ГОУ СПО
Пермський авіаційний технікум ім. А.Д.Швецова
Історія розвиткудирижаблів
Виконав студент гр.АД-09-1
Єрмаков Олексій
Перм 2011
Будова і принципидії
Дирижабль(Від фр. Dirigeable-керований) - літальний апарат легший за повітря, аеростат з двигуном,завдяки якому дирижабль може рухатися незалежно від напрямуповітряних потоків.
Двигуни.СаміПерший дирижабль приводилися в рух паровим двигуном або мускульноюсилою, в 80-х роках XIX століття були застосовані електродвигуни, c 1890-х сталишироко застосовуватися двигуни внутрішнього згоряння. Протягом XX століттядирижаблі оснащувалися практично виключно ДВС - авіаційними і,значно рідше, дизельними (на деяких Цепелін і деяких сучаснихдирижаблях). В якості рушіїв використовуються повітряні гвинти. Варто такожвідзначити вкрай рідкісні випадки застосування турбогвинтових двигунів - в дирижабліGZ-22 В«The Spirit of AkronВ» і радянському проекті В«Д-1В». В основному подібнісистеми, так само як і реактивні, залишаються лише на папері. У теорії, вЗалежно від конструкції, частина енергії подібного двигуна може бутивикористана для створення реактивної тяги.
Політ.Набірвисоти і зниження виробляють, нахиляючи дирижабль рулями висоти - двигунитоді тягнуть його вгору або вниз. Скидання баласту і випуск газу в польотівиробляють рідко: наприклад, випускають газ при виробленні палива. Через цюособливості стрілки на кайзерівських В«ЦепелінВ» повинні були отриматидозвіл командира на стрілянину з станкових кулеметів, щоб ненароком незапалити випущений водень.
Причалювання. Частодумають, що дирижабль 1930-х рр.. міг приземлятися вертикально, як вертоліт- Насправді ж це здійсненно лише при повній відсутності вітру. Вреальних умовах для посадки дирижабля потрібно, щоб що знаходяться на землілюди підібрали скинуті з різних точок дирижабля канати і прив'язали їх допідходящим наземним об'єктам; потім дирижабльможна підтягти до землі. Найбільш же зручний і безпечний спосіб посадки(Особливо для великих дирижаблів) - причалювання до спеціальним щогл.
З вершини причальноїщогли скидали канат, який прокладали по землі за вітром. Дирижабльпідходив до щогли з підвітряного боку, і з його носа також скидали канат.Люди на землі пов'язували ці два канати, і потім лебідкою дирижабль підтягувалидо щогли - його ніс фіксувався в стикувальному гнізді. Причалених дирижабльможе вільно обертатися навколо щогли, як флюгер. Стикувальний вузол мігрухатися по щоглі вгору-вниз - це дозволяло опустити дирижабль ближче до землідля навантаження/розвантаження і посадки/висадки пасажирів.
Щоб завести дирижабльв ангар при сильному вітрі, були потрібні зусилля до 200 чоловік.
Типи дирижаблів
По конструкції.Законструкції дирижаблі підрозділяються на три основних типи: м'який, напівжорсткийі жорсткий.
В м'якій і полужесткойсистемах матерчатий корпус служить також оболонкою для газу. Дирижаблінапівтвердого типу відрізняються наявністю в нижній (як правило) частини оболонки металевої(В більшості випадків) ферми, що перешкоджає деформації оболонки. Прикладомнапівтвердого дирижабля є дирижабль В«ІталіяВ». Кільова ферма складалася з сталевихшпангоутів трикутної форми, з'єднаних сталевимиж поздовжніми стрингерами. Спереду до кільової фермі було прикріплено носовепосилення,представляло собою сталеві трубчасті ферми, скріплені поперечнимикільцями, ззаду - кормове розвиток. Також до кільової фермі були підвішені гондоли:в одній розташовувалися рубка управління та пасажирські приміщення, в трехмотогондолах- Двигуни. У дирижаблях м'якою і полужесткой систем незмінюваність зовнішньоїформи досягається надлишковим тиском несучого газу, постійно підтримуваних баллонетамі- М'якими ємкостями, розташованими усередині оболонки, в які нагнітається повітря.
У жорстких дирижабляхнезмінюваність зовнішньої форми забезпечувалася металевим каркасом, обтягнутим тканиною,а газ знаходився всередині жорсткого каркаса в мішках (балонах) згазонепроникною матерії. Жорсткі дирижаблі мали ряд недоліків, що випливализ особливостей їх конструкції: наприклад, спуск на непідготовлену площадкубез допомоги людей на землі був надзвичайно важкий, і стоянка жорсткого дирижабляна подібній майданчику, як правило, закінчувалася аварією, так як крихкий каркаспри більш-менш сильному вітрі неминуче руйнувався, ремонт каркаса і заміна йогоокремих частин вимагали значного часу і досвідченого персоналу, тому вартістьжорстких дирижаблів була дуже висока.
монококової безкаркаснідирижаблі - конструкції дирижаблів з металевою обшивкою - виникли в 1890-іроки з метою зменшити опір повітря. У 1920-ті роки почалося застосуванняобшивки з алюмінієвих сплавів. За всю історію дирижаблебудування було побудованотільки чотири таких дирижабля, і з них тільки один-експериментальний американськийZMC-2 - успішно (хоча і нечасто) літав протягом декількох років.
За принципом отриманняпідйомної сили. Гібридні дирижаблі важчий за повітря іє комбінацією аеростата і аеродинамічного літального засобу.Імовірно вони можуть мати кращі аеродинамічні характеристики, ніждирижаблі як такі. Дирижабль німецького виробництва Zeppelin NT частопомилково називають гібридним дирижаблем, оскільки він трохи важчий за повітря.Однак лише літальні засоби, що беруть як мінімум 40% підйомної сили відтяги двигунів, можуть вважатися гібридними.
За формою. Заформі дирижаблі діляться на:
В·сигароподібнііз зменшеним лобовим опором (таких більшість)
В·всіінші дирижаблі, в завдання яких входить зависання над землею або повільнийполіт:
- еліпсоїдні- У вигляді еліпсоїда (із зменшеним опором бічного вітру);
- дискові- У вигляді диска;
- лінзоподібні- У вигляді двоопуклої лінзи;
- тороїдальні- У вигляді тора, призначені для використання в якості повітряного крана;
- V-образні;
- В«вертикальнідирижаблі В», що нагадують за формою літаючі хмарочоси [7] -призначені для польотів над містами, де вулиці створюють умови для сильноговітру, що дме уздовж будівель, що призводить до турбулентним течіям повітря.
По більшій частинідирижаблі незвичайних форм існують тільки у вигляді проектів. Крім того,існують варіанти звичайних монгольф'єрів з мотогондолах, запозиченої від парамотора.
Зазаповнює газу. За типом заповнювача дирижаблі ділятьсяна:
В·Використовуютьгаз з густиною меншою, ніж щільність навколишнього повітря при рівнихтемпературі і тиску, що відповідно до закону Архімеда означає, що дирижабльбуде В«плаватиВ» в повітрі. У наші дні це, як правило, інертний гелій,незважаючи на його порівняльну дорожнечу; у минулому застосовувався вогненебезпечний водень.
В·Тепловідирижаблі, що використовують нагріте повітря.
В·Комбінованіваріанти (так звані аеростати типу Розьер). Ідея використання гарячогоповітря в такому випадку полягає в регулюванні плавучості дирижабля без випускунесучого газу в атмосферу - достатньо перестати підігрівати гаряче повітряпісля полегшення дирижабля, щоб апарат поважчав. Прикладами цих доситьрідкісних конструкцій можуть служити В«ТермопланВ» і дослідний дирижабльВ«Canopy-GliderВ».
Внутрішність дирижаблятакож може бути використана для перевезення газоподібного палива. Наприклад,одним з принципових відмінностей дирижабля Граф Цепелін від інших цепелінівбуло використання для роботи двигунів Блау-газу, густина якого булаблизька до щільності повітря, а теплотворна здатність значно вище, ніж у бензину.Це дозволяло істотно збільшити дальність польоту і рятувало віднеобхідності затяжелять дирижабль в міру вироблення палива (Витрата пального длямоторів В«МайбахВ» дорівнював: бензину - 210 г і масла - 8 г на 1 л. с./год, тобтомотор витрачав близько 115 кг бензину на годину.)
Затяжеленіе дирижаблівздійснювалося шляхом випуску частини несучого газу, що створювало рядекономічних і пілотажних незручнос...
