Казалось бы, зачем вообще нужен самолёт длиннее футбольного поля и с грузоподъёмностью в десять раз больше, чем у Boeing 777? Настолько огромный, что его сложно вписать в привычные для грузовой авиации процессы и маршруты. Логично было бы подумать, что он создан для перевозки всего и сразу — тонны полезного груза, пассажиров и так далее. Но нет.
Компания Radia строит самолет WindRunner под одну-единственную задачу: доставлять гигантские лопасти ветрогенераторов длиной под сто метров в места, куда обычный самолёт даже не попробует сесть.
Почему гигантские лопасти нельзя нормально возить по суше
Генеральный директор Radia Марк Лундстром основал компанию в 2016 году. До этого он, выпускник MIT, работал инженером в аэрокосмической отрасли. В какой-то момент он начал тесно общаться с производителями ветрогенераторов и столкнулся с проблемой, о которой в отрасли говорили постоянно.
Производители объяснили: на суше невозможно устанавливать действительно крупные турбины. Не из-за сложности конструкции — инженеры давно умеют проектировать лопасти длиной 80–100 метров. Проблема в другом: эти лопасти невозможно доставить в нужные районы. Они не проходят по дорогам, не вписываются в повороты, не пролезают под мостами и над путепроводами. В итоге приходится ставить более компактные и менее мощные турбины.
Почему всё же стремятся увеличивать размер? Причины простые:
Чем длиннее лопасти, тем больше энергии можно получить от ветра — площадь ометания ротора растёт квадратично вместе с мощностью.
Большие лопасти нужно располагать выше. А на высоте ветер стабильнее и сильнее благодаря вертикальному градиенту скорости: ближе к земле он тормозится рельефом и постройками, а выше — нет.
Майкл Хоуленд, эксперт по оптимизации ветроэнергетики из Массачусетского технологического института, рассуждает так:
«Вырабатываемая турбиной мощность увеличивается пропорционально кубу скорости проходящего через нее ветра и квадрату диаметра окружности, создаваемой вращающимися лопастями. Другими словами, более крупные турбины, хотя и дороже в расчете на единицу, с лихвой компенсируют это с точки зрения генерируемой мощности».
На суше проблему решили бы только новые дороги, туннели и развязки — то есть полная перестройка инфраструктуры под габариты лопастей. Понятно, что ни один регион в мире на это не пойдёт: слишком дорого, слишком долго и слишком сложно согласовать.
Поэтому ветряная энергетика на земле дошла до естественного технологического «потолка». Инженеры умеют делать турбины больше, но места, куда можно доставить такие конструкции, просто нет.
А вот на море всё иначе — там нет серпантинов, мостов, узких дорог и ограничений по габаритам. Именно поэтому офшорные турбины и растут как на дрожжах.
Во-первых, на море никому не мешает огромная машина, которая на суше может свести соседей с ума своим «мерцанием». Да-да, это реальная проблема: в том же Гонолулу жители выступили против установки турбин неподалёку, жалуясь, что мелькающие тени от лопастей вызывают сильный дискомфорт и влияют на психику.
Во-вторых, энергопринимающую сеть можно без опасений построить на побережье — удобно и практично. Минимум долгих бюрократических согласований с властями местных городов.
В-третьих, самое главное — нет логистических проблем. Вы можете изготовить лопасти длиной и 100, и 120 метров, и больше �� и легко доставить их при помощи кораблей. Крупные грузовые суда достигают длины в 150-200 метров и больше.
Например, самую длинную в мире лопасть генератора длиной 153 метра недавно успешно доставили в порт Гуанли при помощи 500-тонной гондолы. Лопасть станет частью самого крупного морского ветрового генератора мощностью аж 26 МВт (это примерно как вся потребность в электроэнергии небольшого городка на 20–25 тысяч жителей) — высота ступицы достигнет 185 метров (63-этажное здание), а площадь вращения — свыше 10 футбольных полей.
Похожих примеров полно: на море давно ставят турбины такой величины, до которой наземным площадкам просто не дотянуться. В водных проектах нет ограничений дорог, мостов и поворотов, поэтому генератор почти любых размеров можно доставить без особых трудностей.
На суше у ветроэнергетики действительно больше преимуществ. Электричество проще и дешевле доставлять потребителям — большинство людей и промышленных объектов находятся далеко от побережья, поэтому морские станции неизбежно тянут за собой более длинные и дорогие ЛЭП.
Проще и обслуживание: к наземной турбине можно добраться обычным транспортом, тогда как морские платформы требуют судов, погодных «окон» и специализированных команд. То же касается строительства и утилизации: на суше не нужны дорогостоящие плавкраны и буксировка, а демонтаж и переработка отслуживших компонентов обходится заметно дешевле.
Но есть одно большое «но». В реальности производители почти всегда упираются в ограничение по длине лопастей — свыше 70 метров их просто невозможно довезти до места установки обычной наземной логистикой. Именно эта проблема и тормозит развитие крупных наземных турбин.
Если говорить о Европе и США, то существующая дорожная инфраструктура не позволяет перевозить более длинные лопасти: высота эстакад и мостов, радиусы дорожных разворотов и так далее. Не говоря о том, что в идеале ветрогенераторы ну��но ставить повыше, на холмах. А при этом придется ехать по довольно узким горным дорогам. То есть автомобильным транспортом — проблематично.
Иногда большие лопасти всё-таки удаётся возить по суше — но только с использованием специализированных систем. Например, 67-метровую лопасть массой 25 тонн в Люксембурге перевозили на низкорамном полуприцепе с поворотной гидравлической рамой. Такая рама позволяет поднимать лопасть почти вертикально (примерно до 60–70 градусов) и поворачивать её относительно тягача, что даёт возможность проходить узкие улицы, острые повороты и серпантины. Маршрут пришлось прокладывать так, чтобы полностью исключить мосты и эстакады — даже при наклонном положении по высоте лопасть не проходит. При этом вариант транспортировки по воздуху технически невозможен: самые грузоподъёмные вертолёты, такие как CH-47 Chinook, Sikorsky CH-53E или Ми-26, могу�� поднимать не более 11–20 тонн, тогда как одна лопасть весит около 25 тонн.
Аналогичный подход, с подъемом лопасти над дорогой, применили и в Китае, во время перевозки 52-метровой лопасти на вершину горы Баодин по весьма узкой дороге со множеством разворотов.
Иногда логистика действительно играет на руку: от завода до площадки строительства может вести почти прямая трасса без мостов, тоннелей и крутых поворотов. В таких редких случаях удаётся провезти и лопасть длиной 131 метр — как у модели SI-2701150 мощностью 15 МВт. Аналогично повезло и SIEMENS со своей турбиной SWT-7.0-154. Но это скорее исключения, подтверждающие правило: в условиях существующей дорожной инфраструктуры реальный предел для транспортируемых лопастей — примерно 70 метров. Для понимания масштаба: это высота 20–23-этажного дома, только уложенная горизонтально на грузовик.
Что же можно придумать? Очевидное решение — перевозить лопасти по частям и собирать их на объекте, как конструктор. Вот только реальные расчеты показывают, что спроектировать подобные лопасти пока невозможно.
Слово Дагу Аренту, директору Фонда Национальной лаборатории возобновляемой энергии:
«Все сводится к проектированию с учетом прочности. В местах соединений появятся слишком слабые места. Да и разборные конструкции будут весить намного больше, чем цельные лопасти из полимеров — а мы сражаемся буквально за каждый килограмм. Возможно, когда-то их смогут печатать на месте… Но я что-то очень сомневаюсь».
А какие есть еще варианты, кроме транспортировки грузовиками по дорогам?
Вертолеты. Вот только самый грузоподъемный в мире Ми-26 способен поднимать до 20 тонн, а вес одной лопасти длиной 123 метра составляет 54 тонны. Не говоря о парусности и прочих проблемах.
Дирижабли. Да, есть подобные проекты типа Pathfinder, которые в перспективе будут способны поднимать до 200 тонн. Но звучит не особо реалистично. Ветер, проблемы хранения и прочее. Да и когда они реально-то появятся?
Поезда. Ну, мы привязаны к железнодорожной инфраструктуре. Это резко сокращает логистические возможности — а ведь ветрогенераторы часто нужно ставить, как мы уже говорили, в горах и других труднодоступных регионах.
Остается один вариант — самолеты. Вот только лопасть длиной 90-100 метров и больше нужно как-то надежно закрепить, без риска повреждения при посадке или высокой парусности (другими словами, крепить снизу — не вариант).
И ни одна из существующих моделей грузовых самолетов, как ни странно, не подходит для такой задачи по двум критериям:
Размер перевозимого груза — длина грузового отсека нужна действительно больше стандартного футбольного поля.
Требования к взлетно-посадочным условиям — в идеале, самолет должен иметь возможность садиться и взлетать на импровизированную грунтовую ВПП небольшой длины. Это позволит доставлять лопасти свыше 70 метров в по-настоя��ему труднодоступные районы.
В итоге, если бы появился подобный самолет, это бы «изменило правила игры в ветроэнергетике». Условно увеличивается мощность каждой наземной турбины — общая выработка «зеленой» энергии возрастает, при том же количестве «ветряков». Это означает меньше затрат на генерацию каждого МВт, даже с учетом возрастающей стоимости одной турбины.
Примерно все эти рассуждения от производителей ветрогенераторов и услышал Марк Лундстром. И понял, что такой самолет можно и нужно создать.
«Компании в отрасли умеют делать турбины размером с Эйфелеву башню и с лопастями длиннее футбольного поля. Но их просто раздражает, что они не могут развернуть эти машины на суше», — подтверждает Марк в интервью.
Какого масштаба самолёт Radia собирается построить
Итак, давайте немного познакомимся с техническими характеристиками самолета, запуск которого ожидается в 2030 году.
Длина фюзеляжа — 109 метров, примерно как футбольное поле. Действительно самый большой из существующих.
Высота — 24 метра, за счет хвостовой части.
��азмах крыльев — 80 метров.
Длина полезной нагрузки — 105 метров.
Объем полезной нагрузки — 6800 м3.
Масса полезной нагрузки — 72,6 тонн.
Крейсерская скорость — 0,6 Маха.
Практический потолок — 12 000 метров.
Дальность — 2000 км.
Длина ВПП — 1800 метров.
По сути, уникальными являются всего три параметра: длина фюзеляжа, объем полезной нагрузки и требуемая длина ВПП в 1800 метров. Давайте сравним с некоторыми другими «гигантами». Примечания:
Значения для наглядности округлили.
В список добавили и самый большой пассажирский самолет.
Если какой-то «важный», с вашей точки зрения, самолет не добавили в сравнение, можете сделать это в комментариях.
Radia WindRunner | ||||||
Длина фюзеляжа, м | 109 | 69 | 84 | 85 | 73 | 66 |
Размах крыльев, м | 80 | 73 | 88 | 117 | 80 | 98 |
Объем грузового отсека, м3 | 6800 | не грузовой | не грузовой | не указана | ||
Масса полезной нагрузки, тонн | 73 | 120 | 250 | 250 | 59 | |
Длина ВПП, м | 1800 | (садился на воду) |
Как выглядит Radia WindRunner
Главная особенность WindRunner — оптимизация не под массу груза, а под его объём. Лопасть даже длиной 100+ метров весит меньше, чем может показаться: современные композитные лопасти тянут от 20–25 до 55 тонн в зависимости от конструкции и производителя. Это много, но не настолько, чтобы требовать грузоподъёмность уровня «Мрии» или Stratolaunch — тех строили под ракеты и 200+ тонн полезной нагрузки.
WindRunner создаётся именно вокруг габаритов. Фактически весь самолёт — это удлинённый грузовой отсек: в него помещается одна лопасть длиной 105 метров (при общей длине фюзеляжа 109 м) или две лопасти по ~95 метров.
Для погрузки предусмотрена необычная схема — по сути, «самолёт с выдвижной тележкой»:
Груз подаётся через носовую часть: открывается верхняя створка носового грузового люка — секция фюзеляжа перед кабиной пилотов подъёмом раскрывается вверх, аналогично схемам Ан-124 и Ан-225.
Изнутри фюзеляжа выдвигается погрузочная система на собственном шасси. Лопасть фиксируется на специальных консолях, чтобы точно уложиться в габариты отсека и выдержать центрировку. Такая конструкция заметно ускоряет загрузку и разгрузку.
Сейчас это не существующий самолёт, а проработанная инженерная концепция: у Radia есть макеты, схемы, патенты и расчёты, но серийный образец пока не построен. Все визуализации — рендеры, основанные на официальных материалах компании.
Прямо из фюзеляжа выкатывается погрузочная система на шасси — лопасти крепятся к ней через специальные консоли, что позволяет правильно разместить их внутри отсека, а заодно сокращает время погрузки/разгрузки в несколько раз.
Кабина пилотов на фоне огромного корпуса выглядит несуразно маленькой, хотя ее реальный размер — примерно как частный самолет Gulfstream. Кабина выступает над фюзеляжем, чтобы не мешать погрузке в грузовой отсек. Только в ней поддерживается комфортное давление — в основном грузовом отсеке это не требуется для экономии энергии, и человек там чувствовал бы себя примерно так же, как на вершине Эвереста.
За движение отвечают четыре реактивных двигателя — к сожалению, Radia не раскрывает их модель и мощность, утверждая, что они уже используются современными авиакомпаниями. Однако по словам Лундстрома, «они настолько мощные, что самолет без груза по динамике сопоставим с ранними истребителями». Что же, поверим основателю стартапа на слово.
Другая отличительная особенность — короткий взлет и особенно посадка на грунтовой неровной полосе. Конструкция фюзеляжа, хвоста, крыльев и особенно шасси буквально заточена под это.
Фюзеляж. Имеет достаточно высокую поднятую заднюю часть, поскольку при коротком разгоне нос будет задираться достаточно высоко — есть риск цепляться днищем за землю.
Хвост. Из-за высокой посадочной механики фюзеляжа и ограничений по максимальной высоте самолёта (обычно около 24 метров) конструкторы выбрали двухкилевое Н-образное хвостовое оперение. Такая схема обеспечивает лучшую поперечную устойчивость на малых скоростях, а также позволяет сохранить достаточно крупную площадь вертикальных поверхностей при ограничении по высоте.
Крылья. Короткие, но очень широкие крылья (площадь свыше 1000 м²) оснащены сложной многосекционной механизацией — закрылками и предкрылками. Такая схема увеличивает подъемную силу на малых скоростях и позволяет снижаться и садиться на короткие полосы. Конструкцию выполняют из углеродного волокна и других композитов, чтобы уменьшить массу и повысить жесткость крыла.
Шасси. Особая подвеска с многорычажными механизмами отлично отрабатывает при взлете и посадке на неровной поверхности. Используются 20 колес с увеличенным диаметром, позаимствованные у C-130 Hercules.
«Мы пытаемся радикально снизить вес самолета, чтобы на каждое колесо при взлете и посадке приходилась меньшая нагрузка. Это позволит и комфортно двигаться по неровной поверхности, и работать на более коротких ВПП. По нашим расчетам, WindRunner потребуется всего 1800 метров грунтовой полосы — такого нет ни у одного подобного самолета в мире», — говорит Марк Лундстром.
В итоге: всё ради проекта GigaWind
Важно уточнить: самолёт WindRunner пока не существует. То, что мы видим на визуализациях, — проектные рендеры. Radia проработала компоновку, погрузочную систему и получила часть патентов, но до лётного прототипа ещё далеко. Погрузочная схема с откидывающимся носом и выдвижной тележкой — тоже пока инженерная концепция.
Зачем всё это? Потому что WindRunner — лишь часть большой стратегии GigaWind. Её цель — вывести наземную ветроэнергетику на новый уровень и построить турбины с лопастями длиной 100+ метров. Такие генераторы существенно мощнее нынешних, но логистика на суше делает их недостижимыми — отсюда и идея сверхкрупного самолёта.
По оценкам инвесторов GigaWind, крупные турбины смогут добавить к 2034 году около 216 ГВт мощности в энергосистему США и снизить стоимость гигаватта примерно на 16%. Это уже звучит весомо — особенно на фоне стремительного роста спроса на электроэнергию, который подстёгивают центры обработки данных и современные нейросети.
Дополнительно:
Количество турбин может уменьшится, при том, что вырабатываемая ими электроэнергию возрастет. Это позволит строить их на большем расстоянии друг от друга.
Турбины будут располагаться почти вдвое выше — в области, где средняя скорость ветра больше. Это в несколько раз увеличит площадь земель, где использование ветрогенераторов будет экономически оправдано.
Хотя план кажется «надежным, как швейцарские часы», есть две проблемы.
Первая — в логическом противоречии. Вся зеленая энергетика вроде как должна снижать «углеродный след». Но вместо этого люди собираютсястроить самолеты с реактивными двигателями, которые будут летать туда-сюда, перевозя по одной или две лопасти за раз. Кажется, что это даст большие выбросы CO2, в сравнении с традиционной перевозкой грузовиками.
Лундстром уверен, что это не так. Якобы возросшее количество «чистой» энергии, производимое более мощными ветрогенераторами проекта GigaWind, компенсирует возросшие выбросы от реактивных двигателей самолетов WindRunner.
Да и вообще наибольший компонент «углеродного следа» ветряной электростанции приходится не на транспортировку лопастей, а на бетон и сталь. Мы считаем, что с более длинными лопастями потребуется меньше станций для выработки того же количества энергии. Соответственно, и здесь «углеродный след» должен уменьшиться», — полагает Лундстром.
И другой момент — политический. Как многим известно, действующий президент США Дональд Трамп выступает против «зеленой» энергетики в целом и «ветряков» в частности. Якобы они, цитата: «Портят сельскую местность, убивают птиц и сводят с ума китов». На практике его администрация приостанавливает выдачу разрешений, льготных субсидий и кредитов для производителей.
Однако и тут Лундстром не отчаивается:
«Я убеждён, что все разрешится само собой… Мы начнем поставлять самолеты к концу срока полномочий этой администрации».
Немного статистики. Согласно The Global Wind Report 2025, сейчас в мире ветровыми генераторами вырабатывается 1 136 ГВт электроэнергии — это примерно 9,2% от общего объема (хотя данные в разных источниках сильно разнятся). За прошлый год было введено 170 ГВт дополнительной мощности — примерно на 7,7% больше, чем годом ранее.
Другими словами, ветроэнергетика действительно растет. Но сможет ли WindRunner повлиять на эту статистику как часть общей цепочки и соответствовать амбициозным цифрам бизнес-планов и отчетов? Или станет еще одним экологическим «стартапом», основная задача которого — выдоить как можно больше денег из инвесторов под флагом спасения планеты?
Посмотрим. А вы — поделитесь в комментариях, что думаете о подобном проекте.
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
-15% на заказ любого VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS
