Беспилотные дирижабли создали с участием новосибирских ученых

Сибирские исследователи представили проекты новых типов «умных» беспилотных дирижаблей на форуме «Технопром». Их обсудили инженеры из Новосибирской, Московской, Кемеровской, Владимирской областей и Красноярского края.

В рамках круглого стола «Дирижабли как многофункциональный инструмент развития и связанности территорий России» говорили о перспективах создания в Сибири «Центра изучения и развития воздухоплавания». Он будет оснащён опорным дирижабледромом, оборудованным эллингом для строительства и обслуживания дирижаблей. Грузовые коридоры для автономных транспортных средств хотят создать в Сибири, на Дальнем Востоке и в Арктической зоне. Необходимо построить взлётно-посадочные площадки в пунктах на маршрутах доставки грузов. Там будут размещены разгрузочно-погрузочные комплексы и системы балластировки. Развитие этого направления соответствует целям и задачам Десятилетия науки и технологий в РФ, а также федерального проекта по созданию НПЦ БАС в регионах, курируемого Фондом НТИ, и Стратегии развития Арктической зоны России до 2035 года. 

Министр науки и инновационной политики Новосибирской области Вадим Васильев отметил, что для развития новой транспортной системы в регионе есть и крупные авиационные производственные предприятия, и научная база, и ресурсы ведущих вузов.

– Дирижабли являются экономичной и экологичной технологией. Это новый мировой тренд: с их помощью можно доставлять грузы, перевозить пассажиров, но по факту это ещё и возможная технология для защиты от боевых дронов, – сказал Вадим Васильев.

Понять, как эта технология может реализовываться, можно было на «Технопроме». «Центр изучения и развития воздухоплавания» предлагается создать при участии институтов СО РАН, НГТУ и НГУ. Разработкой, строительством, испытаниями, сертификацией и опытной эксплуатацией дирижаблей с объёмом оболочек до 5000 кубометров займется «Учебно-эксплуатационный дирижабельный центр» совместно с «Центром изучения и развития воздухоплавания» и другими профильными организациями России. Пока единственный дирижабледром в России находится в городе Киржач Владимирской области. 

Беспилотные дирижабли могут перевозить грузы весом от 20 до 200 тонн, в том числе в места без наземного транспорта на расстояние до 4000 километров. Также их можно использовать для картографирования местности, проведения геофизических исследований, освоения новых месторождений полезных ископаемых, поисково-спасательных работ, мониторинга экологической обстановки, охраны природных ресурсов, контроля землепользования, патрулирования территории.

По словам замдиректора ФАУ «СибНИА им. С.А. Чаплыгина» Дмитрия Смирнова, российские дирижабли целесообразно создавать, опираясь на отечественные наработки в области авиационных композиционных материалов и гибридных силовых установок. Начинать нужно с создания и отработки в эксплуатации беспилотных дирижаблей малого размера с постепенным масштабированием аппаратов до грузоподъемности в десятки тонн. 

Учёные из Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН представили новый тип беспилотных дирижаблей с движителями от циклолетов. Судно перемещалось в выставочном павильоне «Новосибирск Экспоцентра». Управлял им руководитель молодежной лаборатории, созданной Минобнаруки РФ, красноярского филиала Института теплофизики СО РАН, автор-разработчик Дмитрий Дектерев. 

– Всё в этом мире развивается по спирали. Дирижабли, которым почти 150 лет, в современном мире снова становятся востребованными. Для доставки крупнотоннажных грузов в труднодоступные районы Сибири и Дальнего Востока, включая Арктику, для размещения стратосферных центров связи и навигации они и сегодня не имеют конкурентов, – директор ИТ СО РАН, академик РАН Дмитрий Маркович. – Учёным Института теплофизики удалось применить свою разработку – роторный движитель, предложенный изначально для беспилотных летательных аппаратов – циклолетов, теперь он использован в качестве средства маневрирования дирижаблем, крайне необходимого для повышения точности позиционирования при причаливании, взлете и посадке.

Исследователи отмечают, что применение циклороторных движителей позволяет дирижаблю преодолеть барьеры и риски при маневрировании вблизи земной поверхности, обеспечивает точное позиционирование воздушного корабля в воздушном пространстве при мониторинге поверхности, воздушных масс, ретрансляции и других работах. Ни один из существующих современных дирижаблей не способен выполнять демонстрируемые функции: подъём и спуск дирижабля вертикально с использованием подъёмной силы циклороторных движителей, перемещение вперёд, вращение дирижабля на месте вокруг  центра масс, смещение дирижабля вправо и влево параллельно своей главной (продольной) оси. 

Также показали совместную разработку учёных  Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе, Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича и НГТУ НЭТИ – проект «умного» дирижабля без хвостового оперения.

Система управления дирижаблем строится на бионических принципах взаимодействия с окружающей средой. Благодаря специальным датчикам, расположенным на обшивке дирижабля, и особым алгоритмам обработки сигнала летательный аппарат «чувствует» своё положение в воздушном потоке. Компьютер на основе этих сигналов вырабатывает команды на посты создания тяги, где вращаются циклические движители, и дирижабль занимает необходимое место в пространстве или движется в нужную сторону. Еще одно перспективное направление – создание  параллельной гибридной силовой установки.

– Дальнейшие исследования должны быть направлены на совершенствование тепловой машины и на проработку вопроса использования солнечных панелей, – считает автор разработки Илья Зверков, профессор кафедры самолёто- и вертолетостроения факультета летательных аппаратов НГТУ НЭТИ, старший научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики.

Сибирские разработчики продолжат исследования с целью усовершенствования прототипа управляемого дирижабля. В перспективе – переход к производству импортозамещающих моделей. Работа будет проводиться в филиале ИТ СО РАН в Красноярске в молодёжной лаборатории со специальным оснащением.

По информации пресс-службы министерства науки и инновационной политики Новосибирской области