В.И. Бирюлёв

Современные аэростатические комбинированные летательные аппараты типов «Мотоплан» И «Дисколёт» Во многих государствах в 70-х годах XX столетия начался период возрождения давно известных аэростатов и дирижаблей, но уже создаваемых на основе последних достижений науки и техники и способных существенно расширить возможности современных самолетов и вертолетов. Экономисты Великобритании установили основные преимущества этих, по сути новых, летальных аппаратов (см. табл. 1): Удельная стоимость расхода горючего и транспортировки грузов

Вид транспорта	Расход горючего в отн. ед.	Стоимость транспортировки пенсы/тн-км
ДИРИЖАБЛИ	1,0	0,7 – 8,2
САМОЛЕТЫ	3,5	3,1 – 25,0
ВЕРТОЛЕТЫ	25,0	32,0 – 100,0

Другие преимущества современных аэростатических летательных аппаратов (АЛА):

• малая стоимость изготовления (от 1,0 до 100,0 млн. у.е.);
• высокая грузоподъемность – до 300 тонн и выше;
• значительная дальность полетов – до 15 тыс. км в ходе многосуточных полетов со сменными экипажами;
• возможность круглогодичной эксплуатации даже в приполярных регионах;
• незначительная потребность в наземной инфраструктуре.

В США в разработках АЛА участвуют более 50-и фирм, которые по заказу Пентагона уже создали программу «Jest» для защиты с воздуха наземных и надводных объектов от крылатых и стратегических ракет помощью спецаппаратуры установленной на спутниках и высотных АЛА. Кроме того, в США изготовлено много малых дирижаблей и аэростатов для контроля движения на автострадах, помощи лоцманам при контроле движения судов, для предупреждения лесных пожаров, для проката туристов и, конечно, для рекламы товаров и различных мероприятий.

В других Государствах в сфере производства АЛА работают: в Великобритании - 6 фирм, в Германии - 4 фирмы и во многих Государствах по 1– 2 фирмы. Даже в Арабских Эмиратах по лицензии начинается изготовление двух модификаций дирижаблей типа «Скай-кэт» – их грузоподъемность до 450 пассажиров и они могут летать со скоростями до 350 км/час! Стоимость проекта – 1,2 млрд. долларов!

В России только в Москве уже выпускают малые дирижабли 3 фирмы:

• ДКБА совместно с ЭМЗ им. В.М. Мясищева – тип «2 ДП»;
• «РосАэроСистемы» – типа «АУ»;
• НИЦ «Аэротехника – типа «АЕ».

Но, к сожалению, все эти типы дирижаблей сохраняют многие недостатки таких аппаратов, которые существовали еще в начале ХХ-го века! Эти недостатки:

• большой объем несущего баллона (НБ);
• значительный «снос» аппарата от боковых ветровых потоков;
• сложности приземления: обязательно к заранее установленной причальной мачте с участием «аэродромной» команды!

Вот для существенного снижения или полного исключения перечисленных недостатков, в нашей, петербургской Группе разработчиков АЛА и были созданы «Аэростатические комбинированные летательные аппараты» (АКЛА) типа «МОТОПЛАН» – для учебно-тренировочных полетов, способных выполнять и «патрульные» полеты, и типа «ДИСКОЛЕТ» для перевозки грузов (от 10 до 50, до 100, до 300 тонн). Изучив все достоинства и недостатки дирижаблей ХХ-го века, в нашей группе разработано несколько «ноу-хау», что позволило:

снизить в 5-6 раз лобовое сопротивление и «снос» аппарата;

сократить почти в 2 раза длину НБ;

снизить на 30-35 % необходимый объем гелия при той же грузоподъемности;

до взлета - плотная стоянка на земле, для взлета - нагрев воздуха в межбаллонном пространстве с помощью каталитических нагревателей, медленный подъем до нужной высоты;

полет с помощью маршевых двигателей, а при необходимости посадки - пилот заменяет горячий воздух холодным-забортным и ЛА плавно опускается на три откидные опорные скобы, а один из членов экипажа закрепляет эти скобы специальными штопорными замками - можно разгружать аппарат и выходить всему экипажу и пассажирам.

Отличительная особенность нашего МОТОПЛАНА: дискообразный несущий баллон, особый способ заполнения НБ контейнерами с гелием и внешний вид – типа мифической «летающей тарелки»! Сравнение технических характеристик нашего «ПМ» с патрульными дирижаблями типа «АЕ»

Разработка	ЭМЗ	НИЦ	РАС	СПб
ТТХ	«2ДП»	«АЕ-02»	«Ау-30»	«ПМ-02»
Объем НБ, м	8039,0	5130,0	5065,0	2600,0
Длина НБ, м	62,5	50,0	54,0	–
Диаметр НБ, м	–	–	–	30,0
Толщина НБ, м	15,7	14,0	14,0	6-8,0
Полезн. нагрузка, кг	2000,0	2000,0	2500,0	1800,0
Аэростат, подъем, сила, кг	6400,0	4500,0	3800,0	2100,0
Аэродинам, подъем, сила, кг	500,0	500,0	500,0	1500,0
Максим, скорость, км/час	120,0	110,0	110,0	180,0
Дальность полета, км	1340,0	2400,0	3300,0	6000,0
Аэродром, команда, чел	до 8 чел.	до 60 чел.	до 6 чел.	–
Причаливание	к прич. мачте	к прич. мачте	к прич. мачте	самост.

Все попытки петербургской Группы организовать сборку хотя бы одного экземпляра «ПМ-02» в любой московской фирме результатов не дали! (См. переписку в Рабочем журнале № 33.3.05.06 – окончательный отказ!). Было принято решение – организовать разработку и производство «петербургских» дирижаблей в одной из создаваемых Особых экономических зон (ОЭЗ) под Петербургом.

Так как основными заказчиками наших дирижаблей типа Мотоплан, могут стать, главным образом, организации, заинтересованные в их регулярном использовании, то ими могут стать спецподразеления в «Поисково-спасательных отрядах. МЧС», которые работают во всех областях России, и в спецбатальонах Пограничных войск ФСБ, размещенных вдоль сухопутных и морских границ нашего Государства.

В этих спецподразделениях можно организовать массовую подготовку квалификационных пилотов дирижаблей и других членов экипажей этих ЛА, сначала в тренажерных классах, а затем в ходе учебно-тренировочных полетов с получением, в итоге, «Права пилотирования дирижаблей».

Из этих подразделений, помимо проведения плановых полетов по контролю «своих» территорий, по разрешению командования, дирижабли могут сдаваться в «почасовую» аренду гражданским организациям вместе с экипажами для перевозки грузов, для научно-исследовательских работ и т.п.

Но доказать «скептикам» преимущества АКЛА типа МОТОПЛАН мы можем, к сожалению, только теоретически! А это не всех убеждает. Поэтому крайне необходима сборка опытного образца. Но нужен «заинтересованный Заказчик», готовый субсидировать сборку «ПМ-02», практически проверить его в работе, оценить его перспективность и оплатить его изготовление.Что же надо сделать, чтобы в России возник интерес к возрождению аэростатических летательных аппаратов - аэростатов и дирижаблей?

Во-первых: необходимо провести активную рекламную кампанию в СМИ и по ТВ о достоинствах и преимуществах использования этих дешевых в постройке, экономичных, экологичных и безопасных в полете ЛА при перевозке по воздуху, напрямую любых грузов на огромные расстояния, не требуя существенных изменений наземной инфраструктуры - не нужны посадочные полосы, дороги, мосты, туннели и т.п.
Желательно показать по ТВ работу аэростатов и дирижаблей во II мировой войне, их использование в настоящее время, работу российских фирм: «Авгуръ», «ДКБА», НИЦ «Аэротехника», ЭМЗ им. В.М. Мясищева, (все эти фирмы работают в Москве), разработки по созданию современных дирижаблей в Киеве, в Минске и в РФ – Свердловские и Владимирские опытные производства «своих» дирижаблей, проекты групп энтузиастов в других городах России.
Можно показать работы К.Э. Циолковского и других энтузиастов дирижаблестроения – их труды забывать нельзя!
Во-вторых: желательно провести на ТВ - «круглый стол», с участием членов Правительства РФ, руководителей Авиапрома, специалистов МЧС, МО, транспортных организаций, разработчиков АЛА и др. – на тему: «Состояние и перспективы развития российского Авиапрома», где, в частности, обсудить возможность решения проблем авиаперевозок с помощью современных грузовых дирижаблей, не в ущерб разработки новых грузовых самолетов.
В-третьих: если развитие дирижаблестроения будет поддержано членами Правительства РФ, предложить Минтрансу и МО с МЧС организовать и провести Всероссийский открытый Конкурс «На лучшую конструкцию как аэростатов, так и дирижаблей нескольких модификаций» – для экономии творческих усилий разработчиков и финансовых затрат из федеральных и местных бюджетов, и чтобы с помощью специалистов Авиапрома отобрать лучшие конструкции АЛА и организовать производство опытных образцов аэростатов и дирижаблей в одной из организаций, имеющей опыт производства АЛА и провести летные испытания дирижаблей с их показом по ТВ и освещенных в СМИ.

Но, чтобы ускорить процесс внедрения в России конкурентноспособных, современных российских Аэростатических ЛА, способных решить многие проблемы Минтранса, Авиапрома, МО, других министерств, предлагаем:

• представителям МЧС в Петербурге включить в План работ в ближайшие годы «Доработку, сборку и летные испытания опытного образца МОТОПЛАНА в Петербурге» с помощью Русского технического общества при консультации руководителя Рабочей группы – к.т.н. Бирюлёва В.И.
• по результатам летных испытаний опытных образцов Мотопланов оценить действенность «ноу-хау», примененные при их конструировании и использовать эти новинки при разработке. При этом патентообладатель Мотоплана согласен безвозмездно уступить права на эти «ноу-хау» той фирме, которая будет разрабатывать ту модель, которая рекомендована Правительственной комиссией.

Желательно, чтобы оригинальные находки всех разрабатываемых новых дирижаблей в России, в том числе и Мотопланов и Дисколетов, были изучены и использованы при создании наилучшего дирижабля именно в России! Ведь только у нас более 60% территории за Уралом не обеспечены круглогодично работающим транспортом для надежного снабжения всех уже работающих шахт, рудников и других участков добычи полезных ископаемых, а также новых строек, запланированных на ближайшие годы и только современные дирижабли за короткий срок и с малыми затратами смогут решить эти и другие транспортные проблемы в нашем Государстве! Российские дирижабли могут стать лучшими в Мире!

---

1. Введение.
Сегодня, чтобы добиться положительного результата при проектировании поршневого двигателя, необходимо проникать в атомно-молекулярную основу выработки энергии, в её суть - процесс сгорания воздушно-топливной смеси. Тот, кто первым найдёт эффективный путь управления процессом горения на молекулярном уровне получит неоспоримые преимущества в конкурентной борьбе за поршневой двигатель XXI  века. На этом пути важно сделать хотя бы один, пусть даже очень небольшой, шаг. Но именно он откроет новый этап и громадные возможности по обеспечению человечества механической энергией движения и это будет настоящей революцией в создании поршневого двигателя внутреннего сгорания. Можно назвать этот новый этап развития двигателестроения – «Нано»революцией.
2. Особенности электронно-каталитического воздействия на воздушно-топливную смесь.
2.1 Особенности электронно-каталитического воздействия на воздух.

• Во-первых, в процессе воздействия осуществляется предварительная электростатическая очистка воздуха от загрязняющих компонентов, не участвующих в процессе горения.
• Во-вторых, производится слабая попутная ионизация отдельных компонентов воздуха.
• В-третьих, главное воздействие заключается в электронно-каталитической обработке отдельных компонентов воздуха, которой подвергаются только те из них, которые снижают реакционную и окислительную способность воздуха. В процессе такого воздействия на воздух происходит значительная дезактивация его негативных компонентов и перевод их в нейтральное или даже позитивное, по отношению к процессу горения, состояние. То есть происходит преобразование воздуха в «чистый» окислитель.

2.2 Особенности каталитической обработки топлива.

• Во-первых, осуществляется электростатическая очистка топлива от загрязняющих и тяжёлых компонентов не участвующих или крайне ухудшающих процесс воспламенения и горения.
• Во-вторых, в процессе каталитического воздействия происходит выборочная модификация обычных углеводородных компонентов топлива в их производные и изомеры (каталитическая изомеризация), значительно повышающие термодинамическую эффективность процесса горения в двигателе. Кроме того, как правило, эти модифицированные компоненты, незначительно повышают октановое число топлива, что способствует повышению полноты сгорания и устойчивости горения топлива.
• В-третьих, проходя через электростатическое поле, топливо приобретает остаточную электропроводность, которая способствует повышению испаряемости капель в процессе последующего перемешивания с воздухом в цилиндрах двигателя. Такая электростатическая обработка так же приводит к увеличению полноты сгорания топлива.

3. Состав, особенности функционирования и конструктивные элементы «Электронного катализатора воздушно-топливной смеси» «Чистое пламя» (Pure Flame system).
3.1 Состав.
Электронный катализатор воздушно-топливной смеси «Чистое пламя» (Pure Flame system), как комплекс, будет иметь модульную структуру.
В состав комплекса будут входить:

• модуль активных элементов воздушного катализатора,
• модуль активных элементов топливного катализатора,
• электронный усилитель - преобразователь,
• блок питания и
• блок управления комплексом.

Комплекс будет оснащён независимым электронным каналом управления воздушным катализатором. Он будет иметь несколько уровней регулировки мощности, которые могут быть установлены в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.
3.2 Особенности эксплуатации.
При эксплуатации автомобиля в условиях пыльного или сильно загрязнённого выхлопными газами воздуха, например, при движении в городских пробках, целесообразно использовать воздушный канал на максимальном уровне мощности. Наоборот, при движении в местности со слаборазвитой топливозаправочной инфраструктурой, на дорогах с твёрдым покрытием, где высока вероятность применения топлива низкого качества, основную нагрузку принимает на себя неуправляемый модуль активных элементов топливного катализатора. В этих условиях мощность воздушного канала целесообразно установить на среднем или даже на низком уровне.
3.3 Особенности очистки двигателя от загрязнений.
Способность катализаторов комплекса активно очищать воздух и топливо от механических примесей позволяет говорить о значительном продлении срока службы деталей двигателя, прежде всего, цилиндропоршневой группы, а так же топливной системы, прежде всего, форсунок. Модифицированные компоненты воздуха воздействуют как очиститель на сажевые и иные органические отложения, которые образуются в каналах заслонки, на стенках впускного коллектора и на тарелках впускных клапанов, активно преобразуя их в летучие компоненты. Модифицированные компоненты топлива способствуют растворению тяжёлых углеводородов осевших в каналах форсунок, а так же на задней стороне тарелок впускных клапанов. Все преобразованные загрязнения удаляются через процесс догорания в цилиндрах двигателя.
3.4 Особенности снижения токсичности выхлопных газов.
Модифицирование компонентов топлива при каталитической обработке в  Электронном катализаторе воздушно-топливной смеси «Чистое пламя» (Pure Flame system)  способствует снижению концентрации «тяжёлых» углеводородов отвечающих за токсичность отработавших газов или их позитивную изомеризацию.
Кроме того, концентрацию токсичных компонентов в отработанных газах определяет и организация процесса сгорания как химического взаимодействия топлива с окислителем. Органические загрязняющие вещества в выхлопных газах являются следствием неполного сгорания углеводородного топлива. К такому результату приводят процессы торможения реакций окисления углеводорода нейтральными компонентами воздуха или просто загрязнениями, что приводит к образованию в камере сгорания местных областей с избытком или недостатком топлива. Модифицированные компоненты воздуха более активно воздействуют на углеводороды, способствуя полноте сгорания.
3.5 Модуль активных элементов воздушного катализатора.
Модуль активных элементов воздушного катализатора будет размещён в моторном отсеке автомобиля и герметично встроен во впускную систему, между датчиком массового расхода воздуха и дроссельной заслонкой, через гибкие резиновые переходники. Таким образом, благодаря разряжению создаваемому в цилиндрах двигателя, воздух, проходя через воздушный фильтр и датчик массового расхода воздуха в воздушный коллектор, проходит и через блок активных элементов, где подвергается электронно-каталитическому воздействию.
Активные элементы катализатора установлены поперёк оси цилиндрического корпуса с рассчитанным шагом и имеют вид крупноячеистой сетки, изготовленной из специального сплава. На сетку нанесено особое пористое каталитическое покрытие толщиной несколько десятков микрометров.
В конструкции активных элементов предусмотрено каталитическое покрытие двух типов, условно положительное и условно отрицательное. Первый, по ходу воздуха от воздушного фильтра, активный каталитический элемент имеет комбинированное каталитическое покрытие и выполняет роль электростатического фильтра, для осаждения и нейтрализации механических включений и посторонних загрязняющих компонентов воздуха. Последующие каталитические элементы расположены попеременно положительные и отрицательные и выполняют основную функцию катализатора - дезактивируют компоненты, снижающие реакционную и окислительную способность воздуха. Подвод питающего и управляющего сигналов для блока активных элементов осуществляется через герметичный разъём в цилиндрическом корпусе.
Очистка каталитических элементов от осевших на них загрязняющих компонентов производится каждые 15 000 километров пробега автомобиля или чаще, в зависимости от дорожных условий эксплуатации. Для этого модуль активных элементов воздушного катализатора отсоединяется от воздушной системы двигателя и на несколько минут включается специальный режим очистки. В процессе очистки целесообразно продувать воздушный модуль обратным потоком тёплого воздуха, например, при помощи промышленного фена.
3.6  Модуль активных элементов топливного катализатора.
Модуль представляет собой конструкцию, состоящую из цилиндрического металлического корпуса, в котором размещены активные каталитические элементы. На торцах корпуса предусмотрены входной и выходной штуцера для подключения к штатной топливной системе автомобиля. Модуль подключается к топливной системе между подводящим топливным трубопроводом и рампой топливных форсунок. Таким образом, всё топливо, подаваемое насосом к форсункам подвергается каталитическому воздействию. Каталитические элементы имеют вид тонких пластин, изготовленных из нержавеющей стали с нанесённым специальным пористым каталитическим покрытием толщиной в несколько десятков микрометров. В корпусе пластины размещены рядами с чётко рассчитанным шагом. В каждом ряду пластины устанавливаются веером, перпендикулярно оси, с ориентацией по потоку топлива. В состав модуля входят пластины двух типов, условно положительные и условно отрицательные, в зависимости от нанесённого на них каталитического покрытия. Первый, по ходу топлива, ряд пластин имеет специальное комбинированное каталитическое покрытие. Он выполняет роль электростатического фильтра, на котором осаждаются загрязняющие компоненты топлива. Последующие ряды пластин с каталитическим покрытием выполняют основную функцию катализатора - выборочную модификацию обычных углеводородных компонентов топлива в их производные и изомеры, значительно повышающие термодинамическую эффективность процесса горения в двигателе.
Для удаления осевших на пластинах с катализатором загрязняющих компонентов на очередном техническом обслуживании необходимо промывать модуль активных элементов топливного катализатора. Такую процедуру можно выполнить по стандартной методике для промывки форсунок, без отключения от топливной системы автомобиля.