Атомный дирижабль – ключ к сохранению и процветанию России»

В.М.Мордашев, «Атомный дирижабль – ключ к сохранению и процветанию России», препринт ИАЭ-6693/3, 2012
        
      Россия - северная страна с богатыми ресурсами
В начале XX века Д. И. Менделеев определил географический центр Российской империи в районе 63°29?с.ш. (около Туруханска). К 1992 году центр сместился к 66°25' с.ш.
После распада СССР Север занимает 65% площади России (в СССР - 49%). Эти малоосвоенные Россией территории являются крупнейшей в мире кладовой природных ресурсов. По оценкам ООН стоимость балансовых запасов основных видов полезных ископаемых России составляет $28 трлн. Из них на Север приходится 70-80%, а по разведанным запасам никеля, кобальта, олова и редкоземельных элементов почти 100%. Ресурсы США, кстати, оцениваются в $8 трлн. Запасы российских арктических шельфов составляют десятки миллиардов тонн нефти и десятки триллионов кубометров газа.
Восточная Сибирь и Дальний Восток богаты разнообразными природными ресурсами. На территории Сибири сосредоточено 94% общероссийских запасов урана, 85% свинца и платины, 80% угля и молибдена, 71% никеля, 69% меди, 44% серебра, 40% золота. На территории Дальнего Востока сосредоточено 92% общероссийских запасов олова, 81% алмазов, 40% золота, 23% вольфрама, 11% угля.
Однако, несмотря на богатые природные ресурсы, доля Сибирского федерального округа в общем объеме валового внутреннего продукта страны составляет всего 12%, а Дальневосточного федерального округа - 7%. Происходит снижение доли этих округов в общем объеме ВВП [1].
        
      В России много неосвоенных территорий
Государственная граница России протянулась на 60932 км, общая площадь: 17075400 км2, в том числе: суши: 16995850 км2, водной поверхности: 79400 км2. 85% территории непригодны для постоянного комфортного проживания населения. 8099 ледников общей площадью 56132 км2 и вечная мерзлота занимают 65% территории России.
Мощность толщи многолетнемерзлых пород изменяется от 100-300 м в пределах низменностей до 500-600 м под водоразделами горных сооружений. Температура пород на подошве слоя годовых теплооборотов изменяется от минус 3°С до минус 12°С.
Освоение Севера, вовлечение в хозяйственную деятельность новых его территорий рождает проблему рационального природопользования. Зачастую невозможно предугадать к каким результатам  приведёт воздействие человека на природу северных территорий. Особенность экосистем Севера заключается в том, что они обладают малой устойчивостью, легкоранимостью и низкой способностью ландшафтов к самовосстановлению. Положение усугубляется еще и отсутствием научных представлений о критически допустимых размерах антропогенного воздействия и адаптационных возможностях северных экосистем.
Большинство населения России сосредоточено в треугольнике, вершинами которого являются Санкт-Петербург на севере, Новороссийск на юге и Иркутск на востоке.
В Сибири, площадь которой составляет почти 3/4 территории России, проживает менее четверти населения, в основном вдоль Транссибирской железной дороги, на которой расположены её крупнейшие города  Новосибирск, Омск, Красноярск, Иркутск.
На Урале население сконцентрировано между городами Нижний Тагил и Магнитогорск.
Дальний Восток - около 36 % территории РФ и около 4,7 % населения РФ.  Дальний Восток - самый депопулирующий регион страны: за период 1991-2010 гг. демографические потери составили 1,8 млн. человек, или 22% населения.  
Территория, где на 1 км2 в среднем приходится около одного человека, занимает треть пространства России.  Все попытки властей заселить восточные регионы оборачиваются пустой тратой средств.

           Сохранятся ли эти территории за Россией?
Не осваивая этих территорий, мы, в конце концов, потеряем их.     
В трех приграничных провинциях Китая (Ляонин, Цзилинь и Хэй-лунцзян) проживает населения в 16,3 раза больше, чем на территории всего Дальнего Востока. Не возникает ли у них естественного желания освоить эти территории даже пешком? Причем, "освоение" может быть как “де-юре” (аренда) так и “де-факто” (миграция с приобретением российского гражданства, но с сохранением языка, культуры, общности, менталитета, патриотизма "Поднебесной"), что и по существу, и для перспективы мало чем отличаются. Некоторые эксперты уже высказывали мнение, что Россия в среднесрочной перспективе может не удержать за собой территории Дальнего Востока.
Вот как рисует данную проблему американский политолог, социолог и государственный деятель Збигнев Бжезинский: “Если пространство пустое, спросите себя, как долго оно будет оставаться пустым? Посмотрите на карту и сравните по размерам российскую и нероссийскую Азию. Российская часть так же велика, как и остальная часть Азии. И сколько народу ее населяет? Всего 35 миллионов человек против 3,5-4 миллиардов с другой стороны. Там мощный Китай с городами и дорогами, как в Америке. Там поднимаются развивающаяся Индия, многообещающий Иран. Если Россия сможет привлечь на свой Дальний Восток и в Сибирь инвестиции и людей, направить туда иммиграционные потоки, то тогда у вас есть будущее”.
Владимир Путин по поводу миграции заявил: “Если в ближайшем будущем мы не предпримем практические шаги для развития Дальнего Востока, в течение нескольких десятилетий российское население будет говорить на китайском, японском, и корейском”.

              Как осваивать эти территории?
Поскольку заселение этих территорий собственным российским населением не удавалось и, наверное, не удастся, освоение их должно включать не столько заселение, сколько освоение с помощью высокоавтоматизированных технологий и оборудования полной заводской сборки, например, такого, как  реакторы гидрокрекинга нефти, R0101 и R0102, представляющие собой  изделия диаметром более 5 м, длиной 35 м и массой более 1200 тонн, или атомные станции малой и средней мощности. Однако сегодня у России технических средств для транспортировки таких объектов в труднодоступные районы не существует.

               Чем транспортировать? Дирижаблем!
Единственный вид транспорта, который мог бы транспортировать такое оборудование без нарушения экологии, особенно поверхностного слоя земли, и практически не требующий инфраструктуры на этих территориях, – воздухоплавательные аппараты, дирижабли.
Умберто Нобиле, итальянский конструктор дирижаблей, возглавлявший в 1932-1935 годах госкорпорацию "Комбинат Дирижаблестрой СССР", отмечал: "… В мире существует еще, по крайней мере, одна страна, где дирижабли могли развиваться и широко с пользой применяться. Это - Советский Союз с его обширной территорией, по большей части равнинной. Здесь, особенно на севере Сибири, огромные расстояния отделяют один населённый пункт от другого. Это осложняет строительство шоссейных и железных дорог. Зато метеорологические условия весьма благоприятны для полётов дирижаблей".
Эти районы уже знакомы с дирижаблем. Так 17 августа 1929 года дирижабль “Цеппелин” пролетел над Якутском, сбросив точно во двор редактора газеты «Автономная Якутия» почту и подарки.  Полезная нагрузка этого дирижабля до 55 т, максимальная скорость - 128 км/ч, крейсерская - около 115 км/ч. Дальность полёта - более 10000 км. Экипаж насчитывал 40-45 человек. За 8 лет своей службы с 1929 по 1937 годы замечательный воздушный корабль выполнил 580 дальних полетов, в том числе около 150 рейсов в Северную и Южную Америку. Семь раз “Цеппелин” с пассажирами на борту проплывал над Северным полюсом.
Дирижабль “Гинденбург”, построенный в марте 1936 года как символ новой гитлеровской Германии, имел грузоподъемность: 112 т.
Уже в наше время в Омске (СибАДИ) разработали целую линейку дирижаблей, в том числе ША-100 и ША-200, способных транспортировать груз весом около двух с половиной тысяч тонн (железнодорожный состав).

                   Атомный дирижабль
Идеальной энергетической установкой для дирижабля представляется атомная, благодаря постоянству ее веса (не нужно компенсировать вес выработанного топлива, например, выпуском несущего газа) и неограниченной автономности (неограниченная дальность полета).
В 1964 г. автор в ИАЭ им. Курчатова написал научный отчет “К вопросу использования атомных силовых установок в дирижаблестроении” [2]. Отчет утвердил вице-президент АН СССР М.Д.Миллионщиков. Из отчета следует, что дирижабли  с ядерными энергетическими установками даже на основе водо-водяных атомных реакторов, давно освоенных промышленностью в частности для морского флота, превосходят дирижабли с двигателями на обычном органическом топливе по всем тактико-техническим параметром, начиная с грузоподъемности 250 т.
Один из проектов атомного дирижабля описан в газете “Союзное вече” № 3 (136) за 22–28 февраля 2007 г.: “Каким же должен быть дирижабль XXI века? Это огромная – до трехсот метров в диаметре – “чечевица”, наполненная гелием, с атомной энергетической установкой в 200-450 тыс. кВт. Он должен иметь спускаемую на тросах грузовую платформу, которая делает необязательной посадку на грунт при погрузке и разгрузке. Потенциальная грузоподъемность такого дирижабля-дисколета – до 2000 т, крейсерская скорость 150 – 250 км/час. Высота подъема – до 10 км. Дисколет может поднимать в 5 – 12 раз больше груза, чем самые большие самолеты, т.е. от 600 до 2000 т против 110 – 160 т”.
Таким образом, сегодня атомный дирижабль – совсем не фантастика, а реальный проект.
Современные технологические возможности могли бы обеспечить создание подобного дирижабля в течение нескольких лет (атомная бомба потребовала от США и СССР всего по 6 лет, а для ее создания научных знаний и технических возможностей было куда меньше).

                 Почему же грузоподъемных дирижаблей нет? Не только атомных, но и обычных!
Упомянутый выше отчет автора был написан почти полвека назад. Но атомных дирижаблей как не было, так и нет. Больше того, и об обычных-то дирижаблях не много слышно! А для науки и техники полвека – огромный срок! Раз не было, значит, и быть не могло?!
Возникают вопросы:
    1.    Почему в других странах никто не строит большегрузные дирижабли?
    2.    Не свидетельствует ли о ненужности воздухоплавания для  бизнеса и безопасности страны сама история дирижаблестроения?
    3.    Атомный реактор над головой – не атомная ли бомба с непредсказуемым временем взрыва?
Что ответить на них?
1.    Единственная развитая страна с огромными беcдорожьями – Россия. Другие страны имеют развитые транспортные артерии. Для слаборазвитых стран транспортировка большегрузного высокотехнологичного оборудования пока не представляет острой необходимости.
2.    1926 год. В Кремле проходит совещание, посвященное воздушному сообщению с отдаленными регионами страны. Один из представленных проектов был посвящен воздушной связи на дирижаблях между Ленинградом и Владивостоком  по маршруту Ленинград - Архангельск - Диксон - Туруханск - Якутск - Владивосток. На линии предполагалось использовать дирижабли газоизмещением 105 или 130 тыс. м3.

Общее расстояние - 6400 км - должно было покрываться в 3-4 дня со скоростью 100 км/ч. Общая полезная загрузка дирижабля предполагалась до 50 т. Проект предусматривал использование трех дирижаблей: два курсировали бы на линии, один - резервный - базировался бы в Красноярске. Расчетная стоимость одного дирижабля - 5,5 млн. рублей,. всей линии 40-50 млн. Кроме главной трассы предполагались рейсы от Якутска до Иркутска, Охотска, Булуна. Однако история с очень заманчивым проектом завершилась плачевно. В справке от 18 мая 1926 г., выданной к заседанию Комиссии СНК СССР по вопросу организации Транссибирского воздушного пути на дирижаблях, был сделан вывод: проектируемый путь нецелесообразен из-за ограниченных возможностей Госбюджета СССР.
       1930-е годы. Гибель лучших немецких, американских и английских дирижаблей пришлась на пору наибольшей их популярности. Непрекращавшаяся череда аварий и катастроф серьезно подрывала веру в надежность и целесообразность использования дирижаблей. 6 мая 1937 года на глазах у зрителей сгорел “Гинденбург”, погибли 35 человек на борту и один на земле. В мирное время в катастрофах, унёсших немало человеческих жизней, погибли американские жёсткие дирижабли “Шенандоа” (14 погибших из 43 находившихся на борту), “Акрон” (73 из 76) и “Мейкон” (2 из 83), британские “R.38” (44 из 49) и “R.101” (48 из 54), французский “Диксмюнде” (50 из 50). Среди экспертов, изучавших причины гибели крупных дирижаблей, в частности “Акрона” и “Гинденбурга”, высказывалось мнение о привёдших к катастрофе разрушениях оболочки или ёмкостей с газом, произошедших на выполняемом маневре с малым радиусом циркуляции.  Пока разбирались с причинами катастроф, дальнейший прогресс авиации оставил эпоху дирижаблей позади.
       1964 год. Группа советских энтузиастов дирижаблестроения обратилась в правительство с технико-экономическим обоснованием дирижабля на обычном топливе. Для рассмотрения предложения было созвано совместное заседание научно-технических советов министерств авиационной промышленности и гражданской авиации СССР. На этом заседании по поручению М.Д.Миллионщикова довелось быть и автору. НТС признал нецелесообразным возрождение дирижаблестроения, а ТЭО - неубедительным. Основных аргументов было два: 1) Если принять стоимость единицы массы дирижабля, равной стоимости единицы массы самолета, то дирижабли по экономичности проигрывают самолетам. 2) “Христос воскресил Лазаря потому, что труп был свежий! А дирижабли сгнили!” (реплика одного из Главных конструкторов вертолетов). Таким образом, вертолетчики “зарезали” конкурента, который не только не “стоял на ногах”, но даже и не “ползал”.
      1980-е годы. Министр Среднего машиностроения СССР Е.П.Славский запретил думать об атомных реакторах в небе (свидетельство академика Ю.А.Рыжова) кроме космических.
      1991 год. В Омске было создано государственное конструкторское бюро "Крыло" с задачей разработки дирижаблей нового поколения. Над проектом трудились сотни изобретателей, конструкторов и инженеров. Спустя три года государство даже выделило деньги на создание опытного образца первого отечественного грузового цеппелина. Однако реализации проекта помешал разразившийся политический и финансовый кризис. "Крыло" расформировали, а оставшуюся группу изобретателей-энтузиастов, просуществовавших некоторое время в ранге общественной организации, приютила Сибирская автодорожная академия.
      Таким образом, на пути дирижаблестроения стояли не столько технические, сколько чисто психологические (например, радиофобия) и финансовые преграды.
      За 3/4 века, прошедшие после ухода большегрузных дирижаблей со сцены, прогресс в области материалов и технологий произошел настолько значительный, что не может быть сомнений в возможности создания современного атомного дирижабля. В качестве несущего газа в нем можно использовать водород, гелий, горячий воздух (отдельно или в различных комбинациях). Управлять подъемной силой можно с помощью: двигателей, баллонетов, стягивающих устройства (для изменения объема газа), выпуска газа, изменения температуры газа, маневренного балласта, скорости (эффект крыла), По форме дирижабли могут различаться: от “сигары” до “чечевицы”.  Столь большое разнообразие конструктивного исполнения дирижаблей, современные возможности компьютерного проектирования и анализа надежности и безопасности открывает широкие перспективы для фантазии конструкторов и изобретателей дирижаблей. А современные средства навигации и управления смогут полностью исключить аварии, происходившие с дирижаблями в 1920 - 1930-х годах.
Несколько слов о безопасности атомного дирижабля.
Опасность представляет падение дирижабля за счет потери плавучести (например, из-за разрыва оболочки). Но, если несущий газ (например, водород) находится в "шариках", и этих шариков сотни тысяч, если не миллионы, и они плавают внутри  секционированной оболочки, например, в гелии, то дирижабль никогда не приобретет вертикальной скорости вниз, при которой при ударе может разрушиться реакторная установка. Да и более жесткие инциденты  не страшны, если применены новые средства антиударной защиты ядерных силовых установок. Такие существуют. Например, при взрыве ракет на погибшей подводной лодке “Курск” вахтенный журнал в реакторном отсеке остался лежать там, где был до взрыва. Опасности разрушения от горизонтальных ударов (например, при шторме) можно избежать, поместив ядерную энергетическую установку, например, в середине дирижабля, чтобы ее защищали от ударов упругие и мягкие конструкции дирижабля.
Нельзя полностью исключить возможность разрушения ядерного  реактора в результате теракта. Самое большое разрушение ядерного реактора было (и превзойти его вряд ли возможно) при Чернобыльской катастрофе. При этом из хозяйственного оборота была выведена территория площадью 3000 км2 (тридцатикилометровая зона). Т.к. мощность Чернобыльского реактора, по крайней мере, в 10 раз больше, чем у атомного дирижабля, то потеряна будет территория около 300 км2, что составит около 0.02% территории России или 0.5% ее ледников. Игра стоит свеч! [3]
Таким образом, атомные дирижабли  особой опасности не представляют. Они не опаснее атомных станций, ледоколов и подводных лодок и тем более обычных самолетов, вертолетов и автомобилей, где число погибших огромно, но приемлемо – удобства того стоят.

               Стоимость дирижабля
По среднемировому показателю 1000 кубометров дирижабля (около 0.3 т груза)  стоят около 1 млн. дол. (наши цены дешевле раза в два). Пусть стоимость установленного кВт - $5000 (стоимость американских АЭС - $2500/кВт). Тогда стоимость атомного дирижабля, описанного выше, по самым верхним оценкам будет существенно меньше $10 млрд., что меньше  затрат на ЧМ в Сочи, но все же около 3% годового бюджета страны. Цифра огромная, но вполне по плечу российским миллиардерам, о которых в потомках осталась бы память как о Кузьме Минине, да и все их прегрешения забылись бы и простились бы и современниками, и потомками.
 Оценки стоимости, проведенные авторами упомянутого проекта атомного дирижабля, более оптимистичны. Стоимость перевозки тонно-километра для дисколета грузоподъемностью 2000 т. по их расчетам составит около 0.015 дол. США. Для справки: самый дешевый транспорт в мире – морской, стоимость тонно-километра по морю 0.006 дол., стоимость перевозок автомобильным транспортом составляет около 0.15 дол., авиационным - порядка 0.40 дол. за тонно-километр. Возможно, авторы проекта атомного дирижабля ближе к истине. Тем привлекательнее будут инвестиции в него.
Потребное количество атомных дирижаблей невелико - порядка одного или нескольких десятков.
    
              Влияние атомного дирижабля на экономику страны
Капитальные затраты и сроки строительства крупных промышленных объектов в России высоки не только в малодоступных и малонаселенных районах. Причина – проведение сложных строительных и монтажных работ непосредственно на производственной площадке, а не в специальных заводских условиях, из-за неразвитости транспортных артерий. Например, сегодня цена строительства атомной электростанции составляет $4500-5000 за установленный кВт, а время строительства 7- 8 лет. Это делает АЭС неконкурентоспособными. Переход на транспортировку крупных модулей заводского изготовления и несложный монтаж их на производственной площадке сулит почти двойное сокращение капитальных и временных затрат, что обеспечит прорыв в конкурентоспособности. Кроме того, это потребует создания новых высокотехнологичных рабочих мест, как на заводах, так и на вновь создаваемых объектах. Увеличится потребность в высокооплачиваемых высококвалифицированных специалистах для эксплуатации этих объектов немногочисленным персоналом. Это хороший стимул для прогресса.

             Аренда или лизинг атомных дирижаблей зарубежьем
Если будет подтверждена практически эффективность использования дирижабля внутри страны, что у автора не вызывает сомнения, то неизбежно появится желание использовать их в других странах. Поскольку потребность в них там непостоянная, а для выполнения транспортировки отдельных уникальных грузов, то за их строительство кроме нас вряд ли кто возьмется, а, например, брать в аренду у нас им будет выгодно.

             Атомный дирижабль как решающая технология сохранения и процветании России
В истории некоторых стран сыграли огромную роль технологические новинки. Компас и порох сделали богатой и успешной  маленькую Португалию путем освоения Индии, а Испанию - Америки. Английский корабль «Warrior» был первым кораблем с бронированным корпусом и паровой машиной. Он появился в 1860 г. как грозный военный корабль, сделавший бесполезными все современные ему корабли, и тем самым успешно служил средством устрашения противника, ни разу не участвуя в сражениях, но  обеспечивая владычество Англии на море.
Атомный дирижабль стал бы не только символом территориальной защищенности России, подобно «Warrior», но и средством ее экономического могущества и процветания.

Атомный дирижабль, коль скоро он будет создан, сыграет ключевую роль в сохранении целостности России и ее процветании.

Ссылки:
1 Возможно, цифры более соответствуют методам учета, нежели реальности, но это не меняет экономического состояния этих территорий.
2 См. В.М.Мордашев «К истории анализа и перспектив атомного дирижаблестроения» , М., НИЦ «Курчатовский институт», ИАЭ-6612/3, 2009; В.М.Мордашев «Атомный дирижабль – техническая фантастика или реальность?», «Энергия: экономика, техника, экология», №3, 2011, с.51-57..
3 Заметим, что такая катастрофа возможна только при полном разрушении корпуса реактора подрывом или прямым попаданием тяжелого снаряда.



Контакты:
Мордашев Владимир Михайлович
mrdshv@rambler.ru;  +7-499-728-5968;  +7-916-611-5997
123182, Москва, пл. Академика И.В.Курчатова 1
123098, Москва, Рогова 3, 17