Современные дирижабли.

Памятливый45> Так вот, работа равна силе, умноженной на перемещением, вызванное этой силой.
Памятливый45> В установившегося полете ( это заклинание я повторяю для тех участников форума, которые вне зависимости от того, подлецы они , как Lamort, или нет , но предмет понимают). Не пропорциональна , а вот так просто - РАВНА!!!

Механическая работа действительно равна силе умноженной на перемещение и механическая работа двигателя самолёта при полёте на одинаковую дальность одинакова, однако двигатель самолёта тратит топливо не только на механическую работу, а ещё и на ускорение рабочего тела, - на ускорение рабочего тела тратится больше энергии, чем на работу совершаемую над самолётом.

Если самолёт летит с низкой скоростью, то относительно неподвижной системы отсчёта связанной с условной поверхностью, газ из двигателя вылетает с большей скоростью, чем когда самолёт летит быстро, - механическая работа составляет таким образом большую долю общих затрат энергии.

Механическая работа совершаемая над самолётом имела бы решающую роль если бы самолёт отталкивался от какого-то очень массивного рабочего тела.

Памятливый45> Это как же работа при полете с разной скоростью будет одинаковою?
Памятливый45> Тебе же объяснили ,что с ростом скорости в два раза сила сопротивления растет в четыре раза.

С ростом скорости самолёт поднимается на такую высоту, чтобы скоростной напор был достаточным для создания нужной подъёмной силы, но не был слишком большим для создания избыточного лобового сопротивления.
Таким образом сила сопротивления и потребная для преодоления её тяга имеют значение соответствующее качеству самолёта и подъёмной силе равной весу самолёта, - если самолёт летит горизонтально, разумеется.

Памятливый45>> Это как же работа при полете с разной скоростью будет одинаковою?
Памятливый45>> Тебе же объяснили ,что с ростом скорости в два раза сила сопротивления растет в четыре раза.
Lamort> С ростом скорости самолёт поднимается на такую высоту, чтобы скоростной напор был достаточным для создания нужной подъёмной силы, но не был слишком большим для создания избыточного лобового сопротивления.

АГА!
Ламорт предлагает придать скоростному самолету кинетическую энергию M*V*V/2 и
потенциальную M*g*H.
Уже это одно увеличит расход топлива по сравнению с полетом самолета со скоростью , стоизмеримой со скоростью отрыва.
Потом. Самолет рассчитанный на полет со скоростью 100 км/ч можно изготовить из тех же материалов , по той же технологии , что и дирижабль , рассчитанный на скорость 100 км/ч.
Обшивка же лайнера редко изготавливается меньше 3 мм алюминия. Как бы масса.
Я уж молчу про аэродинамические профили крыла. смотри "профили ЦАГИ" или "Профили НАСА" . Разработаны тысячи профилей, но то, что на скорости 100 км / ч обеспечивает качество в 30-40 , то не будет на 800 км/ч давать указанное качество даже при снижении забортного давления в 64 раза.





Lamort> Таким образом сила сопротивления и потребная для преодоления её тяга имеют значение соответствующее качеству самолёта и подъёмной силе равной весу самолёта, - если самолёт летит горизонтально, разумеется.

Ну и по порядку.
Если Вы разгоняете самолет с сохранением скоростного напора, и обеспечиваете постоянство сопротивления и подъемной силы (что не так смотри выше)
то аэродинамическое качество с изменением скорости меняется.

Я не знаю как поведет себя двигатель с разгоном при постоянном скоростном напоре.
Но у большинства двигателей изменятся удельные характеристики.

После чуда-юда из брони, притащенного зачем то в раздел "Современные дирижабли" участником форума Serg Ivanov, Balancer таки порадовал ссылками на реальную конструкцию реальных хлопцiв.
Душа радуется когда видишь красивейшие контуры равнопрочной конструкции.
Молодцы американцы, что не уничтожили после войны эллинги и сохранили действующими ворота к ним. Молодцы , что помогли понаехавшим с Украины устроиться и поработать.
Но вот вопросы остаются. Может мне кто объяснит зачем.

Зачем аппарату аэродинамические поверхности, создающие подъемную силу?
Я выше уже объяснил (даже для Ламорта), что километровые затраты энергии на перевозку тонны груза в самолете ниже , чем затраты на перевозку тонны груза в дирижабле при условии, что они спроектированы для преодаления равного скоростного напора.
Но это при условии , что взлетная скорость самолета соизмерима с его крейсерской скоростью.
У аппарата фирмы "АЭрос" все не к тому.
Взлетает он вертикально. То есть аэростатической силы ему достаточно для взлета.
Далее движитель разгоняет аппарат до расчётной скорости (например 220 км/ч).
Это мне тоже понятно скорость задается погодными условиями.
Но зачем крылья?
При разгоне крыло создаст дополнительную подъёмную силу. Но для чего? Ведь аппарат взлетел, используя чисто аэростатическую подъёмую силу. Зачем прибавка?
Может аппарат в полете стал тяжелее, чем при старте?
Дозаправка топлива в полете? Зачем такой геморрой для апарата, способного оперировать над территорией среднего государства без посадок и дозаправок.
Может снизилась подъёмная сила по причине охлаждения нагретого гелия?

Такой гибрид монгольфьера и шарльера.
Не припоминаю, чтобы такие гибриды создавались ранее. Хороша схема для аэростатов с переменным объемом шара. Но как поведет себя при охлаждении гелия дирижаюль с жестким корпусом?
Создатель темы имеет опыт полетов в нагреваемых дирижаблях, но как оный ведет себя в воздухе при охлаждении.
Уменьшится в объеме? Но не засчет внешнего контура, а засчет того, что внутри аппарата есть полость переменного объёма, в который поступает забортный воздух.
Как будет осуществлена в этом случае посадка? Колесного шасси нет. Как вернуть аппарат в состояние равновесия плотности с окружающим воздухом и плавно вертикально приземлиться? Повторно нагреть гелий перед посадкой?

Есть еще версия. В сообщении упоминается свойство аппарата выгрузив груз без забора балласта взлететь. Проблема не в том, чтобы взлелеть, а в том, чтобы подобно пробке не унесло выше расчетного потолка. Вот тут-то и сообщают, что на борту аппарата будут балоны высокого давления, в которые в полете будет переведён избыток гелия. Работенка для такой закачки требуется немаленькая. Появляется необходимость установке на дирижабль мощного компрессора. Компрессор причем будет работать только во время после полета с десантированием, то есть без забора балласта с земли. Но я полагаю, что большинство мест на Земле несложно оснастить резервуарами с водой или мешками с песком.
Но видно в ТЗ было вставлено требования десантирования на голый грунт железнодорожного контейнера и компания "АЭрос" ставит компрессор и баллоны под гелий. Вот тут то мне кажется и может быть использована аэродиномическая подъёмная сила. Пока компрессор сжимает гелий, крыло создаёт отрицательную подъёмную силу для компенсации излишка архимедовой силы.
Может есть более простое объяснение?

Памятливый45> Есть еще версия.....Вот тут-то и сообщают, что на борту аппарата будут балоны высокого давления, в которые в полете будет переведён избыток гелия. ....
Полный брЭд: самые лучшие баллоны на сегодня (штучное производство, для альпинистов-рекордсменов, кевлар-углеволокно) весят порядка 0,7-0,8 кг/литр, при давлении 400атм. А нужно порядка менее кг на КУБОМЕТР.

Памятливый45>> Есть еще версия.....Вот тут-то и сообщают, что на борту аппарата будут балоны высокого давления, в которые в полете будет переведён избыток гелия. ....
Wyvern-2> Полный брЭд:...

Перед тем как бросаться такими словами порядочный человек должен пройтись по ссылке, найти автора указанного положения и зарегистрировавшись на том форуме произносить свои слова.

Но Wyvern-2 не из тех. Поэтому уж извините вынужден за Пастернака отвечать я.

Wyvern-2>... самые лучшие баллоны на сегодня (штучное производство, для альпинистов-рекордсменов, кевлар-углеволокно) весят порядка 0,7-0,8 кг/литр, при давлении 400атм. А нужно порядка менее кг на КУБОМЕТР.

Вот и разберемся кому нужно, зачем нужно.
Условие задачи: Привезти в дирижабле и выложить на поверхность 20 футовый контейнер. После чего, не беря на борт балласт. улететь, сохранив на борту весь гелий и не допустив подъема дирижабля на высоту, опасную для экипажа (был случай все умерли и продолжили лететь на аппарате, подробностей не знаю).
Масса контейнера брутто 30400 кг.
Плотность воздуха при ну 1.225 кг/куб.м
Плотность гелия при ну 0,179 кг/куб.м
После выгрузки контейнера надо заменить объем гелия на воздух 29063 куб.м
Воздух берем за бортом, гелий закачиваем в баллоны до 400 атм объемом 72,657 куб. м.
Если использовать баллоны, предложенные Wyvern-2, то их масса составит 58126,19 кг.

И чего же здесь бредового. Есть цель - взлет без балластировки, есть решение - купить альпинистких баллончиков и набить ими еще два контейнера в дирижабле.
Чтобы иметь удовольствие десантироваться, за это надо платить.
А как это происходит в авиации? Вам объяснить?
Пожалуйста. Паращют увеличивает вес десантируемого бойца или танка на 40%.
Наличие аппарели снижает полезную нагрузку самолета, по сравнению с передним люком на 10%. То есть по теря массы в 50%. Но у Пастернака гелий спасается, а после десантирования возват паращютов, если будет такая задача заберет ещё не малую долю полезной нагрузки вертолетов, которые прилетят вслед за десантниками, чтобы забрать паращюты и передать их следующецй роте.

Но вернемся к баллонам.
Wyvern-2 предложил баллоны с массовым совершенством в 5 км. такие баллоны при коэффициенте безопасности 1,44 в НПО "Энергия" изготавливали из экспандированной стали (не спрашивайте меня , что это такое) 12Х18Н10Т с пределом прочности в 150 кг/кв.мм. ГОСТ 9941-81 (Первоуральский Новотрубный завод если его еще не разворовали литераторы).
Зачем Wyvern-2 предлагает такие тяжелые баллоны? Наверное он не понимает, что баллоны для размещения на теле человека имеют повышенный кэффициент безопасности - 3,5. Плюс незнаю как это оформлено сейчас, но в советском госте или ТУ была фраза "выдерживать удар при падении на бетонный пол с высоты пятого этажа".

Вы конечно не инженер а Литератор, поэтому поверьте, что Пастернак берет баллоны, планируя использовать их прочность процентов на (1/1,44)*100%, но ни как не ниже.
Поэтому смело уполовиниваем расчет и приводим решение задачи Архимеда.

Для того, чтобы выложить на поверхность один контейнер, на борту должен оставаться еще один контейнер для баллонов и компрессорной установке для утилизации излишней подъёмной силы.

Собщение же Wyvern-2: "А нужно порядка менее кг на КУБОМЕТР." в привязке к баллону на 400 атм позвольте оставить мне без коментариев.

Памятливый45>> Бенефит в том, что дерижабль может отказаться на длительное время от посадки например по погодным условиям.
Lamort> Люди на борту от голода передохли, а дирижабль всё летает, летает...

Мне уже надоедает получать штрафы за Ламорта.
Кто он. Что он! Зачем на форуме кнопки нажимает!

Дам цитату из Ю.С.Бойко "Воздухоплавание" стр.232-233:
"Впечатляющие возможности дирижабля "Граф Цеппелин" характеризует его полет в ноябре 1935 года. Когда дтрижабль приближался к Бразилии , там вспыхнуло восстание и дирижабль вместо ПЕрнамбуко , оборудованного причальной мачтой , вынужден был лететь южнее , к массейну. Об этом экипаж был предупрежден по радио. Командир экипажа капитан лейман принял оригинальное решение - лететь на одном моторе , пока не закончится восстание. Запас топлива позволял продержаться в воздухе 7 суток. Сбросив почту в Магейдо, дирижабль продолжал крейсировать. Со встречного испанского парохода было принято на борт 200 кг продуктов питания для экипажа и пассажиров. После занятия района дирижабельной базы правительственными войсками дирижабль совершил посадку , продержавшись в воздухе 199 часов."

Не покорми семь дней Ламорта - может бы он и сдох!

Памятливый45>>> Есть еще версия.....Вот тут-то и сообщают, что на борту аппарата будут балоны высокого давления, в которые в полете будет переведён избыток гелия. ....
Wyvern-2>> Полный брЭд:...
Памятливый45> Перед тем как бросаться такими словами порядочный человек должен ....
Можно я как ни будь сам разберусь кому и что я НЕ должен?

Памятливый45> Вот и разберемся кому нужно, зачем нужно.
Все дураки - литераторы, но это не значит, что все литераторы - дураки (С -почти по Э.По ) Тут не надо много считать: подъемная сила гелия при н.у. ~1кг/м³ Значит, что бы "загнать" его в баллон, когда он нам не нужен, надо иметь баллоны способные хранить один кубометр гелия при весе менее 1 кг. Лучше эдак раз в пять меньше. Иначе, для начала мы просто не взлетим. Без разницы какое там давление - хоть 30атм, хоть 1000.
Покажи ка братец Памятливый мне ТАКИЕ баллоны?

Wyvern-2> Тут не надо много считать: подъемная сила гелия при н.у. ~1кг/м³ Значит, что бы "загнать" его в баллон, когда он нам не нужен, надо иметь баллоны способные хранить один кубометр гелия при весе менее 1 кг. Лучше эдак раз в пять меньше. Иначе, для начала мы просто не взлетим. Без разницы какое там давление - хоть 30атм, хоть 1000.

Какая связь между подъемной силой кубометра гелия в баллоне аэростата и коэффициентом массового совершенства баллонов , которые перевозить аэростат?
И баллоны и компрессор и гелий, который закачивается в баллоны - входят в полезную нагрузку аэростата.
Я же вам рассчитал вариант использования вами предложенных баллонов. Получил 59 000 кг.
Вам остается только сложить массу контейнера 30000 кг, массу ваших баллонов 59000 кг, массу гелия в баллонах и массу компрессора. Получим 90000 кг.
Повторяю баллоны и гелий в баллонах это полезная нагрузка аэростата.
Прошу не путать с полезной нагрузкой аппарата компании АЭрос- транспортный контейнер (30400 кг брутто).


Wyvern-2> Покажи ка братец Памятливый мне ТАКИЕ баллоны?
Боюсь, что по внешнему виду они не отличаются от виденных вами автомобильных.
Я же вам привел завод кие данные стального баллона с коэффициентом массового совершенства пять километров, с точностью до долей процента совпадающего с предложенным вами баллоном.
Причем я вам дал сведения двадцатилетней давности.

Wyvern-2>> Тут не надо много считать: подъемная сила гелия при н.у. ~1кг/м³ Значит, что бы "загнать" его в баллон, когда он нам не нужен, надо иметь баллоны способные хранить один кубометр гелия при весе менее 1 кг.
А не проще сконденсировать из воздуха влагу? плотность выше, и оборудование, те же компрессоры.

Wyvern-2>>> Тут не надо много считать: подъемная сила гелия при н.у. ~1кг/м³ Значит, что бы "загнать" его в баллон, когда он нам не нужен, надо иметь баллоны способные хранить один кубометр гелия при весе менее 1 кг.
spam_test> А не проще сконденсировать из воздуха влагу? плотность выше, и оборудование, те же компрессоры.

Уважаемый spam_test!

В авиационном форуме одновременно работают двк темы "Современные дирижабли" и "Перспективные дирижабли"

Мы огребая штрафы обсуждаем современный дирижаль, разрабатываемый и строящийся компанией "АЭрос". (Сvотри ссылку Balancer 2013-02-01 00:47:20).

Одной из особенностей аппарата указанной компании именно закачка излишнего гелия в баллоны высокго давления с целью обеспечения десантирования транспортного контейнера на неподготовленную поверхность.
Конечно можно воду собирать из атмосферы и из водоемов при помощи насоса и шланга.
Но Ваш вопрос касаеся перспективы, как лучше сделать в идеальных условиях.
Но аппарат компании Аэрос - вот он. Просят любить и жаловать. Он современный. По нему у меня вопросы, но не как к дирижаблю, а как к гибридному аппарату.
Предлагаю Ваши расчеты о концентрации влаги в атмосфере Афганистана и расчете установки по выделению указанной влаги привести в раздел Перспективные дирижабли.

Wyvern-2>>> Тут не надо много считать: подъемная сила гелия при н.у. ~1кг/м³ Значит, что бы "загнать" его в баллон, когда он нам не нужен, надо иметь баллоны способные хранить один кубометр гелия при весе менее 1 кг.
spam_test> А не проще сконденсировать из воздуха влагу? плотность выше, и оборудование, те же компрессоры.

Было ("Мэкон" и "Акрон", хотя их реализация и была не самой удачной), и является самым эффективным способом.
Главная проблема дирижабля в полете - потеря веса, из за сжигания топлива. Водород дешев - его можно просто выпустить в атмосферу. А вот гелий - очень дорог (сегодня, как указал специалист - гелий это скорее строительный компонент, а не расходный материал). Наилучший способ: конденсировать пары воды из выхлопных газов - так можно получить воды, даже больше, чем сожжено топливо.

Wyvern-2>> Тут не надо много считать: подъемная сила гелия при н.у. ~1кг/м³ Значит, что бы "загнать" его в баллон, когда он нам не нужен, надо иметь баллоны способные хранить один кубометр гелия при весе менее 1 кг. ...
Памятливый45> Какая связь между подъемной силой кубометра гелия в баллоне аэростата и коэффициентом массового совершенства баллонов , которые перевозить аэростат?
Хорошо, пойдем по длинному пути (с) анекдот про "Аленький цветочек"
Нам надо взлететь? Вместе с баллонами? Значит, на каждый килограмм веса баллонов надо иметь 1 м³ гелия. Нам надо компенсировать потерю веса при сбросе груза уменьшением подъемной силы? Значит надо "упаковать" гелий в баллоны. НО ИЗНАЧАЛЬНО у нас было 1м³ на 1 кг баллонов. Т.е. мы компенсируем в таком случае только массу баллонов Причем ТАКИХ баллонов - с удельной массой ХОТЯ БЫ 1 кг на 1м³ гелий ПРОСТО НЕ СУЩЕСТВУЕТ В ПРИРОДЕ.

Памятливый45> Зачем аппарату аэродинамические поверхности, создающие подъемную силу?

Для снижения лобового сопротивления.

Даже классические дирижабли-сигары до ТРЕТИ подъемной силы могли создавать за счет угла атаки корпуса. Для данной линзообразной крылатой конструкции, вероятно, можно дойти до 50%.

То есть иными словами - подняться на высоту, на которой плотность воздуха на 50% ниже. И при этом разогнаться примерно на 25% быстрее при той же прочности конструкции и почти том же расходе топлива.

Памятливый45>> Зачем аппарату аэродинамические поверхности, создающие подъемную силу?
hcube> Для снижения лобового сопротивления.
Мое IMHO - гибриды порочны по своей сути. Они суммируют недостатки, не давая преимуществ. Не надо ничего выдумывать! ЛТХ дирижаблей начала века достаточны для современной эксплуатации - без недостатков, присущих им в начале века. И эти недостатки легко преодолеваются на современном уровне технологии
В свое время Хуго Эккенер сказал, что у дирижаблей есть только две проблемы:
1. Пожароопасность.
2. Проблема маневрирования у земли.
ОБЕ решены на сегодня полностью:
1. Гелий, как несущий газ (откуда вытекает необходимость недопущения выпуска газа при нормальной эксплуатации)
2. Управление вектором тяги двигателей, желательно с ЭДСУ
Надо добавить, что Эккенер немного лукавил - при анализе аварийности дирижаблей (у Хуго ее то не было ) выплывает еще две проблемы:
1. Метео
2. Прочность
Обе решаются сегодня на раз даже не прикладывая усилий.

Wyvern-2> Главная проблема дирижабля в полете - потеря веса, из за сжигания топлива. Водород дешев - его можно просто выпустить в атмосферу. А вот гелий - очень дорог (сегодня, как указал специалист - гелий это скорее строительный компонент, а не расходный материал). Наилучший способ:

...блау-газ?

Wyvern-2>> Главная проблема дирижабля в полете - потеря веса, из за сжигания топлива. ...
Fakir> ...блау-газ?

ХрЭнь - требует отдельной системы топливоснабжения + фактически равно заполнению дирижОпля водородом - смысл гелия тогда в чем?

P.S. нашел моторчики для дирижОпля отличные морские

Fakir> ...блау-газ?

Не-а. Ядерный реактор. Плюс подогрев несущего газа сбросовым теплом для 'баластировки'.

Fakir>> ...блау-газ?
hcube> Не-а. Ядерный реактор. Плюс подогрев несущего газа сбросовым теплом для 'баластировки'.

"Звезды смерти" - в соседнем топике

Несколько интересных очерков: Гинденбург / Поиск по тегам / Steampunker.ru - сеть для любителей стимпанка
Парень не "технарь", он дизайнер, любитель стим-панка, поэтому есть ляпы - но написано очень живо и толково.

Fakir>>> ...блау-газ?
hcube>> Не-а. Ядерный реактор. Плюс подогрев несущего газа сбросовым теплом для 'баластировки'.
Wyvern-2> "Звезды смерти" - в соседнем топике
Да брось - для больших дирижаблей вполне можно изобразить капсулированные, не перезагружаемые реакторы, как на современных лодках. Для мелочи, до ста-200 тонн грузоподъемности такое конечно нафиг не надо...

Fakir>>>> ...блау-газ?
alex_ii> hcube>> Не-а. Ядерный реактор. Плюс подогрев несущего газа сбросовым теплом для 'баластировки'.
Wyvern-2>> "Звезды смерти" - в соседнем топике
alex_ii> Да брось - для больших дирижаблей вполне можно изобразить ...

Можно. Изобразить Но греть гелий (как и водород) смысла мало - они легкие, и эффект мизерный. При нагреве на 100⁰C подъемная сила (для гелия) растет только на 36% Т.е. примерно 0,36% на градус. Проблем море - результат копейка.