В прессе, время от времени, появляются схемы, а иногда и фотографии макетов дирижаблей различных типов, оснащенных вертикальными или меняющими положения своей оси винтами. По своей сути, все эти схемы повторяют разработки 1914-1920х годов. Лет двенадцать назад, меня сильно заинтриговало такое возвращение к очень старой идее и я решил прочертить, можно ли решить задачу создания такого аппарата не изобретая паровоз с ногами. Оказалось, по крайней мере, на мой взгляд - это вполне возможно. Результаты такой "прикидки" и симуляцию во "флаше" я "выложил" на своей странице, на фри сайте "геоситиес". Через насколько лет он перестал быть фри, мне предложили уплатить - я пожал плечами и моя страница за неуплату закрылась... Вторично я вернулся к этой идее после коллапса небоскребов "торгового центра". Дело в том, что предложенная мной схема изначально предполагалась быть адоптированной к спасательным операциям. Потом, мне некоторое время было не до нее, и снова к этой теме я вернулся только сейчас.
В чем суть идеи!? Я изначально отказался от использования дирижабля с любой разновидностью линейного корпуса, который использует специализированные двигатели-вентиляторы, обеспечивающие дополнительную подъемную силу и поступательное движение. Выбран был противоположный путь - стандартный вертолет, с которого убрано все лишнее, закрепленный в кольцевом обтюраторе.
На обтюраторе, как на ободе колеса, закреплена тороидальная оболочка, в которой по кольцу расположены отдельные баллонеты, размещенные на двух уровнях. Верхний уровень - большие подогреваемые баллонеты с гелием и нижний -- баллонеты, в которые может закачиваться наружный воздух или транспортируемая вода. Как я уже сказал - основой такого транспортного устройства служит стандартный вертолет. В том варианте, который изображен на рисунке - это наиболее неприхотливый и дешевый, из мне известных, серийных вертолетов -- К_26. С вертолета убрано все лишнее, включая кабину (на рисунке кабина сохранена чисто в декоративных целях). Вертолет закреплен внутри стеклопластикового кольца на легкой, рамной конструкции. Имеется кабина пилота и крановщика, способная принимать несколько рабочих положений. Низ обтюраторного кольца закрыт сетчатой платформой, которая выполняет роль, своеобразной рабочей палубы. Под рабочей палубой расположена кран-балка с несколькими монтажными приспособлениями или лебедками. В том случае, если требуется относительно высокая скорость полета, из палубы могут выдвигаться турбовентиляторы горизонтального хода. В данном варианте вертостата, предназначенного для использования в качестве монтажно-транспортного крана или спасательного судна, имеющего скорость 50-70км/ч, такие турбовентиляторы отсутствуют и горизонтальное движение обеспечивается по вертолетной схеме.
В чем эксплуатационная особенность такого устройства. Не заправленный вес такого вертостата - примерно 4200кг. Для сравнения, сухой вес вертолета К_26 - 2050кг. После заправки гелием, вес полностью снаряженной машины падает до 1950кг.
Для сравнения, полный взлетный вес вертолета К_26 - 4200кг,. из них полезный груз -- 1100кг
В принципе не сложно добиться "нулевой плавучести" для вертостата. В данном случае увеличением наружного диаметра тороидальной оболочки на 20%. Проблема в том, что у такого аппарата возникнут проблемы с эксплуатацией, когда для надежной парковки, его нужно будет либо каждый раз расчаливать, либо держать двигатели на холостом ходу при отрицательном угле установки лопастей.
Вертостат в нормальном полетном режиме, максимальной грузоподъемности
Полезный груз, поднимаемый вертостатом на высоту 5000м, составляет, в нормальном варианте - примерно 2200кг, в перегрузочном (нагрев гелия выхлопными газами двигателей до 70*C) -- до 2600кг Для сравнения, вертолет К_26 поднимает на высоту 5000м, в перегрузочном варианте, полезный груз до 1200кг.
По сравнению с традиционным дирижаблем или воздушным шаром изменились и причальные характеристики. Точнее, как и вертолету, для вертостата не нужно причальной фермы, создав избыточное давление в воздушных баллонетах и сжав ими гелиевые баллонеты, имеющие нормальное давление, вертостат садится на раздувшуюся посадочную юбку, на любую ровную поверхность или воду. Имеется еще одно очень важное отличие и от вертолета и от дирижабля. В случае, если выполнив посадку на раздутую посадочную юбку, вертостат изменит угол установки винтов на отрицательные, то, даже на холостых оборотах, возникшее разрежение будет удерживать его на посадочной поверхности с силой в несколько десятков тонн, что позволит ему, без специальных ангаров или эллингов, выдержать на открытой местности серьезный ураган.
Посадка с использованием надувной юбки
Посадочная юбка, в комплексе с применяемой схемой, также позволяет вертостату осуществлять полет на высоте около четверти диаметра посадочной юбки в режиме экрана, неся на внешней подвеске почти удвоенную полезную нагрузку.
Для данных размерений транспортного устройства и использовании как основы конструкции вертолета К_26, такая полезная нагрузка будет составлять не менее 3500кг.
Такая способность позволяет использовать его в качестве очень эффективного крана-транспортного устройства на выборочных лесоповалах или при монтаже газопроводов, особенно если такая работа выполняется над морской или речной поверхностью, в тундре или пустыне.
Работа вертостата в режиме экрана (груз - пакет труб)
Не менее интересно, на мой взгляд, использование летательного аппарата, такой схемы, в качестве спасательного средства.
На заставке, изображено использование вертостатота в качестве спасательного эвакуатора из горящего небоскреба. Наиболее важная особенностью такого применения - способность вертостата, без риска повредить винты, прижаться вплотную к эвакуируемому зданию и, вне зоны риска от вращающихся винтов, принимать и перепускать спасаемых через армированный перепускной канал из здания на сетчатую рабочую платформу аппарата.
Эвакуация людей из высотного горящего здания с помощью каскада вертостатов
Возможно использование для спасения людей каскада из нескольких аппаратов (я извиняюсь, что бы скомпоновать рисунок, пришлось исказить пропорции и расположить нижний вертостат в спутной струе вышестоящего)
Если бы, во время пожара, в небоскребах "торгового центра", у спасательной службы города было бы хотя бы несколько таких аппаратов, то, до наступления коллапса зданий, можно было вполне эвакуировать большую часть людей.
Немаловажно и то, что совместно с воздухом, в воздушные баллонеты вертостат может взять в качестве полезной нагрузки несколько тонн воды, причем с любой водной поверхности или в режиме экрана по шлангу. Такой аппарат может стать незаменимой пожарной машиной в случае пожаров высокой категории, осложненных отсутствием подходов.
Область применения вертостатов, из за их высокой экономичности; способности работать непосредственно около искусственных или естественных "стенок"; на маленьких пятачках и на малой высоте -- может быть очень широкая -- от сельского хозяйства и геологии, до обслуживания спасательных подразделений.