Главная » Статьи » Deep GID |
Дирижабль
Дирижабль (от фр. dirigeable — управляемый) — летательный аппарат легче воздуха, представляющий собой комбинацию аэростата с движком, либо электрическим, либо дизельным, либо же паровым. К слову, применялась даже мускульная сила (прям как на галерах) и системы управления ориентацией (рули управления), благодаря которой дирижабль сможет двигаться в любом направлении независимо от направления воздушных потоков. Поскольку дирижабль является летательным аппаратом легче воздуха, то он будет «плавать» в воздухе за счёт сил, если его средняя плотность меньше или равна плотности атмосферы. Обычно оболочка классического дирижабля наполняется газом легче воздуха (водородом, гелием), при этом грузоподъёмность дирижабля пропорциональна внутреннему объёму оболочки с учётом массы конструкции. Короче – чем больше шар, тем больше грузоподъёмность ![]() В конструкции дирижабля всегда предусмотрена оболочка для размещения газа легче воздуха. На ранних дирижаблях весь газ помещали в оболочке с единым объёмом и простой стенкой из промасленной или лакированной ткани. Впоследствии оболочки стали делать из прорезиненной ткани или других (синтетических) материалов однослойными или многослойными для предотвращения утечек газа и увеличения их срока службы, а объём газа внутри оболочки стали разделять на отсеки — баллоны. На первых дирижаблях полезный груз, экипаж и силовую установку с запасом топлива помещали в гондоле. Впоследствии двигатели были перенесены в мотогондолы, а для экипажа и пассажиров стала выделяться пассажирская гондола. Кроме оболочки, гондол и движителя в конструкции классического дирижабля предусмотрена обычно простейшая гравитационная и аэродинамическая система управления ориентацией и стабилизацией аппарата. Гравитационная система может быть как пассивной, так и активной. Пассивная гравитационная стабилизация осуществляется по тангажу и крену даже при нулевой скорости полёта, если гондола (гондолы) установлена ниже (в нижней части) оболочки. При этом, чем больше расстояние между оболочкой и гондолой, тем больше устойчивость аппарата к возмущающим воздействиям. Активная гравитационная стабилизация и ориентация обычно осуществлялась по тангажу путём перемещения вперёд или назад (вдоль продольной оси аппарата) некоторого груза или балласта, причём, чем жёстче конструкция аппарата, тем управляемость лучше. Аэродинамическая же стабилизация и ориентация аппарата осуществляется по тангажу и курсу (рысканию) при помощи хвостового оперения (аэродинамических стабилизаторов и рулей) только при значительной скорости его полёта. При незначительной скорости полёта эффективность аэродинамических рулей не достаточна для обеспечения хорошей маневренности аппарата. Устройства причаливания на первых аппаратах представляли гайдропы — тросы по 100 или больше метров длиной, свободно свисающие с оболочки. При снижении дирижабля до необходимой высоты многочисленная причальная команда хваталась за эти тросы, притягивая дирижабль к точке посадки. Впоследствии для причаливания дирижаблей стали строить причальные мачты, а сами аппараты снабжать автоматическим причальным узлом. Типы дирижаблей Дирижабли, изготавливаемые и эксплуатируемые в разные времена и до настоящего времени, различаются по следующим типам, назначению и способам. По типу оболочки: мягкие, полужесткие, жесткие. По типу силовой установки: с паровой машиной, с бензиновым двигателем, с электродвигателем, с дизелями, с газотурбинным двигателем. По типу движителя: крыльевые, с воздушным винтом, с импеллером, реактивные. По назначению: пассажирские, грузовые, военные. По способу создания архимедовой силы: с использованием лёгкого газа, с использованием горячего воздуха (термодирижабли), комбинированные. По способу управления подъемной силой: стравливание подъёмного газа, изменение температуры подъёмного газа, закачка/стравливание балластного воздуха, изменяемый вектор тяги силовой установки, аэродинамический. Двигатели Самые первые дирижабли приводились в движение паровым двигателем или мускульной силой. В 1880-х годах были применены электродвигатели. С 1890-х стали широко применяться двигатели внутреннего сгорания. На протяжении XX века дирижабли оснащались практически исключительно ДВС — авиационными и, значительно реже, дизельными (на некоторых цеппелинах и некоторых современных дирижаблях). В качестве движителей используются воздушные винты. Стоит также отметить крайне редкие случаи применения турбовинтовых двигателей — в дирижабле GZ-22 «The Spirit of Akron» и советском проекте «Д-1». В основном подобные системы, равно как и реактивные, остаются лишь на бумаге. В теории, в зависимости от конструкции, часть энергии подобного двигателя может быть использована для создания реактивной тяги. Полёт В полёте классический дирижабль обычно управляется одним или двумя пилотами, причём первый пилот в основном поддерживает заданный курс аппарата, а второй пилот непрерывно следит за изменением угла тангажа аппарата и вручную с помощью штурвала либо стабилизирует его положение, либо изменяет угол тангажа по команде командира. Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль рулями высоты или поворотом мотогондол — Движители тогда тянут его вверх или вниз. Сбрасывание балласта и выпуск газа в полёте производят редко: например, выпускают газ при выработке топлива. Из-за этой особенности стрелки на кайзеровских «цеппелинах» должны были получить разрешение командира на стрельбу из станковых пулемётов, чтобы ненароком не воспламенить выпущенный водород. В настоящее время всё чаще управление угловой стабилизацией аппарата доверяется автоматике. ![]() Причаливание При причаливании дирижабля находящиеся на земле люди подбирали сброшенные с разных точек дирижабля канаты и привязывали их к подходящим наземным объектам. Часто думают, что классический дирижабль 1930‑х гг. мог приземляться вертикально, как вертолёт — в действительности же это осуществимо только при полном отсутствии ветра из-за недостаточной его манёвренности. В реальных условиях для посадки дирижабля требуется, чтобы находящиеся на земле люди подобрали сброшенные с разных точек дирижабля гайдропы (канаты) и привязали их к подходящим наземным объектам; затем дирижабль можно подтянуть к земле. Наиболее же удобный и безопасный способ посадки (особенно для больших дирижаблей) — причаливание к специальным мачтам. С вершины причальной мачты сбрасывали гайдроп, который прокладывали по земле по ветру. Дирижабль подходил к мачте с подветренной стороны, и с его носа также сбрасывали гайдроп. Люди на земле связывали эти два гайдропа, и затем лебёдкой дирижабль подтягивали к мачте — его нос фиксировался в стыковочном гнезде. Причаленный дирижабль может свободно вращаться вокруг мачты, как флюгер. Стыковочный узел мог двигаться по мачте вверх-вниз — это позволяло опустить дирижабль ближе к земле для погрузки/разгрузки и посадки/высадки пассажиров. Чтобы завести дирижабль в ангар при сильном ветре, требовались усилия до 200 человек. При взаимодействии дирижаблей с флотом использовались специальные судна-матки, оборудованные причальными мачтами. По конструкции По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий. 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. Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней (как правило) части оболочки металлической (в большинстве случаев на всю длину оболочки) фермы. Примером полужесткого дирижабля является дирижабль «Италия». Килевая ферма состояла из стальных шпангоутов треугольной формы, соединённых стальными же продольными стрингерами. Спереди к килевой ферме было прикреплено носовое усиление, представлявшее собой стальные трубчатые фермы, скреплённые поперечными кольцами, сзади — кормовое развитие. В дирижаблях мягкого типа неизменяемость внешней формы достигается ьбьбизбыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами — мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух. В дирижаблях полужёсткого типа (кроме избыточного давления несущего газа) дополнительную жёсткость оболочке придаёт килевая ферма. Циолковский писал: « ...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. 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. Жёсткие дирижабли имели ряд недостатков, вытекавших из особенностей их конструкции: например, 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-менее сильном ветре неминуемо разрушался, ремонт каркаса и замена его отдельных частей требовали значительного времени и опытного персонала, поэтому стоимость жёстких дирижаблей была очень высока. Монококовые бескаркасные дирижабли (конструкция дирижаблей с металлической обшивкой) возникли в 1890-е годы с целью уменьшить сопротивление воздуха. В 1920-е годы были предприняты попытки применения обшивки из алюминиевых сплавов. За всю историю дирижаблестроения было построено только четыре таких дирижабля, и из них только один — экспериментальный американский ZMC-2 — успешно (хотя и не часто) летал в течение нескольких лет. В мягких дирижаблях неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами — мягкими ёмкостями. В жёстких дирижаблях неизменяемость внешней формы обеспечивалась каркасом, обтянутым тканью В жёстких дирижаблях газ находился внутри жёсткого каркаса в мешках (баллонах) из газонепроницаемой материи. По принципу получения подъёмной силы, Дирижабли подразделяются на: дирижабли, использующие в основном аэростатическую подъёмную силу и очень незначительно — аэродинамическую, которая получается за счёт использования аэродинамического качества оболочки; гибридные дирижабли. 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. Дирижабль германского производства Zeppelin NT часто ошибочно называют гибридным дирижаблем, поскольку он немного тяжелее воздуха. Однако 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. По форме По форме дирижабли делятся на: сигарообразные с уменьшенным лобовым сопротивлением (таких большинство); эллипсоидные — в виде эллипсоида (с уменьшенным сопротивлением боковому ветру); дисковые — в виде диска; линзообразные — в виде двояковыпуклой линзы; тороидальные — в виде тора, предназначенные для использования в качестве воздушного крана; V-образные; «вертикальные дирижабли», напоминающие по форме летающие небоскребы — предназначены для полётов над городами, где улицы создают условия для сильного ветра, дующего вдоль зданий, что приводит к турбулентным течениям воздуха. По большей части дирижабли необычных форм существуют только в виде проектов. Кроме того, существуют варианты обычных монгольфьеров с мотогондолой, позаимствованной от парамотора. По заполняющему газу Тепловой дирижабль мягкой системы По типу заполнителя оболочки дирижабли делятся на: газовые дирижабли, использующие в качестве несущего газ с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха при равных температуре и давлении; тепловые дирижабли, использующие в качестве несущего газа нагретый воздух, плотность которого из-за этого ниже окружающего оболочку воздуха, но температура внутри оболочки значительно выше температуры атмосферного воздуха; вакуумные дирижабли, в которых оболочка вакуумирована (внутри оболочки разреженый воздух); комбинированные дирижабли (так называемые аэростаты типа розьер). Идея использования горячего воздуха состоит в регулировании плавучести дирижабля без выпуска несущего газа в атмосферу — достаточно перестать подогревать горячий воздух после облегчения дирижабля, чтобы аппарат потяжелел. Примерами этих достаточно редких конструкций могут служить «Термоплан» и исследовательский дирижабль «Canopy-Glider». ![]() Внутренняя полость оболочки дирижабля также может быть использована для перевозки газообразного топлива. Например, одним из принципиальных отличий дирижабля Граф Цеппелин от других цеппелинов было использование для работы двигателей блау-газа, плотность которого была близка к плотности воздуха, а теплотворная способность значительно выше, чем у бензина. Это позволяло существенно увеличить дальность полёта и избавляло от необходимости затяжелять дирижабль по мере выработки топлива (Расход горючего для моторов «Майбах» равнялся: бензина — 210 г и масла — 8 г на 1 л.с./ч, то есть мотор расходовал около 115 кг бензина в час). Затяжеление дирижаблей осуществлялось путём выпуска части несущего газа, что создавало ряд экономических и пилотажных неудобств; кроме того, применение блау-газа вело к меньшей, чем в случае установки многочисленных тяжёлых баков с бензином, нагрузке на каркас. Блау-газ находился в 12 отсеках в нижней трети каркаса дирижабля, объём которых мог быть доведён до 30 000 м³ (для водорода в таком случае оставалось 105 000−30 000=75 000 м³). Бензин брался на борт в качестве дополнительного топлива. Крушение "Гинденбурга" ![]() Конечно, мы не обойдём эту тему. Немецкий пассажирский цеппелин LZ 129 «Гинденбург» был построен в 1936 году и стал самым большим в мире из созданных до того времени дирижаблей (по объёму незначительно уступал последнему классическому цеппелину LZ 130, 1938. Своё название воздушный корабль получил в честь рейхспрезидента Германии Пауля фон Гинденбурга. 6 мая 1937 года, завершая очередной трансатлантический рейс, при выполнении посадки на главной воздухоплавательной базе военно-морских сил США в Лейкхерсте наполненный пожароопасным водородом «Гинденбург» загорелся и потерпел катастрофу, в результате которой погибло 35 из 97 находившихся на его борту человек, а также один член наземной команды (на которого и свалилась горящая конструкция). И хотя по количеству жертв «Гинденбург» является не крупнейшей катастрофой дирижабля, гибель этого воздушного корабля получила большой резонанс. ![]() В 19:11 дирижабль снизился до 180 метров. С земли репортаж о прибытии дирижабля вёл американский журналист Герберт Моррисон. В 19:20 дирижабль уравновесили, после чего с его носа сбросили причальные канаты. В 19:25 в районе кормы, между 4-ым и 5-ым газовым баллоном произошло возгорание. В течении 15 секунд огонь распространился на 20-30 метров в сторону носовой части цеппелина, после чего прозвучал первый взрыв. Через 1/2 минуты после возгорания «Гинденбург» упал на землю рядом со швартовочной мачтой. Видеозапись катастрофы. Жанр Стимпанк и Дизельпанк. Как уже говорилось выше - первые дирижабли использовали паровые двигатели и даже ручную силу. Пусть это было лишь на ранних стадиях и летать таким образом удавалось с предельно черепашьей скоростью, но всё таки летать удавалось. Так же учитываем, что стимпанк предполагает использование более прогрессивного парового движка, под стать современным внутреннего сгорания. Что касается дизельпанка - тут даже говорить особо не стоит, ибо и так понятно. На солярке они летали вплоть до заката эры дирижаблей. И да, спасибо Википедии. 85% инфы - оттуда.
Прочитайте также:Мнение о материале
| ||||||||||||||||
Просмотров: 2049 | Рейтинг: 5.0/1 |
Всего комментариев: 0 | |