Ознакомьтесь с нашей политикой обработки персональных данных
16:52 

Дирижабли

Alkhara
#define true false
Вчерашний вечер показал, что с небесными городами дело пока обстоит не очень хорошо.
Вариант города-кольца над экватором утопичен, где-то я читала, что его не получится сделать совсем уж неподвижным, и он будет раскачиваться как обруч вокруг планеты. Магнитные подушки под островами - это вообще из области фантастики.
А вот города в шарах или дома, поднятые аэростатами в воздух - что-то более технологически осуществимое, пусть и условно.

Поэтому сегодня я вернулась к тому, с чего у меня все и заверте... К гибридным дирижаблям.

Дирижа́бль (от фр. dirigeable — управляемый) — летательный аппарат легче воздуха, представляющий собой комбинацию аэростата с движителем (обычно винтовой с электрическим двигателем или с двигателем внутреннего сгорания) и системы управления ориентацией (рули управления), благодаря которой дирижабль сможет двигаться в любом направлении независимо от направления воздушных потоков.
По конструкции дирижабли делятся на мягкие, полужесткие и жесткие.


В дирижаблях мягкого и полужёсткого типа оболочка для несущего газа мягкая, которая приобретает требуюмую форму и относительную жёсткость только после закачки в неё несущего газа под определённым давлением. В дирижаблях мягкого типа неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами — мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух.


Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней (как правило) части оболочки металлической (в большинстве случаев на всю длину оболочки) фермы.

Википедия дает приобщиться к мнению Циолковского об этих видах дирижаблей:
...первый недостаток такого мягкого дирижабля, заключающийся в том, что в зависимости от погоды дирижабль то падает, то устремляется ввысь. <...>
Второй недостаток безбалонного дирижабля — постоянная опасность пожара, особенно при употреблении огневых двигателей. <...>
Третий недостаток мягкого дирижабля — объем и форма его постоянно изменяются, поэтому газовая оболочка образует морщины и большие складки, вследствие чего горизонтальная управляемость становится немыслимой.


Тем не менее, практически все современные дирижабли, в отличие от цеппелинов довоенной эпохи, относятся к мягкому типу, то есть форма их оболочки поддерживается изнутри давлением подъемного газа (гелия).
Пример мягкого дирижабля - Skyship 600


Современный полужёсткий дирижабль « ZeppelinNT », Германия.


В жёстких дирижаблях неизменяемость внешней формы обеспечивалась металлическим (реже — деревянным) каркасом, обтянутым тканью, а газ находился внутри жёсткого каркаса в мешках (баллонах) из газонепроницаемой материи.
По сравнению с дирижаблями других систем (мягкой, полужёсткой) жёсткие дирижабли имели ряд преимуществ :
- жёсткий каркас позволял постройку дирижаблей очень больших размеров. В то время как объёмы мягких и полужёстких дирижаблей не превышали 30—40 тыс.м³, объём жёстких воздушных кораблей достигал 200 тыс.м³. С увеличением же объёма резко возрастала рентабельность дирижабля. Поэтому жёсткие дирижабли считались наиболее пригодными для работы на мировых воздушных линиях— для перевозки значительных грузов на большие расстояния;
- жёсткие дирижабли допускали комфортабельное расположение пассажирских помещений (посредством устройства 2—3 палуб внутри каркаса) и обеспечивали для пассажиров низкий уровень вибраций и шума (по причине значительного удаления двигателей от пассажирских помещений);
- жёсткий каркас обеспечивал в полёте полную неизменяемость формы, что уменьшало аэродинамическое сопротивление; вследствие этого цеппелины являлись на своё время наиболее быстроходными дирижаблями;
- жёсткий дирижабль позволял в полёте иметь удобный доступ ко многим частям конструкции. Это обстоятельство, а также разделение газа на изолированные друг от друга газовые отсеки рассматривались как имеющие большое военное значение;
- очень большие объёмы позволяли строить высотные дирижабли;
- благодаря жёсткому каркасу на дирижаблях этой системы было проще, чем на дирижаблях остальных систем разместить вооружение, установив пулемёты или малокалиберные пушки не только в гондолах, но и на хребте дирижабля;
- дирижабли жёсткого типа могли длительное время стоять на причальных мачтах и сравнительно мало страдать от влияния атмосферных условий, так как внешняя оболочка предохраняла наиболее важные части корабля (газовые баллоны, фермы каркаса).

Однако, особенностями конструкции определялись и недостатки. И немалые:
- нерационально было строить жёсткие дирижабли небольших объёмов, так как их полезная подъёмная сила из-за тяжёлого каркаса получалась незначительной;
- спуск на неподготовленную площадку без помощи людей на земле был чрезвычайно труден, и стоянка жёсткого дирижабля на подобной площадке, как правило, заканчивалась аварией, так как хрупкий каркас при более или менее сильном ветре неминуемо разрушался;
- пилотаж жёстких дирижаблей был крайне сложен и резко отличен от пилотажа дирижаблей других систем. Вследствие этого жёсткие дирижабли требовали исключительно опытного экипажа;
- ремонт каркаса и замена его отдельных частей требовали значительного времени и опытного персонала;
- детальный предполётный осмотр жёсткого дирижабля был весьма сложен, как и вообще всё обслуживание дирижаблей этой системы;
- стоимость жёстких дирижаблей была очень высока.

Каркас дирижабля ZRS-4 («Акрон»)


Про принципу получения подъемной силы дирижабли делят на аэростатические и гибридные.
Гибридные дирижабли являются летательными аппаратами тяжелее воздуха и представляют собой комбинацию аэростата и аэродинамического летательного аппарата (самолёта). Предположительно они могут иметь лучшие аэродинамические характеристики, чем дирижабли как таковые. Лишь летательные аппараты, берущие как минимум 40 % подъёмной силы от тяги двигателей, могут считаться гибридными, то есть в основном это аэродинамический летательный аппарат, облегчённый газом легче воздуха.

Примеры:
Проект «Термоплан»
В конце 80-х — начале 90-х в России появился проект «Термоплан», особенностью которого являлось использование для создания подъёмной силы помимо гелиевой секции дирижабля и секции с воздухом, нагреваемым двигателями (идея высказанная К.Э.Циолковским в 90-х гг. XIX века ), благодаря этому был снижен вес непроизводительного балласта на 70-75% в сравнении с дирижаблями других конструкций и повышена экономичность.
Проект так и не был завершен.


Позже идея Термоплана перекочевала в проект "Локомоскайнер".
Локомоскайнер — проект дирижабль грузоподъемностью 600 тонн, разрабатывавшийся российской компанией « Локомоскай » для перевозки больших грузов туда, куда не может добраться наземный транспорт.
Дирижабль сочетает в себе возможности самолёта , вертолёта и аэростата : может двигаться по прямой, разворачиваться, зависать в нужной точке, совершать вертикальную посадку в чистом поле и даже в лесу. Форма этого аппарата обеспечит ему отличную устойчивость даже при сильных порывах ветра.
В рамках работы компании анонсировалсь три основных этапа работ: создание модели— в 2008 году, создание прототипа (диаметром 40 м)— в 2010 году, введение штатного образца в эксплуатацию— в 2012 году. В реальности работы не выходили из стадии эскизов и моделей внешнего вида.


АТЛАНТ -
Аэростатический Транспортный Летательный Аппарат Нового Типа - концепт транспортного большегрузного дирижабля от компании «Авгуръ-РосАэроСистемы» .
Все аппараты семейства «Атлант» будут иметь жесткий корпус из композитных материалов, что позволит аппарату вертикально опускаться на землю и выдерживать ветра большой силы, кроме разве что ураганного.
«Атланты» проектируются для полетов с большим перетяжелением, что предполагается достигать за счет использования тяги двигателей и уникальной активной системы балластировки, позволяющей варьировать всплывную силу дирижабля как в полете, так и во время стоянки.


Aeroscraft ML866. С которого у меня все и началось. =)
Международная корпорация Aeros намерена совершить революцию в сфере авиаперевозок бизнес-класса. Сообщается, что Aeroscraft ML866 уникален и несравним с обычными самолетами не только по форме, но и по содержанию. Просторный салон (общей площадью как 3 футбольных поля) позволяет разместить на борту не просто пассажирские салоны, но и комфортабельные каюты, конференц-залы и рестораны. Кроме того, «летающий кит» способен нести на себе сотни тонн багажа.




Канадская компания Skyhook совместно с Boeing объявила о проекте JHL-40 – грузового дирижабля с полезной нагрузкой 40 т. Это тоже «гибрид», однако здесь архимедова сила будет дополняться тягой четырех роторов, создающих тягу по вертикальной оси.


Беспилотный вариант гибридного дирижабля:
Американская компания Northrop Grumman начала летные испытания нового гибридного беспилотного летательного аппарата LEMV (Long Endurance Multi-Intelligence Vehicle), сообщает Lenta.ru со ссылкой на Aviation Week. Первый полет аппарата состоялся 7 августа 2012 года. Продолжительность полета LEMV составила 90 минут; в воздух аппарат поднялся пилотируемым. Разработка беспилотника ведется в интересах Армии США.
Отличительной чертой LEMV является жесткий корпус самолетного типа и наличие надувных тканевых объемов. Аппарат должен совершать взлет по-самолетному; после достижения нужной высоты LEMV будет превращаться в дирижабль.
В режиме дирижабля двигатели, ранее использовавшиеся для взлета, будут применяться для перемещения беспилотника между объектами или для выработки энергии для питания бортового оборудования. Для посадки аппарата специальные взлетно-посадочные полосы не нужны.


Стратосферные дирижабли (стратодирижабли или «стрателлиты») — проектируемые дирижабли , которые будут действовать в самых верхних слоях атмосферы , практически на нижней границе космоса. По-английски их называют HAPS – High Altitude Platform Station. Открывающиеся перспективы поистине революционны. Стратосферные аэростаты предназначены для построения систем коммуникаций (интернет, мобильная телефония, телевидение и связь). Могут они использоваться и как наблюдательные пункты (например, восемь стратосферных дирижаблей могут закрыть западную границу России). Еще одна сфера – военное применение при проведении антитеррористических операций и в региональных конфликтах. На высотах базирования 20-22 км дирижабли не могут быть уничтожены ни противовоздушными зенитно-ракетными комплексами («Игла», «Стингер»), ни артиллерийскими системами.


Геостационарный стратосферный дирижабль «Беркут». В основе идеи – свойства атмосферы. Дело в том, что на высоте 20–22 км ветровой напор относительно невелик, причем ветер имеет постоянное направление – против вращения Земли. В таких условиях довольно легко с помощью тяги двигателей зафиксировать аппарат в одной точке относительно поверхности планеты. Стратосферный геостационар можно использовать практически во всех областях, в которых сейчас применяются геостационарные спутники (связь, передача теле- и радиопрограмм и т.д.). При этом дирижабль «Беркут» будет, разумеется, существенно дешевле любого космического аппарата. Кроме того, если спутник связи выходит из строя, ремонту он уже не подлежит. «Беркут» же в случае любых неполадок всегда можно будет спустить на землю, чтобы провести необходимую профилактику и ремонт. И наконец, «Беркут» – это абсолютно экологически чистый аппарат. Энергию для двигателей и ретранслирующей аппаратуры дирижабль возьмет от солнечных батарей, размещенных на верхней части оболочки. В ночное время питание будет производиться за счет аккумуляторов, накопивших электричество в течение дня.





Стратосферный дирижабль-демонстратор, создаваемый оборонным предприятием Lockheed Martin, HALE-D.
74-метровый прототип в эллинге Akron'а (шт. Огайо ,США). Оболочка, созданная из композитных материалов, готова и на её поверхности под специальным слоем солнечные батареи. (2009 год)


Фууух, устала. =) И это я еще не сильно прошлась по футуристическим концептам, предлагающим дирижабли в качестве грузоперевозчиков, комфортабельных воздушных яхт, а то и целых гостиниц. Потом продолжу, там самое вкусное.

Если покопаться по источникам, то там гораздо больше и интереснее.
Ссылки:
Дирижабли по типу конструкций
Википедия о дирижаблях
Летающий кит - Aeroscraft ML866
Northrop Grumman испытала новый гибридный летательный аппарат LEMV
Современные дирижабли
Дирижабли АТЛАНТ
Высотная аэростатическая платформа «БЕРКУТ»
Современное российское дирижаблестроение. Ч2 (Проектное)
Сообщество в ЖЖ, посвященное дирижаблям
Стратосферные дирижабли

@темы: Тролльский ликбез, Ссылки, Пара-пара-панк! И прочие -панки., Небо... Нас тянет в небо...

URL
Комментарии
2013-02-03 в 20:31 

unyuu
Trust no one
Я вот с нетерпением жду, когда же научатся делать графеновые плёнки неопределённой площади. Графен - единственный материал, непроницаемый для гелия.
Для справки - мягкие дирижабли теряют до 1% объема гелия в сутки. Водород в этом плане гораздо лучше, но он горюч.

2013-02-03 в 20:33 

Alkhara
#define true false
unyuu, о!! вы мне щас прямо еще подкинули информации для поисков.
Тоже любите дирижабли? =) А давно? А что еще можно поискать/ почитать? =)

URL
2013-02-03 в 21:09 

unyuu
Trust no one
Alkhara, давно, да. Меня интересуют дирижабли (точнее, в этом контексте - шарльеры) как единственные из известных летательные средства не требующие потребления энергии для полёта (в идеальном случае). Началось давно, очень вдохновил сюжет где-то про ломоскайнер. Почитать еще можно про вакуумные дирижабли, которых хоть и не существует, но сама теория красива. Много артов на эту тему есть ещё.

2013-02-03 в 21:38 

Alkhara
#define true false
unyuu, про вакуумные дирижабли уже слышала и видела. Да, изящно в теории. =))
Аэро-пингвины завораживают.

URL
2013-02-03 в 21:51 

unyuu
Trust no one
Alkhara, в расчетах этих вакуумных дирижаблей всегда считают зачем-то 1 атм на уровне моря как величину давления, которую нужно удержать. Но ведь с набором высоты давление атмосферное пропорционально падает? Соответственно в расчет надо принимать наверное все-таки давление внутри баллона при котором достигается нулевой вес конструкции. Кроме того, если используются гелий-водородные смеси негорючие, почему не откачивать из объема не воздух, а тот же гелий, всё равно он улетучивается сам? Защитить жесткий каркас от встречной диффузии атмосферных газов проще чем от утечки гелия.

2013-02-03 в 22:21 

unyuu
Trust no one
Еще ссылочку оставлю вам - militera.lib.ru/tw/obuhovich_kulbaha/24.html

2013-02-03 в 22:22 

Alkhara
#define true false
unyuu, я еще профан в теории, я всего вторые сутки рою =) До формул не добралась.
Насчет расчета вакуума, в расчет берется уровень моря для вычисления максимальной нагрузки давления, видимо, из-за того, что дирижаблю нужно приземляться. Т.е. на какой высоте его нужно если не собирать, то хотя бы запускать/сажать, чтобы давление было не столь критичным для все конструкции в целом? И действительно ли высота позволит решить эту проблему в случае именно вакуумного дирижабля?

Насчет откачки гелия, а не воздуха, можете пояснить? В чем больший смысл откачивать именно гелий, и как на полет дирижабля влияет диффузия? Про последнюю пока не слышала, но я еще не успела дойти до особенностей использования гелия.

URL
2013-02-03 в 22:23 

Alkhara
#define true false
За ссылку спасибо =) Почитаю

URL
2013-02-03 в 22:54 

unyuu
Trust no one
Alkhara, насчет запуска вакуумного дирижабля - тут речь как раз о том, зачем ему "полная мощность" на земле, откуда ему нужно только взлететь, а дальше он по мере набора высоты может её наращивать. Но всё равно, даже если пол-атмосферы сбросить, то будет что-то вроде 50 тонн на метр, слишком чересчур, да. На полёт диффузия влияет достаточно мало, но она создаёт затраты на содержание за счет потерь гелия, его нужно постоянно восполнять, чтобы гондола не падала.

2013-02-04 в 09:53 

[000.Grey]
длинное невнятное определение необъяснимого
Спасибо за интересную информацию! Я вот никогда по дирижаблям не специализировался ,а теперь вот вижу, что это охренительно *_*
По ссылкам пройдусь вскоре, и вообще - жду продолжения! Хочу больше о футуристических концептах.

Каркас дирижабля ZRS-4 («Акрон») - покорило *____*

Кстати, в вопросе личных предпочтений меня пока гибридные дирижабли больше зацепили...

unyuu, и вам, кстати, спасибо также за просвящение)

2013-02-04 в 10:26 

Alkhara
#define true false
[000.Grey], я артов побольше натаскаю. Про тот же вакуумный дирижабль - находила отличную модель, но не помню где.

unyuu, выкачала с сайта книжку, на которую вы ссылались. Теперь просвещаюсь =) Как изучу более-менее схему работы, еще приду с вопросами )

URL
Комментирование для вас недоступно.
Для того, чтобы получить возможность комментировать, авторизуйтесь:
 
РегистрацияЗабыли пароль?

Жуткая ночь хохотала потоками ливня

главная