К ВОПРОСУ ВЫБОРА ОБЛИКА ВЫСОТНОГО ДИРИЖАБЛЯ С СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ НА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

© А.В.Редькин, В.Н.Титоренко
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2004 г.

В последнее десятилетие за рубежом активизировались исследования высотных дирижаблей с силовой установкой на солнечной энергии. Ставится задача создания к 2010 г. дирижабля, способного совершать длительные полеты на высоте 20000 м. Предполагается, что высотный дирижабль может эффективно использоваться для наблюдения за земной поверхностью, для мониторинга атмосферы, для сбора метеорологической информации, для ретрансляции в системах мобильной связи. Высотные дирижабли приведут к появлению и развитию нового вида связи – стратосферной связи и радиовещания, что может привести и качественному изменению национальных информационных сетей. Создание высотных дирижаблей на солнечной энергии станет возможным через интеграцию современных технологий аэрокосмической промышленности, альтернативной энергетики, электроники, связи, оптики, новых материалов, метеорологии окружающей среды. Эта интеграция позволит максимизировать преимущества дирижабля.

Одним из первых идею преобразования солнечной энергии в поступательное движение летательного аппарата выдвинул К. Э. Циолковский. Он также предложил и классический путь преобразования солнечной энергии: «Электрический ток можно получать в эфире,… с помощью солнечной теплоты, при посредстве термоэлектрической батареи. Последнее будет неэкономно, хотя со временем, может быть, найдутся вещества для термоэлектрической батареи, которые почти всю теплоту Солнца будут превращать в электричество». Новый качественный этап развития дирижаблей подтверждает прозорливость идей, выдвинутых Циолковским ещё в начале XX века.

В докладе представлены результаты исследования облика высотного дирижабля на солнечной энергии, функционирующего в широтных районах России. Приведены результаты исследования совместного формирования геометрии оболочки и солнечных батарей, обеспечивающих наиболее полное преобразование солнечной энергии. Показано, что геометрия компоновки солнечных батарей дирижаблей, летающих в северных широтах, существенно отличается от геометрии компоновки солнечных батарей дирижаблей, функционирующих в средних широтах.

Приведено содержание численного алгоритма формирования облика дирижабля с силовой установкой на солнечной энергии и включающего: алгоритм расчета солнечной энергии; алгоритм расчета силовой установки; алгоритм оценки массы и алгоритм оценки стоимостных характеристик дирижабля. На базе численной реализации алгоритма формирования облика дирижабля проведены параметрические исследования взаимосвязи основных его проектных параметров (полезной нагрузки, ЛТХ, пространственно-временных координат его функционирования) с основными характеристиками облика дирижабля. Приведены варианты обликов дирижаблей, функционирующих круглогодично в широтном диапазоне 42÷60 град.

Полученные результаты исследований не повторяют исследования облика высотных дирижаблей на солнечной энергии, выполненные зарубежными авторами (в США, Израиле, Южной Корее и Японии) применительно к дирижаблям, функционирующим в средних широтах.