нашли применение в МГД-установках для отвода тепла из энергетических реакторов.
По сути дела, МГД-привод базируется на машине, с одной стороны, имеющей свойства электрической, а с другой — гидравлической установки. Этим и достигается ее высокая управляемость. Прямое электромагнитное силовое воздействие позволяет создать принципиально новые устройства для разливки жидких металлов в металлургии. Так, обычный литейный автомат или робот часто имитирует работу литейщика: жидкий металл разливается черпаком в форму или изложницу. Однако этому древнему способу присущи давно известные недостатки: разрушается оксидная пленка и поверхность жидкого металла в черпаке сильно окисляется в соприкосновении с воздухом. А используя в качестве захватывающего устройства МГД-привод, можно полностью исключить окисление и выгорание жидкого металла.
Кроме того, наши исследования по теории МГД-привода применяются при решении ряда задач в области создания высокоскоростного наземного бесколесного транспорта, станкостроении, робототехнике. В нашей лаборатории уже разработаны небольшие линейные двигатели для манипуляторов, подающих листовой металл под ножницы. Ими также снабжены поворотные столы для рентгенографического исследования сварных швов тонкостенных металлических цилиндров, карусельные литейные установки и другие устройства.
