Перспективы воздухоплавания: дирижабли будущего - часть 2

Wyvern-2>> -авионика с тяжелого вертолета?
Полл> Дальше можно не продолжать, этого пункта уже хватит для понятия "дорого".

Угу. 10% стоимости вертолета грузоподъемностью в 10 тонн для дирижопеля с грузоподъемностью ОТ 25 тонн... Дорого...

Balancer> Контекст. Мы о дешевом транспорте. Вертолёты к нему пока не относятся.
согласен. Но и дирижабли тоже.

Balancer> Мелкие размеры, точечная доставка — да. Погода — контекстно.
Ок, ниша - мелкие размеры и точечная. Это подразумевает достаточно малые запасы энергии, соответственно, большее влияние парусности.

Balancer> В сравнении с дирижаблем или самодельной моделью для контрабанды сигарет. Ты нарочно игнорируешь весь контекст?
В сравнении с самоделкой самолётом - дорого. В сравнении с дирижаблем - не уверен.

Balancer> А нам не нужно МНОГО энергии, как в случае самолёта.
Смотря для чего.
Вот гляди. Обычное качество мелких тарахтелок - порядка 11. У новых аэродинамичных - порядка 13-14 вполне реально. То есть, надо затрачивать тягу в примерно 7% веса. Если 100 кг полетного веса, то 7 кг тяги достаточно. Мощность, грубо - тяга на скорость.
При нормальном соотношении массового совершенства в где-то треть на конструкцию, треть на топливо, треть на нагрузку - для транспортировки 33 кг груза надо 7 кг тяги.

У пузыря 100 кг мтом - это грубо 100 кубов гелия (1.225*(29-4)). Сто кубов - это пузырь, грубо 10 метров длиной и диаметром 3.6 метра. Если цилиндр. Если обтекаемый, то (для простоты возьмем эллипсоид) (4/3 пи авс) или (приняв сечение круглым, то есть, в=с) 4.188*5*2.185
Короче, если 10 метров длины, то 4.37 метра диаметр. Или (чтоб пообтекаемее) 12 метров длины на 4 диаметра. Соотношение где-то 1 к 3, как у старых кораблей Больше брать не хочется, чтоб не слишком упрочнять оболочку от переламывания точечной нагрузкой.
Итого площадь поперечного сечения имеем 12.5 кв метров. X=CxSroV²/2. Cx навряд ли будет меньше 0,1, скорее ближе к 0.2. X=,2*12,5*1,225*400/2 = 612,5 N или 62,4 кг.
И это при минимально разумной скорости в 20м/с. Если ниже, то любой ветерок будет сносить его жопой вперед. По хорошему лучше б 30, ну да ладно.
Мощность - тяга на скорость. Но скорость - это расстояние за время.
N=T*V, V=S/t, N=T*S/t, Соответственно, затраты на 1 м расстояния будут соответствовать затратам тяги, а не мощности.
То есть, имеем, что для пузыря затраты топлива на единицу пути выходят в 9 раз выше затрат самолёта. При равной мтом и предположительно нагрузке. Если взять Сх в 0,1, то всего в 4.5 раз больше. И это еще при нулевом ветре. При ненулевом всё печальнее.


Balancer> Возможно. Но источников много
Balancer> China's New Spy Airship Hunts Aircraft Carriers From the Edge of Space
там пишут - от 20 до 100 км.
На 20 км плотность на порядки выше
То есть, про 100, думаю, не более чем понты. Уже упоминал, 1.8 млн кубов воздуха там будут весить 1 кг. 18 тыщ кубов - 1 грамм. Думаешь, такой огромный пузырь со всей требухой и аппаратурой весит 1 грамм?

Balancer> Какой пруф? Это же известный подход. Насколько его используют в современных дирижаблях — не в курсе.
хм. Как балласт малой массы - куда ни шло. Хоть и сомнения по массе.. Но не как запасы гелия или чего там..

Balancer> А ничего, что в сферу 20 см. при давлении 100атм помещается (грубо) 0.5 кг воздуха, а в 10 м. при давлени 1 атм помещается 500 кг воздуха?
вообще-то я имел в виду баллон 20 см диаметром и метр длиной - это пи килограмм воздуха при массе оболочки в примерно стольок же..
500 кг - это в 20 метров, если о подобии вспоминать
И давление 31.415.927 Н или 3,2 тысячи тонн. Оболочка зело прочная потребуется

Balancer> Т.е. твои 75 кг пилота тянут за собой утяжеление на без малого тонну
Весь планер весит меньше Сильно меньше
Если брать сейчас производимый лак17, то у него пустой вес 245 кг. МТОМ 500. Из них 188 литров водяного балласта для пилотажа на большой скорости.
У самолётиков, если взять, к примеру, Diamond DA40, пустой 872, мтом 1300 - на 4 человек.

Balancer> Нельзя сравнивать тёплое с мягким. Беспилотное нужно сравнивать с беспилотным. Соответствующей размерности.
почему? Вес оборудования для превращения в беспилотника - небольшой. Соответственно, беспилотный будет весить практически не больше. Или ты про обратное? Что бла легче? Соглашусь. Хотя тут тоже всё сильно зависит от условий жизнедеятельности пилота.

Balancer> Почему нет? Что мешает, кроме инертности мышления, подцепить 100 кг груза с AliExpress в Китае и отправить его прямо в Российский райцентр? (всякую политику и таможню не рассматриваем, только как класс задачи)
топлива не хватит. См выше.

Bredonosec> У пузыря 100 кг мтом - это грубо 100 кубов гелия (1.225*(29-4)). Сто кубов - это пузырь, грубо 10 метров длиной и диаметром 3.6 метра. Если цилиндр. Если обтекаемый, то (для простоты возьмем эллипсоид) (4/3 пи авс) или (приняв сечение круглым, то есть, в=с) 4.188*5*2.185

Bredonosec> топлива не хватит. См выше.

Насколько я понял, не идёт речи отсоздании таких маломерок. Дирижабли малой (меньше десятков, или даже тысяч тонн) имеют смысл в патрулировании или как ретрансляторы. В данном случае имеется в виду беспосадочный дирижабль на тысячи тонн грузоподъёмности, который баражирует от крупных логистических центров по районам с неразвитой транспортной сетью, а может и по обычным районам и оставляет "посылочки" от сотен кг до десятков тонн. Любые грузы в стандартной таре или на палатах. Хоть жб конструкции и цементные смеси с кирпичами. И к ним бульдозеры, экскаваторы и бензовоз. При точечном строительстве с тайге может пользоваться спросом. Садится он не будет, забор груза и топлива с запчастями - лебёдкой в стандартных контейнерах, смена экипажа (возможно и полем пассажиров) также контейнерами оснащенными средствами пассивной и активной безопасности (чтоб в случае падения или нештатного опускания, волочения там, до отстрела каната, никто не пострадал сильно). И вот такую конструкцию интересно проанализировать, будут ли там оптимальные диапазоны, оправдывающие их создание, хотя бы по расходу топлива.
ИМХО, если расход топлива на тонно-километр будет заметно ниже чем у вертолета, то уже имеет смысл задуматься.
А причальные команды ведущие эту дуру за канаты - это вообще сон разума или крайний вариант ЧП. Дирижопль должен обладать развитыми средствами маневрирования, не только экономичными пропелерами на десяток метров диаметром, но и набором маневровых, или иных средств, чтоб иметь возможность висеть на месте при переменном ветре ± 20 мс с точностью до метра...

mumr> А причальные команды ведущие эту дуру за канаты - это вообще сон разума или крайний вариант ЧП. Дирижопль должен обладать развитыми средствами маневрирования, не только экономичными пропелерами на десяток метров диаметром, но и набором маневровых, или иных средств, чтоб иметь возможность висеть на месте при переменном ветре ± 20 мс с точностью до метра...
Их много потребуется, чтоб точка приложения равнодействующей силы совпадала с ЦМ при его-то размерах. А еще с цд, чтоб не возникало перекрестных разворачивающих моментов.
В принципе, сегодня можно обнести хоть лесом пропеллеров, но это всё удорожает, да и вес добавляет, снижая ЦН.

Bredonosec> То есть, имеем, что для пузыря затраты топлива на единицу пути выходят в 9 раз выше затрат самолёта. При равной мтом и предположительно нагрузке. Если взять Сх в 0,1, то всего в 4.5 раз больше. И это еще при нулевом ветре. При ненулевом всё печальнее.

На Новостях космонавтики был один такой "счетовод" Всё считал и считал -пока его на иух не послали...

Твои расчеты верны ДЛЯ РАВНЫХ СКОРОСТЕЙ. Да, на скорости 900км/час дирижопль будет трать в 9 раз больше топлива, чем самолет Но на скорости 100 км/час...(кстати, а какой самолет может на такой скорости летать? )

Wyvern-2> (кстати, а какой самолет может на такой скорости летать? )

mumr> ИМХО, если расход топлива на тонно-километр будет заметно ниже чем у вертолета, то уже имеет смысл задуматься.
Не просто "ниже", а "ниже на порядок" - дирижабли конкурируют с ж/д и авто, а не с самолетами и тем более, вертолетами.

mumr> А причальные команды ведущие эту дуру за канаты - это вообще сон разума или крайний вариант ЧП.

Давным-давно, еще на американских "Акроне" и "Мэконе" были отработаны схемы с изменяемым вектором тяги. А итальянский дирижабль с струйным управлением («Омниадир», Энрико Форланини¹, объёмом 4 тысячи м3) самостоятельно влетал в ангар с размером ворот всего на метр больше габаритов аппарата - без компьютеров, без датчиков, в 1932 году (тридцать второй год, Карл!)

.¹ - Это тот самый Форланини, что изобрел подводные крылья Вот, кстати, статья-оригинал 1932 года про его дирижабль: https://www.flightglobal.com/FlightPDFArchive/1932/1932%20-%200313.PDF

Wyvern-2> Для справки: масса каркаса L-129 "Гиндебург" - 75 тонн.
Комбинированное каркасно-надувное "летающее крыло", выполненное на этих же технологиях, будет еще легче на кг ПН.
Бескаркасник, чисто пневматический, получается с низким АК:

Надувать лучше метаном, хотя можно и пропан-бутановой смесью.
Скорость будет вполне "дирижабельная". Только зависнуть не сможет - но и пробег, и разбег будет в десятках метров измеряться.
Но все равно - не взлетит: слишком медленный и сильно зависит от погоды.
Можно подумать о быстросборном надувном варианте для вояк и спасателей.

Wyvern-2> Давным-давно, еще на американских "Акроне" и "Мэконе" были отработаны схемы с изменяемым вектором тяги.
Но на крупных дирижаблях это реализовать сложно. Поскольку потребная тяга на удержание при полной разгрузке в поле будет равна весу груза. Конечно, поставить десяток двигателей по 10 тонн тяги на форсаже можно, но тогда в ходовом режиме будем терять экономичность.

ЗЫ Админы вынесите дирижабли в старую тему.

s.t.> ЗЫ Админы вынесите дирижабли в старую тему.
Прости, меня долго не было. Какая у нас "старая тема про дирижабли"?

Wyvern-2> Не просто "ниже", а "ниже на порядок" - дирижабли конкурируют с ж/д и авто, а не с самолетами и тем более, вертолетами.

С чего бы это вдруг?
Дирижаблям не нужны дороги, ВВП - почему же они конкурируют с ЖД и авто? Именно вертолёт ближе всего по качественным характеристикам. То что в некоторых условиях они приближаются к авто и ЖД (если есть такие) говорит лишь о величине преимущества.

Wyvern-2> На Новостях космонавтики был один такой "счетовод" Всё считал и считал -пока его на иух не послали...
Ник, я тоже послать могу. Туда же.

Wyvern-2> Твои расчеты верны ДЛЯ РАВНЫХ СКОРОСТЕЙ. Да, на скорости 900км/час
Разуй глаза и узри, 20 метров в секунду. Если для тебя это == 900 кмч или избыточно высокая скорость, то направление ты уже знаешь.

Bredonosec> Итого площадь поперечного сечения имеем 12.5 кв метров. X=CxSroV²/2. Cx навряд ли будет меньше 0,1, скорее ближе к 0.2. X=,2*12,5*1,225*400/2 = 612,5 N или 62,4 кг.

Ну вот к чему эти гадания? Что, в справочник заглянуть трудно?

Типичный C_x ~ 0,015-0,03. В редких случаях - 0,04.
Порядок разницы.

Если всё считать аккуратно, затраты топлива на единицу расстояния у дирижабля в 2,5-4,5 раза меньше по сравнению с самолётом даже при скорости дирижабля ~150 км/ч. Всё это известно с 70-х как минимум. Ладно, допустим, движки стали чуть экономичней. Ну пусть в 2 раза меньше для 150 и в 3 для 70-100.

Полл> Прости, меня долго не было. Какая у нас "старая тема про дирижабли"?

http://forums.airbase.ru/2006/12/t52507--perspektivy-vozdukhoplavaniya-dirizhabli-buduschego.html

TEvg-2>> Зато метеорологические условия весьма благоприятны для полетов дирижаблей.
PSS> И, как оказалось, для самолетов..
PSS> Слушайте, вы же скачивали программу симуляции планеров. Играли?

А как же. Качни, рекомендую:

Лучший планер это 15-метровый Ventus-2

TEvg-2>> В советской технике-молодежи была статья о использовании аэростатов для монтажа конструкций.
TEvg-2>> Аэростат уверенно и безопасно работал при ветре под 15 метров, когда давным-давно строго запрещался монтаж как с вертолетов, так и с обычных наземных кранов.
PSS> Где эта статья? Как это вообще было возможно?

В бумажном журнале. Читал ещё при советской власти. ИМХО дело (применение папелаца) было в первой половине 80-х, а монтировали что-то типа НПЗ или химзавода.

В общем утверждалось, что практическое применение папелаца прошло блестяще. Одна из основных фишек была ветроустойчивость, были и другие.

1) папелац позволял вести монтаж на высотах 100-200 метров. Подъемных кранов работающих на таких высотах в СССР не выпускалось, а немецких Демагов имелось несколько штук.
2) с высотой у кранов обычно падает полезная нагрузка, у аэростата - нет.
3) папелац был не слишком большим, вертолеты Ми-6/10К и Ми-26 были мощнее, однако более легкие вертики и большинство кранов мира он превосходил. Не было принципиальных проблем сделать папелац превосходящий по грузоподъемности и Ми-26.
4) при работе с вертика имеет место быть сильная струя от несущего винта, сильно мешающая монтажникам, при работе с аэростата всё тихо и гладко.
5) долго держать груз на подвеске вертика и трудно и дорого, надо быстро ловить-закреплять. Аэростат может висеть часами и ничего.

Управление девайсом осуществлялось так - к папелацу со всех сторон крепились тросы. На земле по окружности стояли электролебедки. Лебедки тросы подтягивали или травили. Это позволяло перемещать груз и по вертикали и по горизонтали. Управлял всем 1 человек за пультом.
Утверждалось что эта работа была проще и легче чем оператора на вертике Ми-10К. Не говоря уж о том что и дешевле. Автоматизируется управление кстати довольно просто.
Когда и вертик и кран вставали на прикол из-за ветра, аэростат уверенно работал. Там давалась и сводка мол годных дней по ветру для крана и вертика было столько-то, а для аэростата столько то. В итоге монтаж проведен настолько-то быстрее, народохозяйственный эффект ... руб.

Fakir> Ну вот к чему эти гадания? Что, в справочник заглянуть трудно?
Справочник для вытянутого эллипсоида говорит 0,1.
0,015 - это для очень тонкого профиля, а не для пузыря.

Fakir> Если всё считать аккуратно
смотря с какими исходными данными.
Впрочем, было б любопытно ознакомиться, как там считали. Я чего-то внятного в вскр не нагуглил.

Fakir>> Ну вот к чему эти гадания? Что, в справочник заглянуть трудно?
Bredonosec> Справочник для вытянутого эллипсоида говорит 0,1.

Ну и чего умничать? давным давно писаны реальные Сх для реальных аппаратов: Перспективы воздухоплавания: дирижабли будущего - часть 2 [Wyvern-2#15.09.09 11:18]

Bredonosec> Справочник для вытянутого эллипсоида говорит 0,1.

Эллипсоид - плохая форма для скоростного жопля. Никто в здравом уме не будет делать его честным эллипсоидом.

Bredonosec> 0,015 - это для очень тонкого профиля, а не для пузыря.

Для тела удобообтекаемой формы - от 0,02 до 0,05. В зависимости от.

Взять хотя бы

с.11





Небольшие расхождения совершенно естественны, т.к. зависит от удлинения, отклонения от осесимметричности тела, от нестрого осевого обтекания, качества поверхности, Рейнольдса и т.д. и т.п. В служае жопля - оперения и работы винтов.


Bredonosec> Впрочем, было б любопытно ознакомиться, как там считали. Я чего-то внятного в вскр не нагуглил

Generation Пи Гугль. По книжкам ковырять надо. Гугль нифига не всё знает, не всё видит и не всё показывает.

Wyvern-2>> Не просто "ниже", а "ниже на порядок" - дирижабли конкурируют с ж/д и авто, а не с самолетами и тем более, вертолетами.
mumr> С чего бы это вдруг?

"Винни! Винни!! Мы ходим кругами!!!" © - Перспективы воздухоплавания: дирижабли будущего - часть 2 [Fakir#21.12.12 16:11]

Wyvern-2> Ну и чего умничать? давным давно писаны реальные Сх для реальных аппаратов: Перспективы воздухоплавания: дирижабли будущего - часть 2 [Wyvern-2#15.09.09 11:18]
Ну если они писаны, то ты сам можешь прочесть, что они больше 0,1. О чем тогда спор и срач?

Wyvern-2>> Ну и чего умничать? давным давно писаны реальные Сх для реальных аппаратов: Перспективы воздухоплавания: дирижабли будущего - часть 2 [Wyvern-2#15.09.09 11:18]
Bredonosec> Ну если они писаны, то ты сам можешь прочесть, что они больше 0,1. О чем тогда спор и срач?

ЧЕГО?

Лучший Сх среди классических дирижоплей был у R-100 - 0,0745 У алюминиевых полужестких американцев ZMC -0,0685 Где ты там 0,1 увидел? У Санто Дюмонта из г**на и палок? Так у него вообще 0,2
У современного, с гладкой поверхностью и большим натяжением ткани - будет меньше 0,06

Fakir> Эллипсоид - плохая форма для скоростного жопля. Никто в здравом уме не будет делать его честным эллипсоидом.
ты не забыл, что он помимо формы имеет еще и конструкцию, и попутно должен нести некую нагрузку? Из чего вытекают некоторые ограничения.
Не забыл, что каплевидная форма будет иметь бОльшее кросс секшн, чем эллипсоид?

Fakir> Для тела удобообтекаемой формы - от 0,02 до 0,05. В зависимости от.
Сам же пишешь про поколение пи, и тут же тащишь какие-то фигни. Ну и смысл?
Всего постом выше написал, что заявленное относится к тонкому профилю. Делать пузырь в форме тонкого профиля невыгодно по массе - усилие на излом от точечной нагрузки получается чрезмерным, требует чугуниевой конструкции. Соответственно, никто этого не делает. См выше, ник сам подставился, написал Сх реальных аппаратов.
Сх 0,04 описывался для тонкой стрелки в иследовании, сравнивавшем их баллистику с баллистикой обычных пуль. Я где-то ссылку в общевоенном выкладывал.

Что-то вменяемое - это нормальная работа на тему, а не картинки для самых маленьких.
Одну я видел, про вывод простой формулы коэф суммарного сопротивления эллипсоида произвольной формы в потоке вязкой жидкости с произвольным углом атаки, но там формулы погадились, потому не смог использовать.