| |
|
В этой колонке
авторский текст доклада  |
В этой колонке
досужие заметки на полях
|
|
Введение
|
Фиг.1 Арктика и субарктика. Зелёным цветом показаны бореальные леса. Credit: NASA
|
1 |
Ускорившееся глобальное атмосферное потепление отмечено в докладе AR4 (the Fourth Assessment Report), изданном Межправительственным Комитетом по Климатическим Переменам (IPCC, 2007). Оно подтверждено как Всемирной метеорологической организацией (WMO), так и Экологической программой ООН. Очень высока вероятность того, что глобальное потепление будет продолжаться, и при этом ускоряться всё больше – если только глобальные выбросы основных парниковых газов не будут резко сокращены. Это уже научный факт.
Как повлияет в XXI веке глобальное потепление на работу Т-лодок (дирижаблей)? – Это будет зависеть от умения дирижабельного бизнеса выявлять новые риски, находить новые возможности для коммерческих операций Т-лодок, использовать технические и операционные сценарии, адекватные этим новым возможностям, и при этом сценарии безопасные.
В настоящем коротком докладе мы не располагаем временем, чтобы обсуждать техническое содержание документа IPCC AR4, а также весь диапазон вытекающих последствий для работы Т-лодок в различных регионах мира. Мы ограничимся несколькими примерами, наиболее ярко показывающими влияние глобального потепления на работу Т-лодок (дирижаблей).
|
| |
|
Работа Т-лодок (дирижаблей) в Арктике – XXI век
|
Фиг.2. Температурные аномалии в Арктике и субарктической зоне по данным отчетов за 2007 год. Credit: NOAA
Фиг.3. Николай Евграфович Попов
(1878 -1929) один из первых русских авиаторов. Первый русский полярный ТЛ-пилот (дирижабельный рулевой) - в Полярной экспедиции Уэлмана (1909).
(copyright ЦАГИ)
|
2 |
Арктический регион - в числе наиболее затронутых ускоренным атмосферным потеплением. Таковы данные учёных за последние 30 лет. Для этого региона проекция на 2100 год темпов роста средней температуры воздуха у поверхности, приближённо, в ЧЕТЫРЕ РАЗА выше роста этого показателя, ожидаемого в Великобритании. Такая проекция, по правде говоря, скорее всего, значительно недооценивает темпы потепления. Во-первых, обмен энергий между Ледовитым океаном и Арктической атмосферой будет возрастать экспоненциально – как только и где только последние слои тонкого сезонного льда подвергнутся полному таянию. Это предоставит двум подвижным фазам возможность прямого контакта, и энергообмен станет во много раз интенсивнее. Вторая физическая причина, обосновывающая допущение, что региональное потепление в Арктике будет происходить быстрее, чем предсказывают сегодня некоторые глобальные модели, - это наблюдаемая тенденция, когда самые тонкие слои морского льда очень быстро теряют свои высокие отражающие свойства по отношению к солнечной радиации. Это вызвано, отчасти, ростом морских растений на подложке [underside – изнанка, нижняя поверхность] ледяного слоя, в такой себе подводной теплице. Наглядное доказательство этого процесса – резко расширившаяся зона ярко-зелёного льда в морях вдоль побережья Русской Арктики, наблюдаемое с 1995 года.
Весьма осторожная оценка роста среднегодовой температуры воздуха у поверхности, на 70-й параллели с.ш., на 100-летнем интервале до 2100 года даёт цифру около 10 градусов Цельсия. Летние температуры на участках суши будут намного выше, и период зимой, когда температура моря опускается ниже НУЛЯ Цельсия, будет намного короче. Например, на полуострове Таймыр, далеко за Полярным Кругом, температура в июле стала теперь регулярно превосходить 25 градусов Цельсия. Проекция повышения температур на малых высотах, о которой мы говорим, не будет сильно влиять на технику дирижабельных полётов. Зато мы имеем резкое расширение географической зоны, в которой Т-лодки могут работать без риска обледенения винто-моторов и/или оболочки, в течение удлинившегося летнего сезона. Зимний сезон, в течение которого риск обледенения по-прежнему высок, будет сокращаться
|
СОВРЕМЕННЫЕ Т-ЛОДКИ (ДИРИЖАБЛИ)
ТЛ «Цеппелин-NT 07», Германия
Система: полужёсткая ТЛ
Газоизмещение 8 тыс.425 куб.м
Длина: 75 м
ТЛ «Au-30», Россия
Система: блимп
Газоизмещение 5 тыс.200 куб.м
Длина: 54 м
ТЛ «Skyship-600», Великобритания
Система: блимп
Газоизмещение 7 тыс.188 куб.м
Длина: 61 м
ТЛ «Lightship A-170», США
Система: блимп
Газоизмещение: 5 тыс.400 куб.м
Длина: 54.3 м |
3 |
Итак мы приняли, что вполне реальна интенсивная работа Т-лодок (дирижаблей) в районах Арктики и Северного Полюса. А собственно зачем фирмы-операторы будут посылать их туда? Из каких коммерческих или стратегических интересов?
Последние научные конференции по Т-Лодкам (AIRSHIP CONVENTIONS) осветили ту важную роль, которую дирижабельный транспорт может играть в обеспечении экономики поселений в Северной Канаде. В этом регионе прибыльная работа на шахтах зависит напрямую от поставки жизненно важных грузов – грузовиками по «снежным дорогам», которые прокладываются каждую зиму по льду замёрзших озёр. По мере потепления климата, продолжительность зимнего сезона, когда «снежные дороги» могут работать, уменьшается из года в год. Теперь это уже вовсе не те 60 дней в году «открытых возможностей», когда лёд имел критическую толщину, достаточную, чтобы выдерживать стандартный грузовик. А, между тем, экономика этих регионов развивается и расширяется, благо летний период всё длиннее. Растёт объём потребления – в течение круглого года – и требуется подвоз… Большие Т-лодки (дирижабли), или же гибридный воздушно-подъёмный транспорт, в состоянии обеспечить такую позицию, как доставка персонала в отдалённые регионы Арктики - это особенно важно, когда речь идёт о ключевых сезонных работниках и их жизненном обеспечении. Доставка же тяжёлого инженерного оборудования будет, наиболее вероятно, осуществляться морским транспортом или большими судами на воздушной подушке.
На российских Северах, конкретнее – вдоль сибирского побережья Ледовитого Океана – основано только несколько крупных населённых пунктов. Причина - в крайней суровости зимнего климата, и в длительной продолжительности зимней погоды. Ускоренное глобальное потепление продолжается уже 30 лет, и совсем недавно оно сделало этот период мрака чуть-чуть более переносимым для человека.
Погодные спутники на полярных орбитах, уже в течение 40 лет, фиксируют прогрессивное оттаивание льда по краям Арктического многолетнего щита, и прогрессивное истончение сезонного морского льда в период всё более продолжительного лета. Процесс продолжает ускоряться, по мере того, как объём летнего льда всё уменьшается. Историкам XX века хорошо известны большие заминки с проходом судов снабжения к этим скованным льдами берегам. Это удавалось только по недолговечным проходам, пробиваемым тремя российскими атомными ледоколами, работавшими в Арктике. В связи с ускоренным глобальным потеплением, эти проблемы несколько уменьшились, и в течение нескольких месяцев летнее судоходство вдоль берегов возможно без ледоколов.
|
 Стоимость магнитной, гравиметрической и сейсморазведки находится примерно в соотношении 1 : 10 : 100; при разведке на нефть затраты на оба вида работ, направленных на изучение потенциальных полей, составляют 1 – 2 % от общих затрат
В Торге. Гравиметрия
Фиг. 5. Сравнение данных аэрогравиметрической (вертолёт) и наземной съёмок (аномалии Буге).Высота полёта (истинная) 310 м, скорость 83 км/час
Фиг.6. Т-лодка «Zepp NT-07» идёт на высоте 150 м по гравиметрическому профилю. Низкий уровень вибраций обеспечивает высокое качество съёмки. В комфортной гондоле достаточно места, и здесь же может работать специалист-супервайзер («парти-чиф»). Решение о качестве выполненной съёмки может приниматься на борту. (Кадр из фильма Би-Би-Си «Гинденбург – огонь в небе») |
4 |
Давно было известно – в районах, доступных с Российского Арктического побережья, имеются пригодные для разработки месторождения нефти, газа, и других полезных ископаемых. В этом числе - залежи под водой в зоне Хребта Ломоносова. Приступить к реальной разработке в прошлом мешала суровость зимнего климата, изоляция региона протяжёнными и мощными прибрежными льдами, а также недоступность инвестиционного капитала и адекватных технологий. Сегодня ситуация в Российской Федерации совсем другая, и детальная разведка на полезные ископаемые идёт полным ходом – с полным осознанием, что климат становится теплее, доступ к берегам морей теперь открыт, инвестиционный капитал под рукой, и необходимые технологии созданы наукой. Инвестирование может идти в дирижабельные технологии. В настоящее время для российской Арктики (также как и для канадской Арктики) можно выделить три основных зоны социального заказа, которые Т-лодки (дирижабли) могут заполнить более эффективно, чем другие виды транспорта.
I. Геофизика. Прецизионная геофизическая съёмка с воздуха на месторождения полезных ископаемых (аэромагнитометрия, аэрогравиметрия). Этот вид работы Т-лодок был продемонстрирован фирмой Zeppelinluftschifftechnik. – Созданная ими ТЛ «NT-07» успешно летала в Ботсване с аэро-магнетометром и аэро-гравиметром, для алмазодобывающей компании DeBeers. Было доказано, в этом контексте, что такая высокотехнологичная Т-Лодка (дирижабль), как «NT-07», является наиболее эффективной платформой для геофизической бесконтактной съёмки, по сравнению с любыми другими видами воздушного транспорта. Превосходство ТЛ над другими видами транспорта дополнительно возрастает, если для выявления сопутствующих геофизических аномалий – при съёмке на особо ценные полезные ископаемые – применяют оборудование для косо-бокового сканирования с воздуха.
Превосходство этого (Цеппелин-NT) типа Т-лодок при такой работе обусловлено очень высокой стабильностью по курсу и по высоте на всём профиле съёмки, а также его (ZNT) большим временем беспосадочного полёта, малой путевой скоростью, и, - особенно! – возможностью работы на сверхмалых высотах, около 80 м истинной высоты, без какого-либо ущерба для безопасности работы.
|
Фиг.4. Кадр из фильма «Пираты Сибирского моря». Якорь с крыльями у штока – традиционный символ российского воздухоплавания. «…Собранием на квартире О.Костовича (июль 1878) установлен и годовой праздник – 40-й день после пасхи» (В.Марухно и Л.Шугалей, 2004)
(фото Copyright A.Akymov, 2006)
|
|
II. Доставка людей. Высоко-квалифицированные специалисты, жизненно необходимые для разработки в Арктике полезных ископаемых, будут в большинстве работать по сезонам. Приход в Арктику более тёплого и длинного лета, с одной стороны, будет удлинять сезон полевых работ. С другой стороны, таяние ледовых дорог, таяние вечной мерзлоты и тундры, будет препятствием к доставке и к вывозу специалистов наземным транспортом. Т-лодка (дирижабль) представляет собой заманчивую опцию, поскольку речь идёт о достаточно протяжённых перевозках, и на таких дистанциях вертолёты становятся экономически невыгодными. Кроме того, современный дирижабль (ТЛ) может относительно безопасно работать в Арктике на малых высотах и в условиях ППП (IFR - полёт-по-приборам, IMC - метеорологически-вынужденный-полёт-по-приборам). Можно предположить, что в условиях полярной ночи ППП (IMC) на вертолётах связаны с гораздо более высоким риском, чем на ТЛ. Со временем будет накоплена полевая статистика, которая позволит дать точную оценку этих рисков.
Сходным образом, дирижабли (ТЛ) являются эффективным средством доставки жизненно-важного снабжения и дорогостоящих единиц технического оборудования для строящихся поселков в Арктике, опирающихся на добычу полезных ископаемых. Дело в том, что использование вертолетов слишком рискованно в условиях нулевой видимости при береговом тумане (в летний период это очень частая погода), а также в темноте и при условиях ниже нуля (что наблюдается в этих высоких широтах зимой).
|
В ангаре тихо в час ночной,
Тебе известно лишь одной
Когда усталая Т-лодка
Из облаков идёт домой
музыка А.Пахмутовой |
|
III. Дозор (патрулирование). В некотором недалёком будущем, ресурсы каждого из государств, заявляющих свои права на эксплуатацию месторождений полезных ископаемых в Арктике, будут нуждаться в регулярном контроле с воздуха. Причина не только в необходимости пограничного патрулирования для защиты национального суверенитета, но также в съёмке, с малой высоты и на малой скорости, таких элементов инфраструктуры, как протяжённые трубопроводы, а также состояние поверхностных геологических структур, на которых они построены. Арктика – это очень переменчивая физическая среда.
|
- Салага, – сказал поп. – Ты как триммера держишь?…
Сыктывкар [незнакомец] называл Сингапуром, Хатангу – Катангой, Норильск – маленьким Парижем…
…
Коля, держи по приводной, будешь летать, как херувим! – [крикнул он на прощание]
Е.Добровольский. Заполярные ангелы (рассказ, 1990)
Сложность вождения воздушных кораблей требует от командира и экипажа хорошего знания техники пилотирования дирижаблей, умения разбираться в метеорологической обстановке и быстро принимать правильное решение, так как иногда буквально секунды решают судьбу людей, находящихся на борту дирижабля, и дорогой техники
Н.Г.Стобровский |
5 |
Служба погоды и арктические дирижабль-пароходства
Операторам работы Т-лодок (дирижаблей) в Арктике, чтобы полёты были регулярными и безопасными, нужна высоко-эффективная служба прогнозов погоды, с опорой на спутниковую съёмку, состыкованная притом с сетью автоматических погодных станций. Эта система должна быть связана через телеметрию с самыми удалёнными базами, куда заходят Т-лодки.
Для комплектации Т-лодок будут требоваться самые современные и совершенные средства индивидуального спасения, а также регулярная тренировка экипажей (НБЖС). – Физическая среда Арктики такова, что самые минимальные сбои систем или же недооценка погоды могут оказаться фатальными. И, несмотря на эти средства и подготовку по выживанию, - в первую очередь – должна быть развёрнута обширная программа строительства ангаров по ходу предполагаемых линий работы Т-лодок (дирижаблей). Должны быть разработаны ведомственные критерии безопасных операций ТЛ на различном удалении от этих ангаров. Они будут основаны на таких данных, как технико-тактические характеристики Т-лодки, доминирующие скорости и направления ветра вдоль линии, прогноз скорости и направления ветра у земли в районе ангара, а также минимальные погодные критерии для гарантированного возвращения ТЛ (дирижабля) в ангар.
Существует [техническая] возможность разработать целый диапазон сценариев для Т-лодок по безопасному расхождению с погодными явлениями. Для этого они должны быть оборудованы [дополнительными] топливными баками и нести запас топлива, или же пополнять резерв топлива вдоль линии. Коммерческие соображения, однако, всегда будут против полётов с ненужной нагрузкой. Работа регулярной челночной линии Т-лодок внутрь [в пределы] и назад из [пределов] Арктики подвергает ТЛ (дирижабль) интенсивным перепадам погоды и её непредсказуемости – в гораздо большей степени, чем единичный поход (экспедиция). Эта переменчивость погоды в Арктике, даже в летний период, в настоящее время является предметом исследований.
|
«38.2 Счисление координат корабля при плавании в высоких широтах […] осуществляется в квазигеографической системе координат […] Пройденное расстояние откладывают (снимают) по квазилоксодромии.»
В.И.Каманин. Штурман флота, гл.38
|
6 |
Какая причина обусловила переменчивость погоды в Арктике, и её непредсказуемость в долговременной перспективе? Потоки водяных паров, беспрецедентные по мощности, прорываются глубоко в атмосферу Арктики, выделившись с оголённой ото льда поверхности океана. Эти потоки быстро пересекают береговую линию и несут с собой потенциальную энергию вглубь континента. Термально-обусловленные бризовые фронты стали теперь наблюдаться и в Арктике. Отмечаются даже локальные грозы из относительно мало-мощных (shallow) облаков. И то и другое ставит под сомнение общепринятые модели этих процессов, излагаемые в стандартных учебниках по авиационной метеорологии.
Отметим интенсивные полярные депрессии (‘lows’ говорят в Канаде/UK). – Давно известно, что они способны образовывать на поверхности Арктики штормовые ветры. В ходе глобального потепления стали более частыми случаи проникновения к Полюсу активных фронтальных систем низкого давления. Они приносят с собой цепь погодных событий, которые исключают работу Т-лодок (дирижаблей). Обстановка в Арктике быстро меняется и – случается – преподносит жестокие шторма. Это означает, что единственный способ организовать безопасную работу на регулярных «челночных» линиях заключается в том, чтобы строить вдоль этих линий ангары с интервалами в несколько часов полётного времени. В этих ангарах ТЛ (дирижабли) могут получать техническое обслуживание и безопасно выжидать, в режиме готовности, пока начнётся сезонная работа.
В течение часа над Арктикой пролетают несколько спутников, движущихся по полярным орбитам. Так что нет недостатка в часто обновляемых сырых данных относительно характеристик любой более-менее крупной системы погоды. (Такие системы характеризуются по рисунку облаков). В то же время, помня об отсутствии в Арктике организованной службы авиационных прогнозов погоды, каждый пилот Т-лодки (дирижабля) должен научиться отслеживать и истолковывать спутниковые данные о погоде, и реагировать на них. Чтобы облегчить эту работу, стандартным оборудованием на кокпите Т-лодки, эксплуатируемой в Арктике, должны стать прямые приёмники спутниковых изображений и их дисплеи, а также спутниковые телефоны с модемом данных и Интернет-доступом.
В регионе Арктики сегодня существует замечательная возможность развивать работу Т-лодок (дирижаблей). ТЛ будут выполнять специализированные задачи, непосильные другому транспорту. Сегодня есть инвестиции и технологии, способные реагировать на непредсказуемый характер меняющейся погоды и климата в регионе, так что реализация этой возможности не за горами.
|
| |
|
[Конец Части 1 "Арктика"] |
Анонс
Часть 2 статьи Мартина Харриса посвящена теме "Тропические шторма".
Перевод Части 2 будет опубликован 28 февраля.
Публикуем сегодня ключевой абзац. На наш взгляд, он ярко выражает основную мысль автора. |
|
[...]
Для обеспечения дополнительной безопасности категорически рекомендуем – пилоты ТЛ (дирижаблей), командиры наземной команды, а также группа стратегического планирования ТЛ-операций (работы ТЛ) должны пройти специальную тренировку по расшифровке данных рутинных авиационных прогнозов погоды. Тогда они смогут точно выявлять погодные опасности, угрожающие работе Т-лодок и быстро приближающиеся из загоризонтных (невидимых) пределов. Немецкая Служба Погоды - Deutscher Wetterdienst (DWD) обеспечивает пилотов общей авиации крайне детализованной службой – у них есть просто великолепная служба метеорологических данных self-briefing для пилотов ‘pc_met’. Со своей стороны, Oxford Scientific Services Ltd. обеспечивает короткие курсы подготовки, специально ориентированные на потребности ТЛ-пилотов и дирижабельных командиров наземной команды, которым придётся обрабатывать «сырые» данные погодных информационных систем, полученные через ‘pc_met’, и через другие погодные информационные системы - в Европе, а также в других, гораздо более удалённых географических регионах мира.
|
| |
|
|
| РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА: |
|
Каманин В.И. Кораблевождение в высоких широтах / в кн. В.И.Каманин, А.В.Лаврентьев, Р.А.Скубко Штурман флота: Справочник по кораблевождению. Под ред. д.в.н. А.Н.Мотрохова. – М., Воен.издат., 1988. - 539 с. – с.478-490
Торге В. Гравиметрия: Пер. с англ. – М., Мир, 1999. – 429 с., ISBN 5-03-002809-9 |
Ключевые слова: |
|
Выживание, живучесть, безопасность, риск, минимизация, менеджмент, инвестиции,
Транспорт, воздушный, дирижабль, ТЛ, Т-лодка, тропосферная лодка,
Арктика, Полярный, Россия, российский, суверенитет, полярники
геология, геофизика, ископаемые, гравиметрия, аэрогравиметрия
Метеорология, погода, прогноз, атмосфера, тропосфера |
