В России разработали дирижабль на солнечных батареях. Он заменит самолеты?
В разгар глобального потепления инженеры работают над обезуглероживанием авиа- и морских перевозок. Чтобы сократить выбросы и исследовать мир, в Московском авиационном институте (МАИ) разработали дирижабль, работающий на солнечных батареях. Разбираемся, сможет ли он заменить самолеты и насколько экологичны и безопасны подобные виды транспорта.
Как будет работать российский дирижабль и какие существуют аналоги?
Аппарат получил название «Экодисолар». Дирижабль сделан из газонепроницаемых, тонких и прочных эластичных материалов. Он используют подъемную «всплывную» силу, которая экономит энергию во время вертикальных перемещений. Его корпус выполнен в виде двух полусфер: они замкнуты на обруч, который заполнен гелием и невоспламеняемым водородом.
Уникальность разработки заключается в гибридной электрической силовой установке, которую специалисты МАИ развивают совместно с Центральным институтом авиационного моторостроения имени П.И. Баранова.
«Экодисолар» сможет доставлять грузы и медикаменты, развивая скорость до 130 км/ч. Его также можно будет применять для поисковых работ, в том числе в труднодоступных регионах России и в Арктике.
Пока что подобные виды транспорта находятся в разработке не только в России. Так, британская компания Varialift Airships спроектировала дирижабль, который, по словам создателей, совершит трансатлантический перелет из Великобритании в США, потребляя всего 8% топлива обычного самолета. В то же время французская компания Flying Whales, производящая дирижабль, использующий гелий, намерена в 2023 году доставлять грузы в отдаленные районы.
В чем дирижабль лучше самолета, а в чем ему уступает?
Исследователи из Международного института прикладного системного анализа (IIASA) в Австрии также отметили полезность дирижаблей. Они могут стать полезным грузовым перевозчиком. Поскольку им не требуется энергия, чтобы подняться над облаками, а скорость варьируется в зависимости от наличия солнечной энергии, услуга с нулевым выбросом углерода и нулевой стоимостью топлива вполне осуществима.
С другой стороны, отсутствие бортовой батареи означает, что путешествие ограничено только дневным светом, и транспорт будет летать со скоростью лишь 250-350 км/ч.
Строительство, эксплуатация и техническое обслуживание подобных дирижаблей рентабельны. Так, представители Varialift Airships, например, утверждают, что разработка обойдется на 80-90% дешевле, чем покупка и содержание эквивалентного самолета. Кроме того, поскольку дирижабли способны летать практически в любом месте, им не нужны дорогие взлетно-посадочные полосы.
Чтобы воздушные суда могли конкурировать с обычными перевозками, грузовая отрасль должна будет инвестировать от 50 до 100 млрд долларов в течение следующих 10-20 лет в технологическое развитие, необходимое для того, чтобы сделать транспорт безопасным и эффективным.
Однако Дэвид Кинг, бывший главный научный сотрудник Великобритании и специалист по изменению климата, заявил, что стоимость дирижаблей будет сопоставима со стоимостью большого реактивного самолета. По его словам, подобно другим технологиям использования возобновляемых источников энергии, после оплаты первоначальных затрат эксплуатационные расходы становятся относительно низкими.
Насколько экологично и безопасно летать на дирижабле?
Дирижабли могут сыграть роль в сокращении будущих антропогенных выбросов в секторе судоходства. Струйные течения появляются в западном направлении со средней скоростью ветра 165 км/ч. При таком ветре воздушное судно может совершить кругосветное путешествие примерно за две недели (кораблю потребуется 60 дней) и потреблять всего 4% топлива, используемого кораблем.
Аспект, который значительно повысит жизнеспособность дирижаблей и воздушных шаров, — это развитие водородной экономики. Учитывая, что дирижабли уже представляют собой чистую технологию, использование их для транспортировки газа может обеспечить дополнительное преимущество. Однако многие до сих пор связывают дирижабли с трагической катастрофой в 1937 году, когда в результате взрыва водорода погибло 36 человек, а дирижабли заслужили репутацию небезопасных судов.
Но с новыми материалами, которые легче, прочнее и устойчивее к возгоранию, риски инцидента значительно ниже. Если во время работы дирижабля возникнут проблемы, его эвакуируют и взорвут в стратосфере, а также заранее оборудуют механизмом для безопасной выгрузки товара (например, с парашютами).
В то же время большинство современных дирижаблей в качестве подъемного газа используют гелий вместо водорода. Гелий не так эффективен и несколько дороже, но зато гораздо безопаснее. Наиболее энергоемкая часть операций дирижабля происходит, когда его подъемный газ повышается, чтобы обеспечить спуск. Если сохранить энергию, высвобождаемую во время разгерметизации, и повторно использовать ее во время спуска, теоретически энергопотребление каждой поездки уйдет в ноль.
Если мир собирается придерживаться Парижского соглашения, энергетические системы должны быстро сократить выбросы углерода почти до нуля в течение следующих 50 лет. Экологически чистые инновации в авиации и судоходстве придутся как нельзя кстати. Так, дирижабли могут стать следующим большим шагом к реализации идеального, 100-процентно возобновляемого мира.
━━━━━
Анастасия Дегтярева
