Перспективы воздухоплавания: дирижабли будущего - часть 2

au>> Приятно удивлён — додумались тогда до реактивного дирижабля. Пусть современным изобретателям велосипедов будет стыдно.
tarasv> Современные изобретатели велосипедов имеею гораздо лучшее образование поэтом такие идеи у них и не появляются. Факир очень верно написал почему реактивный дирижабль смысла не имеет.

Речь идет не о бредовом "реактивном дирижабле" а о безинерционной струйной системе управления
Управление при помощи поворотных винтов имеет большую инерцию - время на поворот винтовой группы, а то и всего мотора. Кроме того, в процессе поворота тяга может проходить через ненужное, или даже опасное положение. Струйное управление этих недостатков не имеет

au>> Приятно удивлён — додумались тогда до реактивного дирижабля. Пусть современным изобретателям велосипедов будет стыдно.
Fakir> На самом деле, реактивный дирижабль - т.е. использующий именно реактивные двигатели в современном понимании, а не какой-нибудь там "воздухомёт"

Не надо переписывать терминологию. Реактивный, как и подразумевается в документе, — это именно струйный, именно "воздухомёт". Никаких реактивных двигателей там даже в мечтах нет. Это 1932 год, а не 1952 год. И именно в таком смысле я думаю это ценный пример: реактивный струйный движитель, а не турбо-какой-нашёлся двигатель. И это сразу решает по-моему самую неудобную проблему с дирижаблями: их неманевренность и потому аварийность на малой высоте. Если есть струйный движитель, то на малой высоте можно моментально получить полную тягу в любую сторону, в т.ч. по управлению от автопилота, и не разрушить машину. Попробуй это проделать с обычной схемой, если машина попала в wind shear. КПД разрушенной машины равен нулю.

Wyvern-2> Речь идет не о бредовом "реактивном дирижабле" а о безинерционной струйной системе управления

Безинерционность для управления очень инерционным объектом - микроскопом тоже можно гвозди заколачивать но зачем?

Wyvern-2> Управление при помощи поворотных винтов имеет большую инерцию - время на поворот винтовой группы, а то и всего мотора. Кроме того, в процессе поворота тяга может проходить через ненужное, или даже опасное положение. Струйное управление этих недостатков не имеет

Большую по сравнению с временными характеристиками маневренности дирижабля? Очень сомневаюс. А если надо иметь управляющие моменты только в нужных направлениях то можно сделать и так, ИМХО это гораздо проще

Wyvern-2>> Речь идет не о бредовом "реактивном дирижабле" а о безинерционной струйной системе управления
tarasv> Безинерционность для управления очень инерционным объектом ....?

ИМЕННО. И только так - чем больше инерция объекта, тем быстрей и точнее должно быть управление. И 5000кубовый дирижабль встречала швартовочная команда в три-четыре десятка, а то и больше человек. А ОмниаДир не только сам садился, но и сам в эллинг заходил

tarasv> ....А если надо иметь управляющие моменты только в нужных направлениях то можно сделать и так, ИМХО это гораздо проще
tarasv> http://upload.wikimedia.org/wikipedia/.../7/7c/GR_NT_Heckpropeller.jpg

Во-1х это ОНО И ЕСТЬ Разница ЧЕМ струю ака тягу создавать - небольшая
Во-2х сомневаюсь, что 8 клапанов "сложнее" чем два сложных редуктора и четыре СРШ

au> Не надо переписывать терминологию. Реактивный, как и подразумевается в документе, — это именно струйный, именно "воздухомёт". Никаких реактивных двигателей там даже в мечтах нет.

Ок, терминологию прояснили, ТРД ставить никто не хочет - уже хорошо.
Но в чём фишка - для выгодности даже "струйного" движителя, скажем так, диаметр струй должен быть достаточно велик (сравним с диаметром винта), а скорость струи напротив, не слишком велика, иначе у тебя в плане КПД ситуация ничем принципиально не отличается от использования ТРД.

au> И именно в таком смысле я думаю это ценный пример: реактивный струйный движитель, а не турбо-какой-нашёлся двигатель. И это сразу решает по-моему самую неудобную проблему с дирижаблями: их неманевренность и потому аварийность на малой высоте.

Ок, хорошо, но как ты будешь обеспечивать надлежащий расход воздуха через такой движитель в маршевом режиме?
В чём собственно пойнт - при малых скоростях выгоднее использовать винты большого диаметра (и сравнительно низкооборотные), обеспечивая как можно бОльшую "воздухопропускаемость".
Как её обеспечить при единой воздухоструйной установке - мне как-то не очень понятно (плюс не будем забывать о потерях во всех этих воздухоструйных каналах).

То есть ты либо готов идти на перерасход топлива, и порядочный, либо же должен иметь на борту две существенно разных двигательных/движительных установки - одну маршевую, другую струйную, чисто для подруливания.


au> Никаких реактивных двигателей там даже в мечтах нет. Это 1932 год, а не 1952 год.

Ты будешь смеяться, но как раз в этот период в печати периодически всплывали и дискутировались реактивные самолёты, реактивные поезда, реактивные сани, реактивные катера, реактивные автомобили...
Да, движков турбореактивных еще не было, даже проектов не было толковых, и ЖРД не было, но чисто для пЕара делали разные штуки на пороховых движках, и ездили-летали, а проектов было разных и вовсе немеряно - как с ВРД, так и с ЖРД и проч.

au> Вот оригинал, страница журнала Flight 1932 года о нём, со схемой:
Большое спасибо. Теперь понял, почему ничего по нему найти не мог.

au>....зарождается хоббимысля номер два:

Ну, так что? Возьмешь в руки шашки CAD? Намекаю - маленькие дирижабли безпонтовые

Меня некоторые тут уже поднатаскали по теме водомётов, так что я в курсе что там хорошо и плохо. "Омни Дир" был первым экспериментом, проверяющим сам принцип. То что у меня в голове крутится, совсем не похоже на велосипеды. Вообще параллели между ПЛ и дирижаблем подталкивают к мыслям: почему не большой воздухомёт в хвосте, с низкими оборотами, большим расходом, большим сечением канала? Я понимаю что там проблемы с конструкциями, если не менять привычки. Но в голове крутятся и решения.

Fakir> Ок, хорошо, но как ты будешь обеспечивать надлежащий расход воздуха через такой движитель в маршевом режиме?

Большой диаметр канала, диаметр движителя сравним с диаметром корпуса (в хвосте). А рулить — клапанами по периметру, в принципе как у итальянца.

Fakir> плюс не будем забывать о потерях во всех этих воздухоструйных каналах

Они были бы короткими и широкими.

Fakir> одну маршевую, другую струйную, чисто для подруливания.

Не, подруливание отбирает воздух от маршевого потока, просто газодинамические рули.

Я вообще всё это на другую тему думаю, а с воздухоплаванием просто очень толстые параллели — размеры больше, плотности меньше, принципы те же. Представь себе ПЛ, у которой маршевые азиподы размером с тарелку — смешно, правда?

Wyvern-2> Ну, так что? Возьмешь в руки шашки CAD?

Не, это работа для целой бригады с утра до вечера и много дней. Я эти вещи смотрю на уровне принципов, проблем (в т.ч. с головой), поиска непротоптанных технических решений и любого опыта/попыток их реализации. Если намечаются решения, которые мне нравятся и их можно выразить в виде чёткого реализуемого ТЗ — моё дело сделано, дальше уже бригады специалистов и за деньги, потом, может быть.

au> Вообще параллели между ПЛ и дирижаблем подталкивают к мыслям: почему не большой воздухомёт в хвосте, с низкими оборотами, большим расходом, большим сечением канала?

Этими параллелями - к-е, действительно, есть - надо очень осторожно пользоваться.
Как-никак разность в плотностях - три порядка, и с движителем это не сможет не сказаться.

Например, наверняка размещение достаточного сечения канала внутри корпуса дирижабля его "раздует", что может оказаться ощутимо неприятно как с т.зр. компоновки и прочности, так и избыточного сопротивления, и т.п. ...

au> Большой диаметр канала, диаметр движителя сравним с диаметром корпуса (в хвосте). А рулить — клапанами по периметру, в принципе как у итальянца.
Fakir>> плюс не будем забывать о потерях во всех этих воздухоструйных каналах
au> Они были бы короткими и широкими.

Нарисовать можешь всё это?

Вообще, если всё счастье чисто для удобства руления, а поворотные винты не нравятся - почему бы тогда просто на винты не присобачить "решётчатые маски", как на некоторых проектах СВВП? Такой направляющий аппарат-"жалюзи" намного менее инерционен, чем поворотные винты.

au> Я вообще всё это на другую тему думаю, а с воздухоплаванием просто очень толстые параллели — размеры больше, плотности меньше, принципы те же. Представь себе ПЛ, у которой маршевые азиподы размером с тарелку — смешно, правда?

Я себе скорее представляю дирижопль с рулями высоты не только в хвосте, но и на носу
По крайней мере, от наличия критической инверсионной скорости так можно было бы избавиться, хотя, конечно, при компьютерной системе управления это столь актуально.

Wyvern-2>> Ну, так что? Возьмешь в руки шашки CAD?
au> Не, это работа для целой бригады с утра до вечера и много дней. ,..

au фигня какая! Идешь вот сюда: Перспективы воздухоплавания: дирижабли будущего - часть 2 [Wyvern-2#07.09.09 11:42]
Рисуешь одЫн октаэдр из трубочек, потом из этих октаэров набираешь оболочку - пара часов работы.

Wyvern-2> При его никакой прочности и проч. свойствах. Пенопласт легче воздуха их него не сделаешь.
Дык пишут жеж- Высокая прочность - не единственное достоинство материала. Очень низкая теплопроводность делает его идеальным материалом для термоизоляции.
Для обшивки. Пеностекло и пенопласт - далеко не одно и тоже. Для обшивки. И нафиг каркас.
На ощупь аэрогели напоминают легкую, но твердую пену, что-то вроде пенопласта. При сильной нагрузке аэрогель трескается, но в целом это весьма прочный материал — образец аэрогеля может выдержать нагрузку в 2000 раз больше собственного веса. Аэрогели, в особенности кварцевые — хорошие теплоизоляторы.(С)
Единственный недостаток - цена. Пока.

Fakir> Вообще, если всё счастье чисто для удобства руления, а поворотные винты не нравятся - почему бы тогда просто на винты не присобачить "решётчатые маски",
А почему не применить вертолётные винты с автоматом перекоса? Естественно, развернув на 90гр.. И меняй вектор и направление тяги как хочешь.

Углы отклонения тяги с автоматом перекоса НАМНОГО меньше, чем с "жалюзи", и на 90 градусов не отклонить просто никак.

Не говоря о сложности.

Fakir> Как-никак разность в плотностях - три порядка, и с движителем это не сможет не сказаться.

Я вижу пока одну проблему: механические свойства конструкций движителя при требуемой его плотности (околовоздушной или меньше). Но и решение вижу сразу. А по части потока, насколько это вообще можно предполагать "с дивана", оно масштабируется — в жидких трубах дуют модельки самолётов, в газовых дуют AUV, при этом не меняя их формы. Я понимаю что там прорва работы, но суть параллели в том что должно существовать решение такого же типа, как и у корпусов/движителей ПЛ.

Fakir> Например, наверняка размещение достаточного сечения канала внутри корпуса дирижабля его "раздует", что может оказаться ощутимо неприятно как с т.зр. компоновки и прочности, так и избыточного сопротивления, и т.п. ...

Ну на пальцах. Вот есть обычный с высокооборотными мелкими пропеллерами, допустим с одним. Увеличиваем диаметр, снижаем обороты, массу не увеличиваем, переносим в хвост, увеличиваем до диаметра корпуса в хвосте, сам диаметр ужимаем в "горлышко" — получается канал. Диаметр потом можно увеличить за пределы корпуса, увеличив площадь воздухозабора, ещё снизив скорость потока и обороты, увеличив диаметр — это пространство для поиска решения, я не знаю где в нём оптимум, и есть ли он в общем случае или для каждого свой.

Fakir> Нарисовать можешь всё это?

Я и рисую понемногу, правда для воды. Водомёт короткий себе представляешь? Ротор и за ним статор-выпрямитель закрута потока. Так вот плоскости статора можно сделать управляемыми, чтобы он мог сечение сопла уменьшать или совсем перекрывать. Или гибкий клапан на всё сопло. В боковой части (кольце) отбор воздуха через управляемые клапаны или сопла, в т.ч. с возможностью реверса всей тягой. Этот в хвосте. В носу малая копия только на руление/стабилизацию, принцип как у итальянца, но реализация другая. Примерно так.

Fakir> Вообще, если всё счастье чисто для удобства руления

Не только. По-моему там есть возможность получить выигрыш в экономике за счёт снижения оборотов и повышения расхода воздуха. А удобство руления соплами — это почти бесплатное дополнение к единому движителю.

Fakir> Я себе скорее представляю дирижопль с рулями высоты не только в хвосте, но и на носу

Я вот всё ещё в процессе восхищения этим итальянским дизайном. Это придумал гигант мысли (1932 год!).

Fakir> Не говоря о сложности.

Однако вертолёты летают в любом направлении хоть хвостом, а жалюзи в природе нет..
Рулевой винт вертолёта - тож автомат перекоса.
Меняя общий шаг можно менять направление тяги вперёд-назад. Меняя циклический - разворачиваться на месте. Большой диаметр - экономичность. 4 винта по бокам на поворотных пилонах и можно вертикально маневрировать.

au> Ну на пальцах. Вот есть обычный с высокооборотными мелкими пропеллерами, допустим с одним. Увеличиваем диаметр, снижаем обороты, массу не увеличиваем, переносим в хвост, увеличиваем до диаметра корпуса в хвосте, сам диаметр ужимаем в "горлышко"

Точно как ПЛ , много узких лопастей в кольце. КПД винта должен резко возрасти и шум уменьшиться. У меня еще идея возникла вентилировать объем внутри жесткого дирижабля через двигатели, тогда утекающий водород будет не пропадать, а сгорать.Все равно стоять на приколе дирижаблю очень накладно, хуже чем самолету.Он должен летать без остановки.
Из книги Ионина узнал много интересного.Эксплуатация дорога в том числе из-за утечки подъемного газа. Килограмм дирижабля вдвое дороже килограмма самолета. Это сейчас тоже можно рассуждать : подумаешь , самолет. Алюминиевые профили, алюминиевый лист, лист из композита , дрель и заклепки - строим Боинг-747 в гараже. На практике выходит дорого.

digger> Из книги Ионина узнал много интересного.Эксплуатация дорога в том числе из-за утечки подъемного газа. Килограмм дирижабля вдвое дороже килограмма самолета.

Послание Апостола Петра к Галатам и Коринфянам читать не пробовал? И переводить драхмы и сестерции в веб-мани?
LZ-129 имел каркас из 97 тонн дюраля. По временам Ионина - это около 100 Bf.109, т.е. примерно ВВС Чехии. А сегодня это цена 100 гаражиков-ракушек или пол-цены лицевого фасада небоскреба.
Готовый профиль В95, который на 30% прочнее того дюраля стоит сегодня $2700-2800 за тонну. Весь каркас Гиндебурга - дешевле частного котеджа. В целом - примерно заводская цена Ми-17...но при ПН не 3,5 тонны, а 60-70 тонн и дальностью 10000+км

Wyvern-2> Готовый профиль В95, который на 30% прочнее того дюраля стоит сегодня $2700-2800 за тонну. Весь каркас Гиндебурга - дешевле частного котеджа.

Ну так я и говорю : давайте строить Боинг-747. Профиль, листы,замазка.Дешевле получится, так как рaзмеры значительно меньше.

Wyvern-2>> Готовый профиль В95, который на 30% прочнее того дюраля стоит сегодня $2700-2800 за тонну. Весь каркас Гиндебурга - дешевле частного котеджа.
digger> Ну так я и говорю : давайте строить Боинг-747.

Технологии по которым строился Гиндебург? нынче не применябтся даже в строительсве - вернее те, по которым делают навесы над ларьками, строителям Гиндебурга только снились Через пол-века и технологии по которым строится Боинг сегодня придут в ларькостроение - вот тогда приходи - поговорим

Не пройду мимо, помогу человеку

Wyvern-2> И переводить драхмы и сестерции в веб-мани?

1 древнегреческая драхма = 4.3г серебра = $2.32; покупательная способность эквивалентна дневному заработку квалифицированного рабочего или двум дням комфортной жизни простого человека. Greek drachma - Wikipedia, the free encyclopedia
1 римский систерций = 1~1.125г серебра = $0.54~0.6; покупательная способность эквивалентна 2 хлебам, 1~2 поллитрам вина, килограмму пшеницы, 1/15 туники, 1/500 осла, 1/2400 рабыни, или 1/1.65 дневного заработка воина. Sestertius - Wikipedia, the free encyclopedia

tarasv>> Безинерционность для управления очень инерционным объектом ....?
Wyvern-2> ИМЕННО. И только так - чем больше инерция объекта, тем быстрей и точнее должно быть управление.

Вот интересно то как и как исходя из это гипотезы объяснить зачем на истребители ставят системы управления реагирующие с минимальными задержками на малейшие перемещения РУС, а на пассажирских лайнерах обходятся гораздо менее быстродействующим и точными система. А потом перейдти например к кораблям - там руль наверно должен с просто огромной скоростью перекладываться ведь инерция корабля намного больше чем у ЛА.

Wyvern-2> И 5000кубовый дирижабль встречала швартовочная команда в три-четыре десятка, а то и больше человек. А ОмниаДир не только сам садился, но и сам в эллинг заходил

Но не потому что Омниадир был оснащен именно струйной системой управления, а потому что все другие дирижабли имели только аэродинамическое управление, а значит не имели практически никакого управления на нулевой скорости.

Wyvern-2> Во-1х это ОНО И ЕСТЬ Разница ЧЕМ струю ака тягу создавать - небольшая Wyvern-2> Во-2х сомневаюсь, что 8 клапанов "сложнее" чем два сложных редуктора и четыре СРШ

Разница большая, прежде всего в располагаемых моментах управления при равной мощности двигателей. Винт по эффективности на околонулевой скорость уделает любой газоструйный руль. Как пример можно смотреть Хьюзовско-МакДонелловские вертолеты с NOTAR. Реактивный момент несущего винта там компенсируется не с помощью газоструйного управления, а отклонением потока несущего винта с применением эффекта Коанда. Тоесть утилизацией бесплезно расходуемой на обдув хвостовой балки мощности отдаваемой в несущий винт. Газоструйный руль в таком вертолете только подруливает, а применение чисто газоструйной системы компенсации реактивного момента не имеет смысла потому что на ее компрессор придется отбирать гораздо большую мощность от двигателя чем отбирается для привода обычного рулевого винта.

Вы преувеличиваете важность эффективности (энергетической) рулей. Доля энергии, расходуемая на подруливание за любой полёт, если он не через лес, ничтожна относительно энергии на преодоление сопротивления среды. Поэтому приоритетное значение получают другие аспекты. Например, масса любой газоструйной системы многократно меньше любой сравнимой с мотором и винтом, а масса присутствует постоянно, в отличие от необходимости рулить. Количество движущихся частей в газоструйных рулях минимально: там либо клапан на каждый вектор, либо вращающееся/отклоняемое сопло — надёжность газоструйной системы будет несравненно выше. В целом размен такой: максимальная надёжность и минимальная масса против эффективности использования ничтожной доли общего расхода энергии. То что тут показали, это "дерево пропеллеров", в принципе должно ужасать одним видом.

au> Вы преувеличиваете важность эффективности (энергетической) рулей.

И сильно недооцениваете реальную маневренность дирижаблей
____________________________
Итак, тысячи ньюйоркцев, затаив дыхание, наблюдали за прибытием «Гинденбурга». Экнер, уверенный в маневренности своего детища, предложил капитану Пруссу после облета статуи Свободы пройти рядом со знаменитым небоскребом «Эмпайр стейт билдинг». Этот красивый и чрезвычайно опасный маневр вошел в историю воздухоплавания.

Смотровая площадка самого высокого в то время нью-йоркского небоскреба до отказа забита репортерами. «Дадим им возможность сделать снимки крупным планом», - усмехнулся Экнер. Капитан Прусс понимающе кивнул.

Несколько минут спустя веселый шум в салоне дирижабля сменился встревоженным гулом: пассажирам показалось, что цеппелин правым боком вот-вот заденет небоскреб. Здание уже совсем близко, отчетливо видны перекошенные лица репортеров. Некоторые не выдерживают и бросаются прочь от парапета. Мгновенно возникают паника и давка. В салоне цеппелина пассажиры вскакивают с мест. И в этот момент дирижабль, плавно замедляя ход, зависает метрах в десяти от стены небоскреба! С невозмутимым видом Гуго Экнер встает с кресла, выходит на застекленную палубу, открывает окно. «Добрый день, господа!» — приветствует он по-английски репортеров.
____________________________
И это Гиндебург у которого даже реверса не было!