Приветствую Вас, Гость
Главная » Статьи » Мои статьи

О транспорте будущего.

«В то время были океаны света, и города

в небе, и дикие бронзовые птицы...»

- М.Муркок, «Повелители Мечей»


Среди тех вещей и явлений, которые обычно требуются человеку на пути между удовлетворением первичных потребностей существования, и реализацией высших устремлений, такие как творчество, познание и эстетическое наслаждение, промежуточными являются некие утилитарные понятия, как транспорт, информационный обмен и бытовая автоматизация.
Сегодня я хотел бы уделить внимание первому из вышеперечисленного.
Итак, каким образом в окружающей системе реализуется транспортная потребность человека? В основном, с помощью автомобилей - средств передвижения в одномерном пространстве, что приводит к неизбежным катастрофам и "гибели человеческих жертв", нарушению природных экосистем, сжиганию нерегенерируемых ресурсов в виде нефти как сырья для топлива тепловых двигателей, нарушению природного ландшафта, и так далее. Привязка к рельефу местности зачастую вынуждает преодолевать этой самой одномерности во много раз больше, чем расстояние до точки назначения по прямой. Тем не менее, с этим все так свыклись, что просто-напросто не замечают и воспринимают все как должное.
Перевозки на дальние расстояния осуществляются либо поездами – тем же самым колесным транспортом, только с более жесткой одномерностью перемещений и требованиями к инфраструктуре, либо самолетами – которые, несмотря на кажущуюся трехмерность перемещений, являются не менее маразматической конструкцией, чем автомобили: требуют гигантских оборудованных аэропортов, потому что по тому же принципу, по которому на пароходе ставили кирпичную трубу, сохранилась идиотская торадиция, при наличии современных реактивных двигателей, чья непосредственная тяга позволяет просто подниматься и лететь куда угодно управляя вектором той самой тяги – по наследству от винтовых этажерок, разгоняться, взлетать и держаться в воздухе за счет планера, преобразующего поступательную тягу в аэродинамическую подъемную силу. Это при том, что современные сверхзвуковые самолеты при потере тяги чаще падают, чем садятся на планировании, так что вся разница между наличием планера и его отсутствием – во-первых, потребность в аэродроме и ВПП, во-вторых, возможность для аппарата без планера мягко сесть на аварийной парашютной системе, поскольку иначе планер рвет в штопор, особенно когда он поврежден. Одно из преимуществ самолетов – в том, что они обычно летают «над погодой», над верховыми облаками, но даже при этом они часто сталкиваются с проблемами при наборе высоты и снижении, а также преодолением обширных грозовых фронтов. А еще, самолеты летают по «воздушным коридорам» и на заданных высотах – грубо говоря, та же одномерность, только в небе.
А теперь посмотрим немного по сторонам, и увидим, что есть воздушный транспорт, который в небе всегда дома, потому что оно для него «бесплатно» - управляемые аппараты легче воздуха, дирижабли, в свое время они составили значительную конкуренцию трансокеанским морским перевозкам и авиации первой половины 20-го века, но для того чтобы продавать топливо и контролировать точки погрузки-выгрузки, ZOG создало показательную последовательность аварий дирижаблей с огромной PR-раскруткой этих происшествий; в частности, наиболее нашумевшая авария «Гинденбурга» в 1937 году произошла по причине диверсии, а настолько уязвимым аппарат оказался из-за применения водорода, обусловленного американским эмбарго на поставку гелия в Германию; при этом число жертв составило около 30 человек из числа находившихся на борту воздушного судна, по размерам практически идентичного «Титанику».
Нет, конечно идеализировать дирижабли не следует: у всех классических на сегодняшний день схем их конструкции есть ряд недостатков, основной из которых – низкая по сравнению с реактивной авиацией скорость и маневренность, уязвимость к погодным явлениям, особенно – ветру, из-за высокой парусности. Повреждения газовых резервуаров либо несущих/формопридающих элементов конструкции ведут к потере подъемной силы и управляемости, как следствие - аварии.
Но это все общие фразы. Каковы реальные альтернативы существующей транспортной системе, спросите вы?
Отвечаем. Для индивидуального перемещения следует создать и применять небольшие летательные аппараты, в основном с динамическим принципом поддержания (тяжелее воздуха), оснащенные пассажирским салоном менее чем на 10 человек или 2-3 человек и до тонны груза, реактивными или винтовыми двигателями с управляемым вектором тяги и парашютной системой аварийной посадки. Органы управления должны иметь двойную схему управления – механическую (ручную) и автоматизированную электронную, бортовая система навигации должна быть продублирована, в том числе неэлектронными приборами. Габариты такого аппарата не должны превышать габаритов автомобиля, взлет и посадка осуществляться вертикально или с произвольным углом к поверхности; плавучесть, на случай посадки на воду, должна быть положительной, салон и грузовые помещения – герметизированы. Двигатели могут быть тепловыми, на углеводородном топливе, получаемом синтетически или путем вторичной переработки биологических отходов, доступном через сеть автоматизированных терминалов, способных к автономной регенерации запасов за счет естественных энергетических и сырьевых ресурсов.
Использование в индивидуальном порядке дирижаблей потенциально ограничивается крупными габаритами подъемных емкостей, но к вопросу оптимизации жилищ мы еще вернемся; а пока можно заметить, что индивидуальные транспортные средства легче воздуха все же применимы и имеют право на существование. Грузопассажирские характеристики должны удовлетворять тем же приведенным выше требованиям; что касается элементов конструкции, обеспечивающих поддержание полета и перемещение, то здесь следует выделить несколько факторов. Двигатели и движители могут быть такими же, как и в аппаратах тяжелее воздуха – тепловые, с управляемым вектором тяги, винтовые или реактивные (благодаря последним возможно приближение скоростных характеристик дирижаблей к самолетам); но можно применить и экономичную гибридную схему – с использованием теплового двигателя, электрогенераторов и аккумуляторов, наряду с гибкими панелями солнечных батарей на поверхности внешней оболочки аэростата. Среди традиционных схем постройки дирижаблей для индивидуального использования наиболее подходящей является мягкая конструкция, оптимальная для небольших аппаратов; кроме того, у нее есть еще и такие преимущества, как возможность полного опустошения емкостей несущего баллона и складывания оболочки, для резкого уменьшения габаритов и парусности, в результате чего размещение и стоянка аппарата становятся гораздо доступнее. Могу предложить несколько нововведений в этой традиционной конструкции. Во-первых, внутреннее устройство несущего баллона может состоять не из основного пространства и нескольких формообразующих баллонетов, как это принято – а представлять собой пространственную ячеистую структуру с системой газопроводов и управляемых клапанов, в результате чего живучесть такого баллона, как и стабильность его формы, будут значительно выше, чем у традиционной схемы, фактически он становится «неубиваемым». Во-вторых, в качестве подъемного газа возможно применение невоспламеняемой гелиево-водородной смеси, подъемная сила которой при соотношении 85/15 гелий/водород составляет порядка 93% подъемной силы чистого водорода, хотя доля водорода может быть и больше, при сохранении невоспламеняемости. Управление статической подъемной силой можно осуществлять с помощью регулировки наполнения внутренних ячеек баллона подъемным газом через систему газопроводов, управляемых клапанов, насосов/установки сжижения и резервуаров высокого давления или сжиженного газа. Возможность аварийного сброса газа также должна быть предусмотрена. В-третьих, внешняя оболочка может быть оснащена системой стягивающих продольных и поперечных тросов для управления формой аэростата, вплоть до полного складывания оболочки за счет выборки тросов механической системой регулировки натяжения, расположенной, как и система управления наполнением, в нижней части дирижабля, предположительно в верхней части гондолы. Наконец, собственно гондола, при наличии полностью складывающегося баллона (и/или возможности аварийного отделения от баллона и посадки на парашютной системе), может быть выполнена в полном соответствии со своим названием - в виде управляемого плавучего средства или амфибии, ведь более 70% поверхности Земли покрывает вода.
В области применения крупных дирижаблей для грузовых и пассажирских перевозок более рациональными являются жесткие конструкции, аля цеппелины, у которых внешняя оболочка натянута поверх каркаса, наподобие силового набора морского корабля или судна, собственно — элементы этого набора называются аналогично, шпангоуты и стрингеры. В прежние времена прочность набора часто оказывалась недостаточной, а внешняя оболочка разрывалась под воздействием погодных факторов; теперь же существуют материалы с массово-прочностными характеристиками, на порядки превосходящие применявшиеся в начальную эпоху дирижаблей, а также методы компьютерного расчета и моделирования конструкций для оптимизации выдерживаемых ими нагрузок. Как следствие — стало возможным создание несравнимо более надежных аппаратов жесткой схемы, а также монококовых, то есть у которых вместо эластичной внешней оболочки — жесткая обшивка, ведь зачастую для современных материалов может почти не быть разницы в весе, но прочность системы «набор+жесткая обшивка» значительно выше, чем общепринятая оболочка, натянутая на каркас. Кроме того, жесткая — каркасная и монококовая — конструктивная схема дирижабля, позволяет не только увеличивать его общие размеры и грузоподъемность, но и применять произвольную форму баллона с целью улучшения аэродинамики (например — сжатый по вертикали эллипсоид имеет лучшую боковую обтекаемость, нежели общепринятая «сигара» или «капля»), а повышенная прочность позволит увеличить скорость и динамические нагрузки в полете, так что станет возможным применение таких авиационных двигателей, как турбовинтовые, турбовентиляторные и даже турбореактивные, соответственно — рост скоростей до величин, сравнимых с самолетами, 400-800 км/ч. Внутренние газовые баллоны современного жесткого дирижабля также могут иметь ячеистую структуру, регулировка подъемной силы — осуществляться наполнением этих баллонов из резервуаров сжиженного или сжатого газа внутри негерметичных жестких отсеков, остаток объема которых заполняется атмосферным воздухом через блокируемые при необходимости клапаны. Помимо стандартного набора из шпангоутов и стрингеров, в новой схеме жесткого дирижабля могут присутствовать и элементы, напоминающие характерные для «полужесткой» конструкции, такие как особенно прочная килевая ферма, к которой на пилонах можно закрепить гондолы двигателей, элементы управления, помещения, и линии коммуникаций.
Глобальное повышение живучести дирижаблей при повреждениях может вернуть их и в область военного применения. Несмотря на свою тихоходность, возможности долгоиграющей оружейной платформы с громадной вместимостью могут открыть новую эру военно-воздушных флотов, аналогичных морским.

В перспективе дальшейшего развития - летающие и плавучие дома, обитаемые острова в небесах...

Итак, подведем итог. При рациональном использовании важнейшего из ресурсов, которым обладает человечество — Разума — возможно создание технологической системы жизнеобеспечения, не влияющей на природные экосистемы, идеально соответствующей своему назначению, то есть не мешающей людям жить, а помогающей им в этом, и сегодня мы рассмотрели лишь один аспект такой системы, транспорт, к остальным еще вернемся.


Источник: http://публикуется в оригинале
Категория: Мои статьи | Добавил: Voron (29.01.2012) | Автор: Велеслав Вран E W
Просмотров: 280 | Комментарии: 1 | Теги: футурология, Воздухоплавание, Технология, наука | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *: