История развития дирижаблей

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. По типу заполнителя дирижабли делятся на:

· Использующие газ с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха при равных температуре и давлении, что согласно закону Архимеда означае

т, что дирижабль будет «плавать» в воздухе. В наши дни это, как правило, инертный гелий, несмотря на его сравнительную дороговизну; в прошлом применялся огнеопасный водород.

· Тепловые дирижабли, использующие нагретый воздух.

· Комбинированные варианты (так называемые аэростаты типа розьер). Идея использования горячего воздуха в таком случае 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».

Внутренность 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 м³-30 000 м³ = 75 000 м³). Бензин брался на борт в качестве дополнительного топлива.

Теоретически также существует возможность существования вакуумного дирижабля, однако на практике это неосуществимо, а все проекты такого аппарата остаются умозрительными.

Преимущества и недостатки

Аэродинамические летательные средства должны тратить около двух третей тяги двигателей для поддержания своего веса в воздухе. Дирижабль же может находиться в воздухе практически «бесплатно» за счёт подъёмной силы газа. Однако эта подъёмная сила составляет для водорода и гелия лишь около 1 кг на кубометр, поэтому дирижабли по размерам значительно превышают самолёты и вертолёты.

Лобовое сопротивление дирижабля превышает лобовое сопротивление аналогичного по грузоподъёмности самолёта в десятки раз. Конечно, вертолёты также сравнительно тихоходны по сравнению с самолётами, и дирижабль гораздо тише и стабильнее вертолёта, что указывает на возможность применения дирижаблей в качестве «воздушных лимузинов» (так используется немецкий Zeppelin NT).

Другой важнейшей особенностью дирижаблей является то, что, с одной стороны, при увеличении размеров они становятся все более грузоподъёмными и более рентабельными (объём растёт быстрее площади поверхности обшивки). С другой стороны, огромные по размерам дирижабли требуют создания узкоспециализированной и крайне дорогостоящей инфраструктуры для их эксплуатации и ремонта.

Специальный ангар для дирижабля грузоподъемностью в несколько сот тонн по стоимости значительно (в сотни раз) превышает ангар для самолётов и небольших дирижаблей, и он не может быть заменён сравнительно простыми складскими помещениями и необорудованными площадями (что возможно в современной малой авиации).

Поэтому сфера применения дирижаблей в настоящее время ограничивается использованием небольших и сравнительно недорогих дирижаблей, в то время же существующий потенциал создания дирижаблей высокой грузоподъёмности в настоящее время является лишь объектом многочисленных исследований и публикаций в СМИ.

Практические попытки создания современных дирижаблей большой грузоподъёмности, такие как, например, Cargolifter AG, в прошлом не приводили к успеху из-за недостаточности инвестиций и недооценки сложностей проекта создателями.

Преимущества:

· Большая грузоподъёмность и дальность беспосадочных полётов.

· В принципе достижимы более высокая надёжность и безопасность, чем у самолётов и вертолётов. (Даже в самых крупных катастрофах дирижабли показали высокую выживаемость людей.)

· Дешевизна перевозок, особенно крупногабаритных и массивных грузов. Меньший, чем у вертолетов, удельный и, как следствие, меньшая стоимость полёта в расчёте на пассажирокилометр или единицу массы перевозимого груза.

· Размеры внутренних помещений могут быть очень велики.

· Длительность нахождения в воздухе может измеряться неделями.

· Дирижаблю не требуется взлётно-посадочной полосы (но зато требуется причальная мачта) — более того, он может вообще не приземляться, а просто «зависнуть» над землёй (что, впрочем, осуществимо только при отсутствии сильного бокового ветра).

Недостатки:

· Относительно малая скорость по сравнению с самолётами и вертолётами (как правило до 160 км/ч), низкая манёвренность — в первую очередь из-за высокого аэродинамического сопротивления при полёте.

· Сложность приземления.

· Зависимость от погодных условий.

· Очень большие размеры требуемых ангаров (эллингов), сложность хранения и обслуживания на земле.

· Относительно высокая стоимость обслуживания дирижабля, особенно больших размеров. Как правило, для современных малых дирижаблей требуется так называемая причально-стартовая команда, составляющая от 2 до 6 человек. Американские военные дирижабли 50-60-х годов требовали усилий около 50 матросов для надежной посадки, и поэтому после появления надежных вертолётов они были сняты с вооружения.

История развития

Первые полёты. Изобретателем дирижабля считается Жан Батист Мари Шарль Мёнье. Дирижабль Мёнье должен был быть сделан в форме эллипсоида. Управляемость должна была быть осуществлена с помощью трех пропеллеров, вращаемых вручную усилиями 80 человек. Изменяя объём газа в аэростате путём использования баллонета, можно было регулировать высоту полёта дирижабля, и поэтому он предложил две оболочки — внешнюю основную и внутреннюю.

Дирижабль с паровым двигателем конструкции Анри Жиффара, который позаимствовал эти идеи у Мёнье более чем полвека спустя, совершил первый полёт только 24 сентября 1852. Такая разница между датой изобретения аэростата (1783 г.) и первым полётом дирижабля объясняется отсутствием в то время двигателей для аэростатического летательного аппарата. Следующий технологический прорыв был совершён в 1884 г., когда был осуществлён первый полностью управляемый свободный полёт на французском военном дирижабле с электрическим двигателем La France Шарлем Ренаром и Артуром Кребсом. Длина дирижабля составила 52 м, объём — 1 900 м³, за 23 минуты было покрыто расстояние в 8 км при помощи двигателя мощностью 8,5 л. с.

 Скачать реферат