Povratak aerostata i dirižabla

Međutim, to nije povratak u prošlost i konzervativizam. Stvar je u tome što prosta rešenja uvek imaju svoju vrednost. Let na osnovu statičkog principa stvaranja sile uzgona je lakše ostvariti nego na principu aerodinamičke sile uzgona. Time se i objašnjava činjenica što se sada ponovo rađaju aerostati (baloni) i dirižabli.

Savremena dostignuća nauke i tehnike otkrila su nove horizonte ne samo pred dirižablima nego i pred aerostatima. To su pre svega dostignuća u stvaranju novih sintetičkih materijala - tankih, čvrstih i providnih polimernih opni za obloge aerostata, to su dostignuća automatike i radioelektronike, koja omogućavaju da se stvori lakša i sigurnija aparatura za upravljanje letom. Takođe važnu ulogu igra i proširenje znanja o zakonomernostima i karakteru premeštanja vazdušnih masa sa kojima se zajedno kreće i aerostat.

Oslanjajući se na ova dostignuća nauke i tehnike konstruktori stvaraju visinske aerostate (plafon 35-40 km) koji su u stanju da se održe u vazduhu i nekoliko nedelja, da prelete za to vreme i desetine hiljada kilometara i da ponesu teret od nekoliko stotina, a na kraćim relacijama i manjim visinama i nekoliko hiljada kilograma. Takvi se aerostati koriste u različitim oblastima nauke i tehnike.

Dalje usavršavanje konstrukcije i letnih kvaliteta automatskih aerostata još će više proširiti granice njihovog korišćenja. Pored toga, jeftinoća gasa za podizanje i polimernih opni za oblogu, prostota izrade i startovanja, koje ne zahteva skupe površine i opremu, uslovljavaju relativno nisku cenu aerostata, mogućnost njihovog automatiziranja i masovnost korišćenja.

Izrađivani aerostati će samo po svome obliku podsećati na svoje prethodnike, ali i po tome ne uvek. Na njima neće biti balasta po kome se određivala dužina leta, a koji ograničava nosivost i visinu leta. Primena tečnog vodonika i novih vrsta gasova za uzgon, noviji automatski sistemi za upravljanje letom, savremenije konstrukcije obloge to su neki od realnih puteva razvitka aerostata.

Jedan od osnovnih pravaca je usavršavanje konstrukcije obloge koje dovodi do smanjenja njene težine. Primena novih, tankih i čvrstih polimernih opni otkriva ogromne mogućnosti. Sada su osnovni materijali za izradu obloga polimerne opne debele 30-60 mikrona sa težinom jednog m2 28-35 grama. U skoroj budućnosti može se očekivati pojava desetine puta čvršćih opni debljine do 5 mikrona sa težinom kvadratnog metra od 7 grama.

U SAD se sprovode radovi na stvaranju automatskog aerostata za izučavanje reakcije čovečijeg organizma na kosmičku sredinu i uslova omogućavanja životne delatnosti čoveka. Smatraju da se takav jedan aerostat može održati nekoliko nedelja na visini od 45-48 km.

Po podacima strane štampe visinski automatski aerostati zajedno sa raketama primenljivi su za razne vrste ispitivanja. Aerostat bi bio kao neka vrsta prvog stepena rakete, koji bi joj omogućio da prođe kroz najgušći sloj atmosfere bez utroška energije. Na taj način najstarija i najnovija letelica - balon i raketa mogu zajedno da posluže čoveku za otkrivanje tajni gornjih slojeva atmosfere.

Velike perspektive imaju dirižabli na službi u narodnoj privredi kao transportna sredstva, u prvom redu zbog jeftinog prevoza. Dirižablima se mogu prevoziti najrazličitiji tereti, među kojima najteži i najobimniji. Dirižabli su naročito pogodni da se pomoću njih transportuju tereti na velike udaljenosti i u predele koji su teško dostupni za druga prevozna sredstva. Opravdanost primene dirižabla kao prevoznog sredstva proizlazi iz velike ekonomičnosti leta, jer se dirižabl drži u vazduhu statičkim silama a gorivo se troši samo za horizontalan let. Tako je potrošnja goriva za transportni rad na jednu tonu-kilometar kod njega na desetinu puta manja nego kod aviona ili helikoptera.

U inostranstvu se već govori o nekim konkretnim projektima. U SAD, na primer, razrađen je plan transportovanja i lansiranja interkontinentalnih balističkih projektila teških i do 45 tona pomoću aerostata koji ima oblik toroida (slika 1). 

Slika 1. Aerostat toroid koji se koristi kao pokretna startna platforma za lansiranje raketa

Takav aerostat sa zapreminom od 100.000 m3 i oblogom od specijalne opne može da ponese nosač sa raketom, gondole sa opremom i posadom i motore za kretanje aparata na visini od 6.000 m brzinom od 120 km/h. Nije manje interesantan projekat sistema »heliobarž« koji ujedinjuje silu uzgona aerostata sa vučom helikoptera. Ispitivanja ovakvog sistema (slika 2) su pokazala da helikopter koji ima nosivost od 200 kg pomoću sferne obloge zapremine 1.000 m3, koja ima nosivost od 800 kg može da transportuje oko 1.000 kg tereta brzinom od 25 km/h.

Slika 2. Zajednička primena balona i helikoptera

Budući aerostati, koristeći vazdušne struje i nalazeći se u vazduhu više nedelja, mogu da oblete zemljinu kuglu. Koristeći vazdušne struje aerostat se može duže vremena držati nad određenim geografskim rejonom ili preletati u zadani rejon i vratiti se na svoju teritoriju u povratnoj vazdušnoj struji.

Sudeći po rezultatima iz SAD veoma su perspektivni automatski aerostati sa motorima male vučne snage koji su predviđeni za korekciju pravca leta i povećanja tačnosti izlaska aerostata u zadani rejon. Izvor energije ovih malih motora, pored običnog goriva, može da bude Sunce, ili vodonik kojim je napunjen aerostat. Aerostat sa motorima predstavlja korak ka drugim letelicama lakšim od vazduha dirižablima.

Dirižabli zauzimaju naročito mesto u širokoj porodici letelica jer u sebi sadrže svojstva aviona, helikoptera i aerostata. Dirižabl može da leti horizontalno u zadatom pravcu kao avion, u stanju je da uzleti i sleti vertikalno kao helikopter, a takođe može da lebdi mestu ili da plovi kroz vazduh i da se kreće zajedno sa vazdušnim masama. Prema tome, za podizanje i kretanje dirižabla koriste se aerostatičke i aerodinamičke sile, kao i sila motora.

Osnovna karakteristika dirižabla je njegova zapremina i od nje zavisi nosivost, brzina, visina, daljina i trajanje leta. Tridesetih godina ovoga veka zapremina najvećeg dirižabla »Hindenburg (190.000 m3) izgledala je fantastična. Sada je realno govoriti o zapreminama 300-500.000 m3. Ako se smatra da dirižabl može da podigne teret ravan trećini svoje zapremine (u budućnosti taj broj se mora povećati), to je nosivost dirižabla zapremine 300.000 m3 ravna 100 tona. Ako se zna da je dužina dirižabla 250-300 m, ova nosivost omogućuje da se dirižabli koriste za rešavanje mnogih zadataka koji nisu dostupni ni za avione ni za helikoptere.

Novi dirižabli neće ni po obliku biti kopije svojih prethodnika, sa teškim i složenim metalnim kosturima presvučenim gumiranim materijalima. Oni će više ličiti na džinovske rakete sa lakom metalnom ili plastičnom oblogom napunjenom helijumom. Primena novih, jakih i lakih sintetičkih materijala daje mogućnost izrade dirižabla velikih zapremina i nekih konstruktivnih šema u kojih će obloga jednovremeno služiti i kao spremište za gas i kao osnovni noseći elemenat.

Pošto je dirižabl, uglavnom, zasnovan na aerostatičkim principima to su motori potrebni za horizontalni let veoma male snage. Oni mogu biti klipni, mlazni ili dizel motori koji troše veoma male količine goriva, što omogućava let na velike daljine bez ponovnog punjenja gorivom.

Slika 3. Dirižabl sa krilima

Svetski rekord dužine trajanja leta dirižabla za sada je 264 časa. Takvo trajanje leta, pri relativno malim brzinama (ne više od 180-200 km/h), omogućuje da se prelete rastojanja od desetine hiljada kilometara.

Takođe će se naći rešenja i za mnoge druge tehničke probleme kao što je problem regulisanja sile uzgona gasa njegovim zagrevanjem i hlađenjem - problem koji je postavio još Ciolkovski. Rešenje ovoga problema će omogućiti da se realizuje ideja sovjetskog naučnika. Snegirjova, po kojoj se dirižabl može kretati na račun izmene sile uzgona gasa i jednovremenog pomeranja specijalne površine za upravljanje. Pri ovome se dobija komponenta brzine koja je usmerena pod uglom prema horizontu, tj. leteće napred za uzastopnim podizanjem i spuštanjem. Manji dirižabl ovoga tipa »Aeron III« ispituje se u SAD. On ima još jednu interesantnu osobenost - tri tela sastavljena površinama daju povećanu dinamičku silu uzgona. Ovakvi vazdušni giganti u stanju su da se dugo vremena kreću kroz vazduh bez utroška energije.

Nemoguće je predskazati kakvi će se sve tipovi dirižabla pojaviti u budućnosti. To bi mogao da bude celometalni dirižabl promenljivog oblika čiji je projekat izradio Ciolkovski, ili dirižabl u vidu »leteće gusenice« koji se sastoji od niza odseka koji se mogu odvojiti i ostaviti zajedno sa dopremljenim teretom, ili »vazdušni voz« sastavljen od lakih »vagoneta« koji nose teret a vuku se pomoću proste platforme sa motorom.

Jedno je jasno: čudesne osobine vazdušnog broda dirižabla još dugo će privlačiti pažnju naučnika i konstruktora.