×

Анализ и оценка эффективности внедрения дирижаблей для доставки грузов

Декабрь 2019 года

Аналитический Отчет (полная версия)

Запросить стоимость полной версии исследования: news@json.tv

Аналитический Отчет (полная версия)

Анализ и оценка эффективности внедрения дирижаблей для доставки грузов
Анализ и оценка эффективности внедрения дирижаблей для доставки грузов
Декабрь 2019

Анализ и оценка эффективности внедрения дирижаблей для доставки грузов

Декабрь 2019 года

Зарегистрируйтесь или войдите, чтобы скачать PDF-версию Информационного бюллетеня

Скачать

+7 926 561 09 80; news@json.tv

Пишите, звоните, если есть вопросы

Целью нового исследования Json & Partners Consulting стал анализ перспективных разработок грузовых дирижаблей, на момент написания отчета реальных прототипов которых в мире реализовано еще не было. Тем не менее, доставка грузов в труднодоступной местности (нефтяные и газовые месторождения Арктики, тайга или любые территории с неразвитой сетью дорог) является одним из перспективных направлений развития мирового дирижаблестроения.

 

На момент написания отчета реальных прототипов, тем более серийного производства грузовых дирижаблей, в России и мире реализовано не было. Анализ существующих моделей дирижаблей всех назначений выявил, что современные дирижабли имеют следующие характеристики:

 

- Мягкий тип оболочки

 

- Для создания подъемной силы используется легкий инертный газ

 

- Пассажирские или специальные

 

- Пилотируемые

 

- Используется дизельный или газотурбинный двигатель. Ведутся работы по разработке электродвигателей

 

На конец 2017 года в мире насчитывалось 50 действующих дирижаблей, которые занимаются перевозками туристов и выполнением вспомогательных задач (мониторинг, наблюдение, аэросъемка). По оценкам Минпромторга России в мире спрос на дирижабли растет на 10-12% ежегодно. Соответственно, на конец 2019 года общее количество таких воздушных судов можно оценить в 60-62 штуки.

 

По мнению авиационных специалистов, будущее дирижаблей — это перевозка грузов. При этом Минпромторг оценивает потребность России в таких судах грузоподъемностью от 5 до 200 тонн к 2025-му году в 250 штук. По плану министерства дирижабли предполагаются использовать для освоения труднодоступных и развития перспективных территорий. Российские разработчики оценивают, что прототипы транспортных дирижаблей могут появиться через 4-5 лет после получения твердых заказов, а серийный выпуск - начаться через 7-8 лет. Для авиации это является коротким сроком реализации проекта.

 

airship classification

 

Основные достоинства дирижаблей:

 

- Возможность достижения практически любой значимой дальности и продолжительности полета.

 

- Потенциальная возможность осуществления перевозки больших моногрузов по технологии «от двери до двери».

 

- Возможность доставки пассажиров и грузов на не оборудованные площадки.

 

Основные недостатки, по сравнению с традиционной авиацией:

 

- В России и мире нет существующих серийных грузовых дирижаблей, а также системы подготовки пилотов дирижаблей.

 

- Несущим газам (водороду и гелию) присуща высокая проницаемость,приводящая к потере со временем части несущего газа из газовых полостей дирижабля.

 

- Большая поверхность при круглогодичной и всепогодной эксплуатации становится местом образования льда, который делает невозможной эксплуатацию.

 

- Относительно малые высоты полета дирижаблей снижают эффективность их применения при выполнении полетов над горной местностью;

 

- При перевозках грузов значительной массы необходимо решать проблему балластировки дирижабля.

 

- Широкое применение транспортных дирижаблей требует создания собственной наземной инфраструктуры (дирижабеледромов)

 

- Сложность и относительно высокая стоимость их наземного обслуживания из-за необходимости сооружения эллингов, причальных башен, газовых хозяйств, а также необходимости отчуждения  значительных земельных площадей под места базирования и временной стоянки дирижаблей.

 

- Низкая маневренность.

 

- Сложность пилотирования при приземлении.

 

Развитость дирижаблестроения в мире/РФ и готовность к внедрению

 

При подготовке отчета J’son & Partners Consulting был проведен анализ разработчиков по всему миру (строит или заявляет о возможности построить дирижабли). Однако далеко не все они реально строят, сертифицируют, получают летную годность и эксплуатируют дирижабли.

 

Вышеприведенные недостатки объясняют тот факт, что, как уже было отмечено выше, на сегодня в мире не существует ни одного серийного грузового дирижабля, - после 40-х г. ХХ в. их коммерческая эксплуатация по перевозке грузов не ведется. Использование прежних подходов к построению (жесткий каркас дирижаблей, водород в качестве подъемного газа, слабосильные неэкономичные авиадвигатели и т.д.) не может дать требуемого экономического эффекта. Только внедрение новых технологий (гибридные и комбинированные схемы, модульные конструкции, гибридные или полностью электрические двигатели и т.д.) позволит создать перспективные (т.е. конкурентоспособные на 20-30 лет) транспортные системы, эксплуатирующие дирижабли.

 

Таким образом, при проектировании грузовых дирижаблей речь должна идти именно о системах, где будет использоваться совокупность наукоемких направлений (материаловедение, специфические условия и оборудование для производства и эксплуатации дирижаблей, разработка систем автоматизации полета). Из-за новизны всей отрасли задача эксплуатации дирижаблей должна решаться комплексно по мере накопления опыта.

 

Ниже приведены общие оценки уровня развитости технологий дирижаблестроения и их эксплуатации в мире и России, которые сделаны в соответствии с методикой, описанной в ГОСТ Р 58048-2017 «Трансфер технологий. Методические указания по оценке уровня зрелости технологий»[1]. Зрелость конкретной технологии определяется в ходе оценки готовности технологии с помощью шкалы уровней готовности технологии (УГТ) от 1 («Основные принципы технологии изучены и опубликованы») до 9 («Реальная система подтверждена путем успешной эксплуатации»).

 

[1] http://docs.cntd.ru/document/1200158331

 

technology readiness levels_airships

 

Перспективы развития дирижаблестроения в России и мире

 

Современное состояние развития авиационной науки и промышленных технологий в России и мире свидетельствуют о технической возможности создания всей необходимой линейки транспортных дирижаблей требуемой грузоподъемности в интересах решения задач доставки грузов.

 

Огромные пространства российского Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока требуют интенсивных и дешевых транспортных связей, но плохая освоенность этих территорий и суровая природная среда делает невозможным или крайне нерентабельным использование обычных видов транспорта. Однако, в условиях, в которых традиционный транспорт перестает справляться с возложенными на него задачами или же требует сверхвысоких затрат на развитие и обслуживание сложной инфраструктуры, применение грузовых дирижаблей сможет кардинально снизить транспортные  затраты и улучшить связность территорий.

 

В мире уже существуют проекты строительства дирижаблей большой грузоподъемности. Они находятся в разной степени готовности и дальше всех в своем развитии продвинулись те конструкторские бюро, которые или имеют государственные заказы (на производство военной техники, которая затем была перепрофилирована для гражданских нужд) или получили стабильное финансирование от инвесторов.

 

Две российские компании (холдинг «Росаэросистемы» с инициативным проектом линейки грузовых дирижаблей АТЛАНТ и АО «Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики» с инициативным проектом «Аэросмена») находятся среди мировых лидеров в разработке аванпроектов и опытных образцов, наряду с такими странами как США (Lockheed Martin с дирижаблем LMH-1; Aeroscraft с инициативным проектом грузовых дирижаблей ML 86Х), Германия (Zeppelin), Великобритания (Hybrid Air Vehicles (HAV) с дирижаблем Airlander 10), Франция (Flying Whales с проектом LCA60T) и Китай (Vantage Airship).

 

Кроме неоспоримого преимущества дирижаблей решать транспортные задачи в условиях отсутствия инфраструктуры, которая требуется для использования других видов транспорта (воздушного, автомобильного, водного), дирижабли потенциально имеют лучшие характеристики по топливной и экономической эффективности по сравнению с традиционным воздушным транспортом.

 

Приведенные результаты расчетов свидетельствуют, что применение дирижаблей экономически целесообразно по сравнению с другим воздушным транспортом, прежде всего, при невозможности использования традиционных доставки грузов (железнодорожного и морского). Дирижабли средней и большой грузоподъемности по критериям топливной эффективности, стоимости летного часа и стоимости 1 т*км выигрывают у самолетов и вертолетов. Особенно существенно это преимущество при большой дальности полетов и большой грузоподъемности.

 

Анализ транспортных потоков заказчиков по отраслям, осуществляющих свою деятельность в регионах со слаборазвитой сетью наземных коммуникаций, выявил основные типы крупногабаритных и тяжелых грузов, а также характеристики транспортных потоков. На основании этого аналитиками J’son & Partners Consulting был сформулирован потенциальный спрос на применение дирижаблей в транспортной системе России по отраслям экономики.

 

__________________________________________ 

Информационный бюллетень подготовлен компанией J'son & Partners Consulting. Мы прилагаем все усилия, чтобы предоставлять фактические и прогнозные данные, полностью отражающие ситуацию и имеющиеся в распоряжении на момент выхода материала. J'son & Partners Consulting оставляет за собой право пересматривать данные после публикации отдельными игроками новой официальной информации.

 

Детальные результаты исследования представлены в полной версии отчета:

 

 «Анализ и оценка эффективности внедрения дирижаблей для доставки грузов»

 

  1. АНАЛИЗ ВХОДНЫХ ДАННЫХ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА.       
  2. ВВЕДЕНИЕ.  

2.1.    ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.    

2.2.    ОПИСАНИЕ ПРИМЕНЯЕМОЙ МЕТОДИКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ.    

2.3.    ИСТОЧНИКИ.         

  1. КЛАССИФИКАЦИЯ ДИРИЖАБЛЕЙ.

3.1.    ТИПЫ ДИРИЖАБЛЕЙ И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА ИХ РАБОТЫ. 

3.2.    ВИДЫ УПРАВЛЕНИЯ ДИРИЖАБЛЯМИ.    

3.3.    ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ЛЕТНОГО И НАЗЕМНОГО ПЕРСОНАЛА.  

3.3.1.  Требования к квалификации пилотов дирижаблей.   

3.3.2.  Требования к квалификации специалистов по техническому обслуживанию и ремонту дирижаблей.

3.4.    ОПИСАНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ В РАЗРЕЗЕ КАЖДОГО ТИПА ДИРИЖАБЛЕЙ. 

3.4.1.  Стационарная база дирижабельного комплекса       

3.4.2.  Комплекс наземного обслуживания для дирижаблей мягкого типа.         

3.4.3.  Комплекс наземного обслуживания для дирижаблей комбинированного типа.   

3.5.    ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ДИРИЖАБЛЕЙ.       

3.6.    АНАЛИЗ НОРМАТИВНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ И БАРЬЕРОВ ВНЕДРЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ДИРИЖАБЛЕЙ И ПОИСК ВАРИАНТОВ К ИХ ПРЕОДОЛЕНИЮ. 

3.6.1.  Использование воздушного пространства      

3.6.2.  Требования безопасности полетов при перевозке грузов и пассажиров 

3.6.3.  Сертификация транспортных дирижаблей и порядок их разработки.      

3.6.4.  Организация подготовки летных экипажей и наземного технического персонала        

  1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ И РАЗРАБОТЧИКОВ ДИРИЖАБЛЕЙ. ОЦЕНКА ГОТОВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ К ВНЕДРЕНИЮ. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДИРИЖАБЛЕЙ. ВЫЯВЛЕНИЕ НЕДОСТАТКОВ И ПРЕИМУЩЕСТВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ДИРИЖАБЛЕЙ.       

4.1.    РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ.

4.2.    США И КАНАДА.

4.3.    СТРАНЫ ЕВРОСОЮЗА.      

4.3.1.  Германия.   

4.3.2.  Великобритания.   

4.3.3.  Франция.     

4.3.4.  Другие страны Евросоюза.        

4.4.    АЗИАТСКИЕ СТРАНЫ.       

4.4.1.  КНР.  

4.4.2.  Япония.       

4.4.3.  Южная Корея.       

4.4.4.  Другие азиатские страны.

4.5.    АВСТРАЛИЯ.

4.6.    ДРУГИЕ СТРАНЫ    

  1. ВЫВОДЫ.    

5.1.    ВЫВОДЫ О РАЗВИТОСТИ ДИРИЖАБЛЕСТРОЕНИЯ В МИРЕ/РФ И ГОТОВНОСТИ К ВНЕДРЕНИЮ.

5.2.    ВЫВОДЫ О ПЕРСПЕКТИВАХ РАЗВИТИЯ ДИРИЖАБЛЕСТРОЕНИЯ В МИРЕ/РФ.       

5.3.    ВЫВОДЫ О ПРЕИМУЩЕСТВАХ И НЕДОСТАТКАХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИРИЖАБЛЕЙ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ грузов.       

5.4.    ВЫВОДЫ О НОРМАТИВНЫХ ОГРАНИЧЕНИЯХ И АДМИНИСТРАТИВНЫХ БАРЬЕРАХ ВНЕДРЕНИЯ ДИРИЖАБЛЕЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ К ИХ ПРЕОДОЛЕНИЮ.      

5.5.    ВЫВОДЫ О ВЛИЯНИИ ВНЕДРЕНИЯ ДИРИЖАБЛЕЙ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ.        

5.6.    РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА СОЗДАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЮ ТРАНСПОРТНЫХ ДИРИЖАБЛЕЙ БОЛЬШОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ      

 

Список рисунков

 

Рис. 1 Катастрофа дирижабля «Гинденбург»   

Рис. 2 Общая схема дирижабля мягкого типа   

Рис. 3 Кабина пилотов и панели управления дирижабля 1 компании 1

Рис. 4 Схема взлета и посадки дирижабля       

Рис. 5 Схема поворота дирижабля в воздухе (вид сверху)       

Рис. 6 Пример мобильной причальной мачты   

Рис. 7 Пример мобильной причальной мачты   

Рис. 8 Эллинг для хранения дирижаблей компании 2   

Рис. 9 Типовая схема стационарной базы дирижабельного комплекса 

Рис. 10 Стартовый комплекс дирижабля мягкого типа 2          

Рис. 11 Эллинг для дирижабля мягкого типа 2 

Рис. 12 Сравнительная характеристика летательных аппаратов          

Рис. 13 Оценка длительности этапов создания и сертификации грузового дирижабля 

Рис. 14 Дирижабль 3   

Рис. 15 Дирижабль 3   

Рис. 16 Схема дирижабля 3     

Рис. 17 Проект перспективного транспортного дирижабля 4    

Рис. 18 Схема дирижабля 4

Рис. 19 Проект перспективного транспортного дирижабля 5    

Рис. 20 Схема перспективного транспортного дирижабля 5     

Рис. 21 Проект перспективного транспортного дирижабля дирижабля линзообразной формы 6.

Рис. 22 Дирижабль 7   

Рис. 23 Дирижабль 8 в полете 

Рис. 24 Дирижабль 8 на земле 

Рис. 25 Дирижабли 9   

Рис. 26 Схема дирижабля 9     

Рис. 27 Прототип дирижабля 9

Рис. 28 Дирижабль 10 

Рис. 29 Дирижабль 11 

Рис. 30 Дирижабль 12 

Рис. 31 Дирижабль 12 

Рис. 32 Дирижабль 13 

Рис. 33 Дирижабль 14

Рис. 34 Проект дирижабля 15

Рис. 35 Дирижабль 16

Рис. 36 Дирижабль 17 

Рис. 37 Дирижабль 18 

Рис. 38 Дирижабль 19 

Рис. 39 Концептуальный вид дирижабля 20

Рис. 40 Дирижабль 21 

 

Список таблиц

 

Табл. 1. Классификация пилотов гражданской авиации.         

Табл. 2. Классификация линейных пилотов.    

Табл. 3. Требования к квалификации экипажа дирижабля.     

Табл. 4. Классификация специалистов по техническому обслуживанию и ремонту ВС.

Табл. 5. Перечень законодательных и иных нормативных правовых актов, регулирующих деятельность авиации общего назначения     

Табл. 6. Список компаний по проектированию, строительству и эксплуатации дирижаблей в мире     

Табл. 7. Характеристики дирижабля 1 

Табл. 8. Характеристики дирижабля 2 

Табл. 9. Планируемые характеристики дирижабля 3   

Табл. 10. Планируемые характеристики дирижабля 4 

Табл. 11. Планируемые характеристики дирижабля 5 

Табл. 12. Планируемые характеристики дирижабля 6 

Табл. 13. Характеристики дирижаблей 7         

Табл. 14. Характеристики дирижабля 8           

Табл. 15. Характеристики дирижаблей 9         

Табл. 16. Характеристики дирижабля 10         

Табл. 17. Характеристики дирижабля 11

Табл. 18. Проектные характеристики дирижаблей 12 и 13      

Табл. 19. Характеристики построенных и проектируемых дирижаблей семейства Х    

Табл. 20. Планируемые характеристики дирижабля 14

Табл. 21. Характеристики построенных и проектируемых дирижаблей семейства Y    

Табл. 22. Характеристики построенных и проектируемых дирижаблей семейства Z     

Табл. 23. Характеристики дирижабля 14.        

Табл. 24. Характеристики построенных и проектируемых дирижаблей семейства GD  

Табл. 25. Оценка уровня готовности технологий грузового дирижаблестроения и их эксплуатации в мире и России    

Табл. 26. Вопросы эксплуатации транспортных дирижаблей большой грузоподъемности и пути их решения

Табл. 27. Характеристика потенциального спроса на применение дирижаблей

Табл. 28. Технико-экономические характеристики проектов транспортных дирижаблей грузоподъемностью 25 т, 60 т и 200 т в сравнении с транспортными вертолетами и самолетами     

Табл. 29. Расчет стоимости этапов ОКР и сертификационных работ по созданию грузовых дирижаблей          

Табл. 30. Расчет стоимости первого серийного образца транспортного дирижабля      

Табл. 31. Расчет стоимости годовой эксплуатации линейки транспортных дирижаблей большой грузоподъемности     

Табл. 32. Расчет затрат на строительство дирижабледрома