Как хорошо известно: "Коммунизм - это есть Советская власть плюс электрификация всей страны". Это первая часть фразы В.И. Ленина. Вторую часть цитируют намного реже: "Ибо без электрификации поднять промышленность невозможно". К 1931 году план ГОЭЛРО, бывший локомотивом индустриализации СССР, был перевыполнен, вызвав бурный рост энергетических мощностей и промышленности. Развернувшаяся на просторах СССР огромная стройка требовала всё больше и больше электроэнергии и транспорта, транспорта и электроэнергии.
Основным же транспортным дирижаблем должен был стать крупный гелиевый дирижабль жесткой конструкции Д-100, проект которого разрабатывался со следующими расчетными данными (пассажирский вариант): воздухоизмещение - 118 100 м3, длина корпуса - 201,6 м, диаметр - 33,9 м, масса конструкции - 61 000 кг, 4 дизельных двигателя АН-1РУ мощностью по 808 кВт, максимальная скорость - 152 км/ч, крейсерская скорость - 123 км/ч. С массой топлива 33 т и экипажем 13 человек дирижабль мог перенести 50 пассажиров на расстояние до 12 000 км. Продолжительность полёта составляла 100 часов.
Постройка Д-100 была закреплена постановлением СТО от 10 августа 1936 г.№ ОК-174сс: заводу "Дирижаблестроя" (завод № 207) установлена производственная программа на 1936-39 гг. - построить к 01.07.1938 жесткий дирижабль Д-100 объемом 100 тыс.м3. Д-100 должен был обслуживать дирижабельную линию Москва – Свердловск – Красноярск – Владивосток. Линия была задана в том же августовском постановлении СТО и намечалась ко вводу в эксплуатацию к 1941 году.
Работы по Д-100 шли неспешно: к ноябрю 1936 г. - июню 1937 г. было разработано несколько вариантов эскизного проекта, рассмотренных в ГУАП и в УВВС РККА и продолжалось начатое в 1934 г. изготовление опытного отсека Д-100.
Завод № 207 все годы своего существования работал без утвержденного плана, а в 1938 г. – по невыполненной программе 1936 г.(!). Завод не имел и не вел "целеустремленной технической политики". Вместо проектирования и постройки жесткого дирижабля Д-100 был взят курс на "многообъектность и многотипность кораблей". Многочисленные переделки и недоделки по построенным дирижаблям не позволяли начать их эксплуатацию. Бесконечные переносы сроков не оставляли сомнения - сроки готовности Д-100, заданные постановлением СТО, не будут выдержаны. В итоге, окончание работ по Д-100 было намечено на май 1942 г. (!)
Доподлинно неизвестно кому в "Дирижаблестрое" первому пришла в голову идея "деверсифицировать" и "масштабировать" проект Д-100. Однозначно это были и не Гарф Борис Арнольдович и не Катанский Владимир Владимирович - "лучшие советские инженеры-дирижаблестроители" (так называл их У. Нобиле) на тот момент занимались реальными дирижаблями. Понятно, что официального разрешения нарушить постановления СТО никто бы не получил, поэтому единственным выходом из рушившегося на глазах проекта Д-100 стала бы трансформация его в другой амбициозный и грандиозный проект, который решил бы "все проблемы".
И такой проект был подготовлен! Забегая вперед, можно сообщить, что пока не удалось установить автора(-ов) этого проекта. Скорее всего, это был кто-то из талантливой молодежи, пришедшей в "Дирижаблестрой", из Дирижаблестроительного учебного комбината (ДУКса) и успевшая уже хлебнуть лиха на ниве дирижаблестроения.
По расчётам аванпроекта, один корабль д.б. нести 12 ветрогенераторов по 500 кВт каждый. Ветрогенератор - ЦАГИ Д-30, проверенный эксплуатацией на ветроэлектрической станция (ВЭС) в Балаклаве, с новым дюралевым лопастями диаметром 30 метров и общим весом 10 тонн. Т.о. учитывая вес остального оборудования, для получения 6 000 кВт "из воздуха" в воздух надо было поднимать 150 тонн. Расчёт мощности делался исходя из высоты 600 метров и скорости ветра 15 м/с - выходило, что одна ЛВЭС могла вырабатывать 25-30 млн. квт-ч в год (170 ЛВЭС равнялись Днепрогесу). Проект обещал себестоимость киловатт-часа в 0,7 копейки. Для сравнения: в 1935 году себестоимость электроэнергии Днепрогэса составляла 0,46 копейки.
Д-30 в Крыму
Положив срок использования аппарата в несколько десятков лет, пришлось отказаться от тканевой оболочки - оболочка ЛВЭС предполагалась металлической, толщиной 0,1-0,4 мм. Объём оболочки - 200 тыс.м3, длина - 200 м, максимальный поперечный диаметр - 45 м, собственный вес - 45 тонн, полезная подъёмная сила - 175 тонн. В итоге получался приличный запас по весу - целых 25 тонн! С учётом смены материала оболочки, увеличение первоначального объёма корабля на 67% для такого жесткого дирижабля выглядело вполне оправдано.
Самое главное - размеры корабля почти повторяли размеры Д-100. Да что там говорить - это и был Д-100! Но не тот Д-100, который доставлял 50 человек на дальность 12 000 км за 100 часов, а тот Д-100, который обеспечивал электрификацию, без которой невозможно построить коммунизм в СССР. И обеспечивал он эту так необходимую электрификации в любом месте СССР: и во льдах Арктики, и в пустынях Средней Азии, и в горах Кавказа. Везде, где есть атмосфера!
Защиту поднимаемого оборудования от обледенения предполагалось делать, как в авиации - электрообогревом, а прогревать оболочку - путём нагревания газа электрическими рефлекторами. Грозовые и атмосферные заряды планировалось парировать громоотводом, соединённым с причальным канатом, идущим на землю.
ПУЭНКО
Отдельной проблемой была защита корабля от внезапных и сильных порывов ветра. Продувки модели в аэродинамической трубе ЦАГИ Т-1-2 показали, что система корабль-ферма имеет в воздухе весьма большую устойчивость из-за подобия конструкции маятнику и центра тяжести, находящегося значительно ниже дирижабля. По всем расчётам выходило, что при сильном ветре корпус вместе с фермой медленно снизится с высоты 600 метров до 300-400.
Наземная составляющая проекта состояла из причальных мачт, поворотной анкерной рамы и Пунктов Энергии и Контроля (ПУЭНКО).
С причальными мачтами всё достаточно очевидно - можно было использовать существующие в "Дирижаблестрое" конструкции, модифицированные под необходимость подъёма по мачте персонала для облуживания ЛВЭС.
ПУЭНКО же состоял из электроподстанции и пункта управления. С дирижабля на подстанцию поступала выработанная электроэнергия, затем уже подстанция направляла её в сеть. Также в пункте располагалась аппаратура удалённого управления ЛВЭС. К сожалению, аванпроект не содержал детальной информации об этой аппаратуре. И хотя уже существовали теле-танк и даже теле-самолет, реальность создания такой аппаратуры управления сейчас вызывает сомнения.
Гелиевый[1] Д-100 с металлической оболочкой был бы рано или поздно достроен. Материал оболочки вряд ли стал камнем преткновения[2] - в Конструкторском Бюро цельнометаллического каркасного дирижабля (БЦМКД) "Дирижаблестроя" на тот момент такой проект уже существовал. За это время вполне можно было организовать серийное производство ветрогенераторов Д-30. Даже если бы дирижабль Д-100 не показал заложенных характеристик, можно было уменьшить количество поднимаемых генераторов. Высота использования ЛВЭС в 600 метров - это не стратосфера, где советские стратонавты терпели неудачу за неудачей. А вполне себе рабочая высота, уже неоднократно освоенная полётами на аэростатах типа СССР ВР.
Воздушное полотно, так напоминающее электрофицированную железную дорогу, было намного проще и дешевле таковой - ни тебе земляных работ, ни тебе рельсового проката. Более того, могло быть построено над уже существующими ж/д путями и/или дорогами. И дайте срок, со временем вполне могло покрыть весь СССР. Сейчас это назвали бы "синергическим эффектом".
Отдельный вопрос, на который нет ответа: смогла бы советская промышленность сконструировать и произвести всю необходимую для проекта номенклатуру конструкций.
Начавшаяся в 1939 году война в Европе, очевидная угроза войны СССР с фашистской Германией, бурный прогресс в развитии авиации - всё это негативно отразилось на советском дирижаблестроении в целом и на проекте авиатроллейбуса в частности. Проект не был реализован ни в одной из его частей. От него осталась только натурная модель авиатроллейбуса и воздушного полотна в Саратовской военной авиационной школе, которая после небольшой переделки (замена электропроводов на силовые стальные тросы) использовалась для обучения и закрепления у курсантов техники посадки на самолёте У-2.
☆ ☆ ☆
Стоит заметить, что идея об электроэнергии, получаемой "из воздуха" с помощью подъёма ветрогенераторов дирижаблем, в XXI веке получила второе дыхание. В разных странах мира чуть ли не ежегодно возникают компании, предлагающие такой способ электрификации. Например, в октябре 2024 года в Китае завершились испытания дирижабля компании Beijing SAWES Energy Technology со встроенной ветряной турбиной. Установка мощностью более 50 кВт на высоте 500 метров успешно выработала электроэнергию, передав ее на землю по проводам.
Про попытки построить аккумуляторный электрический самолёт даже вспоминать не хочется - этим сейчас не занимается только ленивый.
Схема к чертежу Д-30
В ЦАГИ Кучинское отделение возглавил ученик Н.Е. Жуковского - Красовский Н.В. Летом 1923 года там был построен первый экземпляр ветроэлектроустановки (ВЭУ). В 1924 г. один его экземпляр с лопастями 14 м и мощностью 36,8 кВт был установлен на бакинских нефтепромыслах "Азнефти", где функционировал в начала 30-х. Для колхозов и совхозов (как привод для насосов и мельниц) были созданы многолопастной тихоходный ветродвигатель ТВ-5, мощностью 1,8 кВт и затем его сменила более мощная модификация ТВ-8, которая пошла в серию, и к 1936 году их было в стране 1300 штук.
В 1930 году ЦАГИ спроектировал ветроэлектростанцию (ВЭС) мощностью 100 кВт, тогда самую большую в Европе. Строить ВЭС решили в Крыму на вершине холма Карагач (с. Флотское) недалеко от существующей линия электропередач, которая соединяла Балаклаву с Севастополем.
Двигатель и основные части ВЭС изготовил Севастопольский Морской Завод. К сборке приступили в 1930 году. На решётчатую башню (она же опорная мачта) высотой 25 метров установили сигарообразную машинную кабину размером 13 х 3,5 х 2,5 метра. Каркас кабины - дерево, верхняя обшивка — кровельное железо.
Основной движущей силой агрегата был ротор с тремя лопастями. Они представляли собой древо-металлическую конструкцию с обшивкой из листового железа. Общий диаметр лопастей - 30 метров. Внутри кабины установили быстроходный ветряной двигатель Д-30 мощностью 180 л.с. с инерционным аккумулятором. Проще говоря, двигатель подавал энергию на асинхронную динамомашину, а уже та передавала выработанный ток на подстанцию.
Схема Д-30. Хорошо видна хвостовая тележка и круговой рельс. Фото ТМ 1934 № 11
Для поворота кабины вокруг оси использовались "хвостовая" тележка и флюгер. Флюгер установили в верхней части кабины. Тележка располагалась на конце наклонной хвостовой фермы, соединённой с кабиной. Наклонная хвостовая ферма также использовалась для подъёма персонала в кабину. Внутри тележки установили электромотор. Когда флюгер поворачивался, он замыкал соответствующий контакт. Тот запускал электромагнитный переключатель, который давал команду на движение двигателю тележки. Тележка перемещалась по круговому рельсу диаметром 20,5 метров, центром которого была башня. Таким образом кабина автоматически поворачивалась вокруг своей оси в направлении господствующего ветра.
Д-30 в Крыму
Общий вес ветряка ЦАГИ составлял 49,1 тонну. Кабина весила 15,5 тонн. Рядом с установкой построили каменное здание подстанции. Внутри неё находился повышающий трансформатор, щиты приборов, распредустройство. Электростанцию соединили с сетью "Севастополь-Балаклава" воздушной линией электропередач длиной 2600 метров.
К первым испытаниям приступили в мае-июне 1931 года. После наладок, ВЭС запустили в режиме непрерывной работы. В 1932 году она проработала 8 месяцев при средней скорости ветра 7,3 м/с. За это время станция дала 300 000 кВт энергии. После испытаний установили: опытный экземпляр ВЭС вполне может служить как промышленный. С 1933 года станция стала работать по 4-10 часов в сутки. Средняя мощность вырабатываемой энергии составляла 93 кВт.
Опытная советская ветроэлектростанция получила всемирную известность. До 1940 года она была самым мощным и дешёвым источником электроэнергии в мире. В 1942 году во время оккупации Крыма Д-30 была разрушена немецко-фашистскими захватчиками.
С 1930 года приемником ЦАГИ по тематике ВЭУ стал Центральный ветроэнергетический институт (ЦВИЭ).
В ЦВИЭ была разработана быстроходная трехлопастная ВЭС, пошедшая в серию в 1935 году - ЦВИЭ Д-12 с диаметром ветроколеса 12 м и мощностью генератора до 15 кВт с вертикальной червячной трансмиссией от ветроколес к электрогенераторам у основания башни. До войны их было построено 1500 штук. По заказу дирекции Северного морского пути были разработаны несколько конструкций ВЭС для аномальных атмосферных условий — ветра до 40 м/с и температура воздуха до минус 40°С, которые эксплуатировались на десятках полярных станций от Баренцева моря до Чукотки до начала 1950-х годов.
На основе успешной эксплуатации Д-30 ЦВЭИ в 1935 году создал проект более мощной и совершенной ВЭС Д-50 мощностью до 1 кВт.
Как видно, в СССР существовал приличный задел по ветроэнергетике и его вполне можно было использовать в разнообразных проектах.
5 сентября 1924 года Центральный исполнительный комитет и Совет народных комиссаров (СНК) Союза ССР приняли постановление "О государственной монополии на гелий". Гелий был нужен не только учёным, в большей степени он требовался для нужд воздухоплавания ВВС СССР.
Для поисков гелиеносного газа в 1924 г. при ВСНХ был создан Гелиевый комитет. В 1927 г. Гелиевый комитет был ликвидирован, и на его базе организован Трест редких элементов ("Редэлем), в задачу которого входила в т.ч. разведка гелия. Деятельность треста также оказалась неудовлетворительной, и он в 1930 г. был упразднен. Его дела были переданы Всесоюзному объединению химической промышленности ВСНХ СССР ("Всехимпрому"). Для непосредственного ведения поиска и разведки трест "Стройгаз" организовал в Ленинграде Всесоюзную контору "Гелиегазразведка".
В 1934 г. был разработан "План развертывания гелиевой промышленности СССР во II пятилетке (1933— 1937 гг.)". За вторую пятилетку предусматривалось соорудить и испытать шесть опытных гелиевых заводов, семь полузаводских установок и одну мелкопромышленную установку.
Опытная гелиевая установка треста "Союзгаз" в Мельникове планировался к пуску в 1937 г., однако никаких сведений о пуске завода не сохранилось. 9 октября 1938 г. вышло постановление СНК Союза ССР "О строительстве Ижемского гелиевого завода" эксплуатация которого д.б. начаться в 1940 году, однако первый балон был наполнен гелием только в 1949. В 1946 г. Москва была газифицирована газом Елшанского месторождения Саратовской области и в 1953 г. в пос. Развилка был организован Московский газоперерабатывающий завод сжижения природного газа, из которого добывался гелий.
Итак, с гелием в СССР была "напряженка". Даже если предположить, что в Д-100 будет использована совершенно пожаробезопасная смесь, состоящая из 85% гелия и 15% водорода, то это никах не меняло ситуации - дефицита гелия это не помогало избежать. В конечном итоге, ЛВЭС для полёта однозначно пришлось бы целиком наполнять водородом. А это абсолютно другие риски и в проекте это пришлось бы учесть.
И как тут не процитировать "брата по гелиевому несчастью" Хуго Эккенера (Hugo Eckener), конструктора дирижабля LZ-129 "Гинденбург", сказавшего после гибели LZ-129: "Отныне дирижабли не будут больше наполняться водородом. Мы откажемся от водорода в пользу гелия, иначе мы не получим больше пассажиров. Гелий не воспламеняется, но стоит очень дорого. "Гинденбург" был построен с расчетом на пользование гелием, но, так как "Общество Цеппелин" не владеет заводами гелия в Соединенных Штатах, мы решили пользоваться водородом.". (цит. по Известия 1937 № 108, 9 мая - прим. ред.).
Единственной страной в мире, которая не испытывала проблем с гелием, были США - де-факто монополист в этой отрасли. Но этот гелий нельзя было купить - в соответствии с "Helium Act of 1925" в США действовало эмбарго на его экспорт.
| обратно | Работы "Дирижаблестроя" по металлической оболочке для дирижаблей не пропали даром и нашли самое неожиданное применение в Метрострое.
Известия 1979 № 66, 16 марта
СТАНЦИЯ МЕТРО МАЯКОВСКАЯ
Дошедшее до нас металлическое диражблестроение СССР Фото mosmetro.ru
Подземные станции Московского метрополитена да и, пожалуй, любого советского города, где прокладывается метро, не похожи одна на другую, несмотря на однотипность конструктивных решений - в основном арка и арочный свод.
Однако станция Маяковская отличается не только своей парящей ажурностью. Она и конструктивно стоит особняком. Тут впервые применены металлические конструкции, воспринимающие чудовищную нагрузку многометровой толщи грунта. Это позволило достичь той поразительной воздушности форм и удивительно изящных линий, какими очаровывает подземный зал Маяковской.
Заметных трудностей на монтаже металлоконструкций не возникало. Затруднения появились на этапе облицовки арочных поверхностей широкополосной нержавеющей сталью. Полосы полагалось отгофрировать на заданный профиль. И метростроевцы обратились туда, где в то время был единственный в стране широкополосный профилировочный стан, - на Дирижаблестрой. Это предприятие построило целую эскадрилью дирижаблей. В силу своей уникальности оно было оснащено новейшей техникой. Наряду с полужесткими воздушными кораблями там как раз велся монтаж модели цельнометаллического складывающегося дирижабля системы Циолковского. Его оболочка состояла из металлических скорлуп, соединяемых в подвижной "замок". Для прокатки таких деталей и был установлен специальный стан.
Дирижаблестрой заказ Метростроя выполнил в срок, а для надежности направил на Маяковскую своих монтажников, которые и в метро оказались на высоте.
Более двадцати лет метростроевцы вели наблюдения за поведением металлоконструкций станции Маяковская. За все время не обнаружилось ни малейшего изъяна. Поэтому с конца пятидесятых годов Метрострой стал довольно широко использовать металл для несущих конструкций.
