Перспективы воздухоплавания: дирижабли будущего - часть 2

S.I.> Я тоже был весьма удивлен узнав чисто случайно, например что якобы существует аэростат-ретранслятор запускаемый из торпедного аппарата ПЛ. Даже название приводится - Баклан.

SkyDron>Это очень древний девайс. Не существует а существовал.

Вот с этого места поподробнее кто-то может разъяснить?

Предположим с девайса типа ФГУП «ДКБА»
на подвеске типа http://science.ng.ru/natural/2000-09-20/5_aerostat.html опущена бомба типа Уоллай – крестокрылая с аэродинамическим качеством 5.
При разности скоростей потоков вверху и внизу 50км/час можно получить скорость поперек потока 10км/час и смещаться за сутки на сотни км выходя на любую неподвижную цель .
И уж наверняка можно компенсировать ветровое рассеивание АДА.

Вертикальный профиль ветра в атмосфере-
Как видно, изменение скорости воздушных потоков в зависимости от высоты, найболее сильнО в интервале высот от 30 до 60км.

Паруса бывают и такими-
Яхта идёт против ветра, судя по флагу на корме..

Вообщем-то это развитие идеи Безмоторный полет связки ЛА

Ну вообщем то не важно мягкое или жесткое. Но в воде есть другое "крыло"- киль или шверт. За счет взаимодействия потоков в двух средах и получается ход яхты. В воздухе можно аналогично, но поскольку среда одна, то для достаточной разности скоростей потоков, расстояние между крыльями будет измеряться не метрами а километрами.

Ну да, вертикальное крыло тоже "источник бокового сопротивления" - всё относительно.
Без киля, вытянутого корпуса, шверта- блюдце- только по ветру.

Ведь достаточно подняться на несколько километров над поверхностью Земли, и мы оказываемся над облаками при непрерывно сияющем в течение дня Солнце.
В настоящее время существуют фотоэлектрические преобразователи энергии в виде пластин с к.п.д. равным 15-20%. Если такими пластинами закрыть поверхность аэростата и поднять аэростат выше облаков, то в течении светлого времени суток можно по кабелю передавать на поверхность Земли поток электроэнергии практически постоянной мощности.
При диаметре аэростата 150 м на его поверхность в светлое время суток падает солнечное илучение мощностью 18 000 кВт, что позволяет вырабатывать 3000 кВт электрической мощности. Для обеспечения потребности Франции достаточно иметь 70 000 подобных установок. Размещение аэростатов не отразится сколь-либо заметным образом на природе и инфраструктуре прилегающих территорий, сельском и лесном хозяйстве. Поэтому выделение для нужд солнечной энергетики 70 000 квадратных километров территории (при плотности одна установка на один квадратный километр) не является проблемой.
Однако остается проблема ночного времени. В темное время суток электроэнергия, понятно, не вырабатывается и для снабжения потребителей нужны другие источники электроэнергии.
Работы по созданию опытного образца солнечной аэростатной электростанции с фотоэлектрическим слоем ведутся в Национальной лаборатории солнечной энергии в Марселе под руководством доктора Жореса Леграна.
В этой же лаборатории другая группа инженеров под руководством Мишеля Марше разрабатывает проект солнечной аэростатной паротурбинной электростанции.
Для возможности создания коммерческих солнечных аэростатных паротурбинных электростанций Франция приобрела выданный в 2002 году российский патент №2184322 на аэростатную солнечную электростанцию с паровой турбиной.
Оболочка аэростата выполнена двухслойной. Солнечные лучи нагревают внутреннюю оболочку аэростата, на которую нанесен поглощающий солнечное излучение слой.
Современные селективные поглощающие материалы способны нагреваться от прямых (неконцентрированных) солнечных лучей до 200ºС и более.
Внутри поглощающей оболочки находится водяной пар, нагретый поступающим через оболочку тепловым потоком до 100-150ºС. Давление пара равно наружному атмосферному давлению.
Внутреннюю поглощающую оболочку аэростата окружает внешняя оболочка, прозрачная для солнечных лучей. Слой газа (воздуха) между оболочками теплоизолирует нагретую внутреннюю оболочку аэростата от наружного воздуха.
Водяной пар из внутренней поглощающей оболочки по гибкому паропроводу подается в паровую турбину, расположенную на поверхности Земли. Убыль водяного пара из внутренней оболочки аэростата компенсируется питательной водой, которая каскадом насосов подается из конденсатора паровой турбины. Внутри оболочки аэростата вода распыляется и испаряется. Для стандартной атмосферы на высоте 5 км при давлении 0.54 ат и температуре -17.5ºС плотность воздуха составляет 0.7 кг/м3. Плотность водяного пара при таком же давлении и температуре 150º С составляет 0.3 кг/м3 . Таким образом один кубический метр аэростата способен поднять 0.4 кг. Аэростат диаметром 300 м способен поднять на высоту 5 км груз массой 5600 т. Этого вполне достаточно для удержания оболочки, паропровода, трубопровода питательной воды с каскадом электронасосов и системы раскрепления аэростата. При температуре водяного пара во внутренней оболочке 150ºС к.п.д. турбоустановки составит 15%. Мощность электронасосов, необходимая для подьема питательной воды из конденсатора паровой турбины во внутреннюю оболочку аэростата, составляет 15% от вырабатываемой электрической мощности. Основным достоинством паровой аэростатной установки является то, что запаса водяного пара, находящегося во внутренней полости аэростата, достаточно для бесперебойной работы паровой турбины в темное время суток. Вследствии подачи водяного пара на турбину и охлаждения за счет теплоообмена с окружающим воздухом за ночь подъемная сила аэростата уменьшится на 10%, что не скажется на положении аэростата. В дневное время за счет нагрева солнечным излучением происходит генерация пара не только для работы паровой турбины, но и для восполнения запаса водяного пара во внутренней оболочке аэростата.
При диаметре оболочки аэростата 300 м паровой турбогенератор способен бесперебойно вырабатывать 5000 кВт электрической мощности. При этом можно совершенно безболезненно изменять мощность турбогенератора в течение суток в соответствии с нуждами потребителя.
Термодинамический цикл такой установки обладает весьма интересной особенностью. При подаче потока пара вниз к поверхности Земли потенциальная энергия пара переходит во внутреннюю энергию, что приводит к увеличению давления и температуры пара перед турбиной. Это в свою очередь повышает термодинамический к.п.д. паротурбинной установки. Этот эффект довольно значителен. Так при перепаде высот между аэростатом и паровой турбиной 5000 м повышение температуры составит 25º. Термодинамический к.п.д. паротурбинной установки благодаря этому эффекту увеличивается на 5%, что для энергетических установок является очень значительной величиной.
В настоящее время капитальные затраты на один киловатт установленной мощности составляют 8000 долларов на один киловатт установленной мощности для фотоэлектрических солнечных аэростатных электростанций и 6000 долларов на один киловатт установленной мощности для паротурбинных солнечных аэростатных электростанций.
Для выполнения целей, поставленных в «Энергетической стратегии Франции», капитальные затраты необходимо эти показатели за 30-40 лет необходимо снизить в 10 раз. Задача это, несомненно, выполнима.
Более того, есть все основания считать, сто она будет выполнена за более короткие сроки.
В этом случае программа сооружения новых атомных электростанций будет пересмотрена.
У французов, таким образом, имеется несколько вариантов развития энергетики. Это позволяет Франции, пожалуй, единственной стране в мире, спокойно смотреть в будущее и быть готовыми к любым вызовам времени.
Мощь французского интеллекта и блеск научной и инженерной мысли восхищают и вселяют веру в человеческие силы.
Французы еще раз продемонстрировали, что родина великих Блеза Паскаля и Рено Декарта по прежнему является лидером мировой цивилизации во всех областях жизни.

— это если сплошняком. Я тучка, тучка, тучка ... А их надо будет ещё и по высоте разносить, и чтобы не перепутались, а потом, чтобы не упали. В бурю не унесло и т.д. А, придётся закрыть авиа движение. А вес кабеля на 5-10 км длиной какой будет?

Господи, ну бывает же такой сон разума с храпом
Солнечные электростанции на аэростатах, мама миа... С пересмотром стратегии атомной энергетики целой страны (тем более Франции!!!)... И кто-то всерьёз про такое пишет?! И надеется, что французские энергетики его всерьёз воспримут?!

Кстати, до номера НиЖ со статьёй про атомные дирижабли никак добраться не могу - всё он у кого-то на руках. Неужто народ так взволновало?

Ага, не сплошняком — один на км² — 70,000 км² где никаких самолётов не будет. Эдакая полоса 700 км на 100 км. У Молдовы, вроде, 33,700 км^2. Франция — 674,843 км^2.

Самолеты полетят выше. А мелкие самолеты - между.

И на чем они полетят без керосину?!
Слоны в конце-концов задавят этих нагло расплодившихся кроликов!

Однако, первая реакция симптоматична.
Не удивительно, что тема "Были ли люди на Луне?" процветает...

На сайте журнала "Наука и жизнь" выложен текст об ядерном решении для дирижабля. См. ТУТ

По мере исчерпания запасов дешевой нефти вполне может стать актуальной и идея атомного дирижабля.
Во всяком случае он безопасней атомного самолета.

Да-да, забыл посмотреть ваш аватар и учесть с кем говорю Меа кулпа