Работа.школа но 20. П. Усоле-7. Козлов в.ю2011 г

XI Региональные интеллектуальные соревнования юных исследователей «Шаг в будущее, Юниор»




«Дирижабли
-
новый вид транспорта?»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА




Выполнена учеником
6 класса МОУ СОШ № 20
п.Усолье-7
Иркутской области
Козловым Владимиром
Юрьевичем

Руководитель:
Педагог-организатор, учитель искусства
МОУ СОШ № 20
п.Усолье-7
Иркутской области
Хамзина Ольга Николаевна



п.Усолье-7, 2011


Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.3-4
ГЛАВА 1. История воздушного шара с мотором 5-8
ГЛАВА 2. Строение дирижаблей 9-13
ГЛАВА 3. Иногда они возвращаются 14-16
ГЛАВА 4. Практическая часть 17-22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23-24
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 25



































ВВЕДЕНИЕ

Что бы вы подумали, услышав о заказе на постройку 29 новых паровозов для европейских железных дорог? А о внезапном повышении спроса на механические арифмометры? Скажете шутка? А между тем немецкая компания начинает производство новых дирижаблей, призванных заменить междугородние автобусы и грузовые суда, строительные краны и сотовые ретрансляторы.
Дирижабли, или как их еще называют, "корабли стратосферы", были популярным видом транспорта еще в 18-19 веке. Современные люди предпочитают самолеты, но кто знает, не повернутся ли вспять симпатии народа, учитывая последние воздушные катастрофы, о которых гудел весь мир?
За дирижаблями было прошлое, - и за ними же, скорее всего, будущее. Инженеры и механики, ученые и исследователи разрабатывают все новые и новые виды "воздушных кораблей", доверяя им не только перевозку грузов и доставку пассажиров из точки А в точку Б, но и другие, не менее важные обязанности.
Актуальность данной работы ориентирована на то, чего еще можно ожидать от этого удивительного летательного аппарата.
В конце XX века возобновился интерес к дирижаблям: теперь вместо взрывоопасного водорода применяется инертный гелий, получение которого стало относительно дешёвым с развитием техники. Тем не менее, до сих пор сфера их применения остаётся весьма ограниченной: рекламные, увеселительные полёты, наблюдение за дорожным движением и т. п.
Проблема
Казалось, что с развитием авиации дирижабли безвозвратно ушли в историю вместе с паровыми машинами и ветряными мельницами. Но в последние годы ситуация стала меняться. Можно утверждать, что крах дирижаблей был обусловлен не столько техническими проблемами, сколько общественным мнением.

Гипотеза
Поэтому не стоить думать о том, что дирижабли уже являются пережитком прошлого, быть может, их эпоха только начинается
Цели научно-исследовательской работы :
1. Доказать, что дирижабли воздушные корабли будущего.
Задачи :

Изучить состояние исследуемой проблемы в науке
Установить степень разработанности вопроса.
Найти преимущества и недостатки дирижаблей
Практическая значимость
Данные, полученные в результате исследования, могут послужить основой для дальнейшего, более полного изучения этой темы.













ГЛАВА 1. История воздушного шара с мотором

Само слово «дирижабль» (dirigeable) по-французски обозначает «управляемый» и происходит от глагола diriger, то есть «управлять, руководить».
Дирижабль - это летательный аппарат легче воздуха, аэростат с двигателем, благодаря которому дирижабль может двигаться независимо от направления воздушных потоков.
Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль рулями высоты двигатели тогда тянут его вверх или вниз. Сбрасывание балласта и выпуск газа в полете производят редко: например, выпускают газ при выработке топлива.
Дирижабль единственное место, где в нарушение этикета входящие не пропускают выходящих, ведь если все выйдут, то он может улететь.
Изобретателем дирижабля считается Жан Батист Мари Шарль Мёнье. Дирижабль Мёнье должен был быть сделан в форме эллипсоида. Управляемость должна была быть осуществленна 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 конструкции А. 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. ( Приложение 1).
Длина дирижабля составила 52 м, объём 1 900 мі, за 23 минуты было покрыто расстояние в 8 км при помощи двигателя мощностью 8,5 л. с.
Тем не менее, эти аппараты были недолговечны и чрезвычайно непрочны. Регулярные управляемые полёты не совершались до появления двигателя внутреннего сгорания.
19 октября 1901 французский воздухоплаватель Альберто Сантос-Дюмон после нескольких попыток облетел со скоростью чуть более 20 км/час Эйфелеву башню на своём аппарате Сантос-Дюмон . Тогда это посчитали чудачеством, однако позднее дирижабль в течение нескольких десятилетий стал одним из самых передовых транспортных средств. В то же самое время, когда мягкие дирижабли начали завоёвывать признание, развитие жёстких дирижаблей также не стояло на месте: впоследствии именно они смогли переносить больше груза, чем самолёты, и это положение сохранялось в течение многих десятилетий. Конструкция таких дирижаблей и её развитие связаны с немецким графом Фердинандом фон Цеппелином. (Приложение 2)

Строительство первых дирижаблей-Цеппелинов началось в 1899 г. на плавающем сборочном цехе на Боденском озере в Заливе Манзелл, Фридрихсхафен. Оно было организовано на озере для того, чтобы упростить процедуру старта, поскольку цех мог плыть по ветру.
Опытный дирижабль «LZ 1» (LZ обозначало «Luftschiff Zeppelin») имел длину 128 м и балансировался путём перемещения веса между двумя гондолами; на нём были установлены два двигателя Даймлер мощностью 14.2 л.с. (10.6 кВт).
Первый полёт Цеппелина состоялся 2 июля 1900. Он продолжался всего 18 минут, поскольку LZ 1 был вынужден приземлиться на озеро после того, как механизм балансирования веса сломался.
К 1906 году Цеппелин сумел построить усовершенствованный дирижабль, который заинтересовал военных. (Приложение 3)


Во время Первой мировой войны Германия построила десятки дирижаблей, которые занимались морской и сухопутной разведкой, а также бомбардировкой Англии, Франции и западных рубежей Российской Империи. Например, в отдельных ночных налетах на Англию участвовало одновременно более 10 дирижаблей. В основном это были корабли, построенные по проектам фон Цеппелина, который умер в 1917 году.
В конструкции дирижабля можно выделить два основных элемента: вытянутый шар, состоящий из каркаса, обтянутого внешней оболочкой, и содержащий воздух; гондола, в которой находятся элементы управления дирижаблем и комнаты для экипажа и пассажиров.
Таким образом, дирижабли задействовались как для перевозки пассажиров, так и для перевозки грузов, а также во время военных конфликтов. Компания графа фон Цеппелина выпускала как серийные модели дирижаблей, так и занималась производством цеппелинов по индивидуальным заказам. Иногда модели дирижаблей поражали своей уникальностью.
Производство дирижаблей, летающих кораблей, как их называли в то время, быстро развивалось и в других странах. Начиналось строительство кораблей в Великобритании, внедрялись новые технологии. Главным достижением британского дирижаблестроения можно смело назвать открытие возможности швартовки летающих кораблей к мачтам, что делало процесс приземления цеппелина более удобным, а главное, безопасным. Ещё одной страной, заинтересовавшейся дирижаблями, стали США. В развитие этой отрасли авиастроения в Штатах вкладывались огромные денежные средства, что привело к возрастанию популярности дирижаблей среди населения.
Первый технически обоснованный проект большого грузового дирижабля был предложен в 80-х годах XIX века великим русским учёным Константином Эдуардовичем Циолковским.
В отличие от многих своих современников, Циолковский предлагал построить огромный даже по сегодняшним меркам объёмом до 500 000 мі дирижабль жёсткой конструкции с металлической обшивкой.
Конструкторские проработки идеи Циолковского, проведённые в 30-е годы сотрудниками «Дирижаблестроя» СССР (19321940, в 1956 г предприятие возродилось под именем ДКБА), показали обоснованность предложенной концепции. Однако дирижабль построить так и не удалось: по большей части работы по крупным дирижаблям из-за многочисленных аварий были свёрнуты не только в СССР, но и во всём мире. Несмотря на многочисленность проектов возрождения концепции крупных дирижаблей, они до сих пор, как правило, не сходят с кульманов конструкторов.
В Советском Союзе первый дирижабль был построен в 1923 году. Позднее была создана специальная организация «Дирижаблестрой», которая построила и сдала в эксплуатацию более десяти дирижаблей мягкой и полужёсткой систем. В 1937 году крупнейший советский дирижабль «СССР-В6» объёмом 18 500 мі установил мировой рекорд продолжительности полёта 130 часов 27 минут. ( Приложение 4).
Последним советским дирижаблем был «СССР-В12 бис», построенный в 1947 году.
В конце 1930-х годов череда аварий и катастроф серьезно подрывала веру в надежность и целесообразность использования дирижаблей. 6 мая 1937 года на глазах у зрителей сгорел "Гинденбург, погибло 35 человек на борту и один на земле.
В мирное время в катастрофах, унесших немало человеческих жизней погибли американские жесткие дирижабли "Шенандоа"(14 погибших из 43 находившихся на борту), "Акрон"(73 из 76) и "Мейкон"(2 из 83), британские "R.38"(44 из 49) и "R.101"(48 из 54), французский "Диксмюде"(50 из 50).
Пока разбирались с их причинами, прогресс авиации оставил эпоху дирижаблей позади.


ГЛАВА 2. Строение дирижаблей.

Устройство и принципы действия
Самые первые дирижабли приводились в движение паровым двигателем или мускульной силой, в 80-х годах XIX века были применены электродвигатели, c 1890-х стали широко применяться двигатели внутреннего сгорания. На протяжении XX века дирижабли оснащались практически исключительно ДВС авиационными и, значительно реже, дизельными (на некоторых цеппелинах и некоторых современных дирижаблях). В качестве двигателей используются воздушные винты. Стоит также отметить крайне редкие случаи применения турбовинтовых двигателей в дирижабле GZ-22 «The Spirit of Akron» и советском проекте «Д-1». В основном подобные системы, равно как и реактивные, остаются лишь на бумаге. В теории, в зависимости от конструкции, часть энергии подобного двигателя может быть использована для создания реактивной тяги.
Полёт
Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль рулями высоты двигатели тогда тянут его вверх или вниз. Сбрасывание балласта и выпуск газа в полёте производят редко: например, выпускают газ при выработке топлива. Из-за этой особенности стрелки на кайзеровских «цеппелинах» должны были получить разрешение командира на стрельбу из станковых пулемётов, чтобы ненароком не воспламенить выпущенный водород.
Причаливание
При причаливании дирижабля находящиеся на земле люди подбирали сброшенные с разных точек дирижабля канаты и привязывали их к подходящим наземным объектам.
Часто думают, что дирижабль 1930 гг. мог приземляться вертикально, как вертолёт в действительности же это осуществимо только при полном отсутствии ветра .В реальных условиях для посадки дирижабля требуется, чтобы находящиеся на земле люди подобрали сброшенные с разных точек дирижабля канаты и привязали их к подходящим наземным объектам; затем дирижабль можно подтянуть к земле. Наиболее же удобный и безопасный способ посадки (особенно для больших дирижаблей) причаливание к специальным мачтам.
С вершины причальной мачты сбрасывали канат, который прокладывали по земле по ветру. Дирижабль подходил к мачте с подветренной стороны, и с его носа также сбрасывали канат. Люди на земле связывали эти два каната, и затем лебёдкой дирижабль подтягивали к мачте его нос фиксировался в стыковочном гнезде. Причаленный дирижабль может свободно вращаться вокруг мачты, как флюгер. Стыковочный узел мог двигаться по мачте вверх-вниз это позволяло опустить дирижабль ближе к земле для погрузки/разгрузки и посадки/высадки пассажиров.
Чтобы завести дирижабль в ангар при сильном ветре, требовались усилия до 200 человек.
Типы
По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий.
В мягкой и полужёсткой системах матерчатый корпус служит также оболочкой для газа. Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней (как правило) части оболочки металлической (в большинстве случаев) фермы, препятствующей деформации оболочки. Примером полужесткого дирижабля является дирижабль «Италия». Килевая ферма состояла из стальных шпангоутов треугольной формы, соединённых стальными же продольными стрингерами. Спереди к килевой ферме было прикреплено носовое усиление, представлявшее собой стальные трубчатые фермы, скреплённые поперечными кольцами, сзади кормовое развитие. Также к килевой ферме были подвешены гондолы: в одной располагались рубка управления и пассажирские помещения, в трёх мотогондолах двигатели. В дирижаблях мягкой и полужёсткой систем неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух.
Циолковский писал: «...первый недостаток такого мягкого дирижабля, заключающийся в том, что в зависимости от погоды дирижабль то падает, то устремляется ввысь.
Второй недостаток безбалонного дирижабля постоянная опасность пожара, особенно при употреблении огневых двигателей.
Третий недостаток мягкого дирижабля объем и форма его постоянно изменяются, поэтому газовая оболочка образует морщины и большие складки, вследствие чего горизонтальная управляемость становится немыслимой».
Жёсткий дирижабль
В жёстких дирижаблях неизменяемость внешней формы обеспечивалась металлическим (реже деревянным) каркасом, обтянутым тканью, а газ находился внутри жёсткого каркаса в мешках (баллонах) из газонепроницаемой материи. Жёсткие дирижабли имели ряд недостатков, вытекавших из особенностей их конструкции: например, спуск на неподготовленную площадку без помощи людей на земле был чрезвычайно труден, и стоянка жёсткого дирижабля на подобной площадке, как правило, заканчивалась аварией, так как хрупкий каркас при более-менее сильном ветре неминуемо разрушался, ремонт каркаса и замена его отдельных частей требовали значительного времени и опытного персонала, поэтому стоимость жёстких дирижаблей была очень высока.
По форме
По форме дирижабли делятся на:
сигарообразные с уменьшенным лобовым сопротивлением (таких большинство) все прочие дирижабли, в задачи которых входит зависание над землей или медленный полёт,
эллипсоидные (с уменьшенным сопротивлением боковому ветру),
тороидальные предназначенные для использования в качестве воздушного крана
«вертикальные дирижабли», напоминающие по форме летающие небоскребы предназначены для полётов над городами, где улицы создают условия для сильного ветра, дующего вдоль зданий, что приводит к турбулентным течениям воздуха.
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 означает, 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 - 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 мі (для водорода в таком случае оставалось 105 000 мі-30 000 мі = 75 000 мі). 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.






















ГЛАВА 3. Иногда они возвращаются

Вторую жизнь дирижабль начал в восьмидесятые годы благодаря развитию новых материалов. Конструкции, которые раньше делали из дюраля, резины и коровьих кишок, из современных пластиков получаются гораздо лучше, а место водорода занял гелий, поскольку он совершенно безопасен. Так появилось несколько проектов туристических дирижаблей согласитесь, куда приятнее осматривать окрестности с неторопливого цеппелина, чем с шумного самолета. На волне интереса к туристическим дирижаблям даже возродилась из пепла фирма Zeppelin , построившая три 75-метровых дирижабля Zeppelin NT. Каждый из них может поднять в воздух до 12 пассажиров.
Двухместная гондола патрульного дирижабля Au-12м. Длина оболочки 34 м, объем 1250 м3, скорость до 100 км/ч ( Приложение 5)
Недавно российский дирижабль Au-12 первым в нашей стране получил сертификат типа воздушного судна и разрешение на серийное производство. Он рассчитан на двух человек и способен провести в воздухе до шести часов. Несколько Au-12 уже заказано правительством Москвы для патрулирования улиц города.
В условиях всевозрастающей загруженности автомобильных дорог очень привлекательным выглядит применение дирижаблей для междугородних пассажирских перевозок. Созданный в Германии Zeppelin NT предназначен для перевозки 12 пассажиров. Он имеет жесткий каркас из углеродного волокна, который при 80-метровой длине летательного аппарата весит всего одну тонну. При стандартной загрузке Zeppelin NT имеет отрицательную плавучесть он на полтонны тяжелее вытесняемого им воздуха, поэтому взлет обеспечивается за счет изменения вектора тяги его двигателей. При этом их мощности достаточно для того, чтобы удерживать аппарат в воздухе при потере до трети гелия из оболочки. В проекте у компании Zeppelin дирижабль, способный брать на борт до 200 пассажиров.
Большая грузоподъемность такого дирижабля и плавность полета открывают перспективы использования его в качестве круизного лайнера или полнофункционального летающего бизнес-центра. На нем можно проводить семинары, конференции и симпозиумы.
Треугольная призма из ферм поддерживает оболочку дирижабля Zeppelin NT. Винты поворачиваются, меняя вектор тяги. ( Приложение 6)
Большие дирижабли по себестоимости перевозки грузов сравнимы с морским транспортом самым дешевым на сегодняшний день способом перемещения грузов на большие расстояния. Помимо этого, требования к условиям посадочной площадки для дирижаблей минимальны. Например, буровую вышку этим транспортом можно доставить прямо на место ее установки. Тихоходность дирижабля в таких задачах не является критическим недостатком. Например, скорость морского судна составляет не более 50 км/ч, а железная дорога работает еще медленнее из-за того, что составы сутками простаивают на сортировочных станциях. Особенно эффективно применение дирижаблей в районах со слаборазвитой транспортной инфраструктурой: на Крайнем Севере, в Сибири, Африке, Южной Америке.
Принципиальных ограничений на величину перевозимого груза нет. В одном из проектов стратосферной исследовательской платформы NASA предусмотрена постройка дирижабля в форме диска диаметром 15 километров, способного месяцами оставаться на высоте 3040 километров. И это не научная фантастика, как может показаться на первый взгляд, а обоснованный и тщательно рассчитанный реальный проект.
К этой передвижной мачте причаливал дирижабль, который патрулировал Афины во время Олимпийских игр 2004 года
Компания CargoLifter разрабатывала летающий подъемный кран, способный забирать грузы на заводе-изготовителе и доставлять их непосредственно на место строительства за тысячи километров. Дирижабль CL 160 грузоподъемностью 160 тонн построен по полужесткой схеме: надувной корпус и жесткий алюминиевый киль, несущий основные нагрузки.( Приложение 7)
На большом дирижабле можно оборудовать не просто центр первой помощи, а современный госпиталь с реанимационным отделением, операционными, стационаром, гостиничным комплексом для проживания персонала и висящими садами для прогулок выздоравливающих больных.
Вот другой пример: ежегодные мировые экономические убытки от лесных пожаров составляют около 16 миллиардов долларов. Обычно крупные пожары тушат с воздуха с помощью специально оборудованных самолетов и вертолетов. Однако запас воды, который может доставить самолет, ограничен несколькими десятками тонн. Вертолет, даже крупный, возьмет на борт еще меньше. А большой дирижабль способен унести за один вылет десятки железнодорожных цистерн воды (в одной цистерне от 60 до 70 тонн). Опустошительные прошлогодние лесные пожары в Греции и Калифорнии могли бы быть потушены с помощью подобной техники за несколько дней.
Первый дирижабль Фердинанда Цеппелина поднялся в воздух 2 июля 1900 года. На фото один из его «потомков» ( Приложение 8))
Технологии во всех областях науки не стояли на месте и за столетие совершили громадный скачок, и теперь производство дирижаблей может стать даже более широким, нежели на заре своей истории( Приложение 9,10,11)
Ныне безопасность цеппелинов обеспечить куда проще, управление стало гораздо легче, да и степень комфортности путешествий на этом летающем гиганте способна удивить даже самых требовательных пассажиров! Кроме этого, цеппелины используются для наблюдений за необходимой территорией, перевозки грузов и во многих других случаях! Поэтому не стоить думать о том, что дирижабли уже являются пережитком прошлого, быть может, эпоха дирижаблей только начинается ( Приложение 12, 13, 14, 15).
ГЛАВА 4. Практическая часть.

Итак, я пришел к выводу, что 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».
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 сводится к утилизации возможностей использования 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
Большие 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 вертолётов, удельный расход топлива 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.
Нужно отбросить шаблоны, навязанные первыми дирижаблями! В небо будут подниматься вовсе не примитивные цилиндры, а нечто похожее на гигантских акул в полкилометра, а то и километр длиной. Грузоподъемность этих воздушных кораблей будущего составит сотни тонн. Если же подобный дирижабль использовать исключительно как воздушный грузовик, лишенный шикарных пассажирских салонов, то получится транспорт, способный доставить в любую точку земного шара груз массой в несколько тысяч тонн.
На подобные возможности не могли не обратить внимание военные. Каждый транспортный дирижабль мог доставить к месту боевых действий танковый батальон со всеми необходимыми запасами. А несколько военных воздушных кораблей способны доставить целое танковое соединение! И преимуществом доставки дирижаблями перед доставкой морским транспортом является не только скорость: 245 км/ч у дирижаблей против 35 км/ч у транспортных кораблей, но и способность доставлять грузы над сушей, не теряя скорости и без каких бы то ни было погрузок и разгрузок. Единственное и обязательное условие – полное господство в воздухе на всем маршруте следования должны обеспечить истребители пятого поколения, которые существуют в Америке, и «на подходе» в России, Евросоюзе и Китае.
Но дирижаблям в войнах будущего отводится не только роль, пусть невероятно мощных, но все таки оруженосцев. Еще в Советском союзе были созданы проекты дискообразных дирижаблей, способных осуществить так называемый «воздушный старт».
Дирижабли строятся почти везде в США, Великобритании, Франции, Германии, Канаде, Австралии, Новой Зеландии, Китае и других странах. И только у нас России дирижаблестроение остается чуть ли не на уровне увлечения одиночек-любителей и производства энтузиастами. Конечно, это преувеличенно, потому что есть даже особые предприятия, но масштаб подобной деятельности в нашей стране настолько уступает зарубежной аэронавтике, что сравнивать не приходится.
А ведь дирижабли выгодны как экономически, так и экологически. Они способны перевозить грузы практически любого веса (например, 660 т) и любых размеров и все-таки до сих пор не находят широкого признания в России
В России масштабное строительство дирижаблей плохо развито по нескольким взаимосвязанным причинам. Нужно понять, что аэростаты и дирижабли новый вид транспорта (каким бы парадоксом это ни являлось), который может конкурировать с традиционной авиацией. И потому для них нужны и собственные системы свои аэродромы, станции заправки, ремонтные базы, вообще инфраструктура и что немаловажно кадры, которые, как известно, решают все. И это требует гигантских затрат. Возникает вопрос, оправданы ли они будут?
Оказывается, что оправданы!!! Нужно только отбросить консервативное мнение, что дирижабли архаичный вид транспорта. Потому что на самом деле это не так. Современные аппараты легче воздуха и действительно по многим качествам конкурируют с самолетами и вертолетами.
Назовем эти качества, чтобы наши утверждения не были голословными.
Во-первых, дирижабли в состоянии поднять в воздух и транспортировать груз любого веса и любых габаритов, о чем уже говорилось. И это дешевле, чем использовать для тех же задач самолеты с вертолетами.
Во-вторых, они обеспечивают намного большую безопасность. В последнее время аварии грузовых и пассажирских самолетов стали особенно частыми, а в случае с дирижаблями даже отключение всех двигателей сразу не заставит упасть аппарат на землю камнем: постепенное остывание газа и большая площадь самого летательного аппарата решают эту проблему.
По словам одного из конструкторов «если происходит даже полный отказ двигателей при взлете, вы все равно продолжаете подъем. Если моторы останавливаются в полете и корабль остается совсем без энергии, даже электрической, он все равно никуда не падает, а только дрейфует, и пассажиры знай себе наслаждаются видами. Пилот всегда может управлять высотой, выпуская балласт или газ. Посадочная скорость машины всего 1624 км/ч, и если пилот совсем уж растеряется, то дирижабль может стукнуться о землю но так, что никто и ногу не вывихнет». Самолеты в этих случаях ведут себя совсем по-другому
Далее, для дирижабля не требуется разгоночная площадка и вообще какие-то особенные условия для старта, как у вертолета, только, по подсчетам специалистов, применение дирижаблей для тех же целей в 2030 раз дешевле. То же можно сказать и о посадочной площадке ею может быть хоть палуба корабля, хоть поляна в лесу. Таким образом, и проблема особых аэродромов оказывается не такой большой.
Экономия вообще является одним из главных факторов, которые определяют преимущества таких летательных аппаратов. Например, намного дешевле стали бы промышленные перевозки, которые сейчас осуществляются при помощи поездов и дорогостоящего оборудования.
Дирижабль является более дешевым по потреблению энергии, что объясняется следующим. Отношение полезной мощности такого аппарата к его весу меньше, чем у самолетов, что дает возможность сократить массу двигателя и, следовательно, расход топлива.
Один из выходов как раз в применении аэростатической техники. Разумеется, что современные проекты, как бы детально они ни были разработаны, являются лишь началом в той грандиозной работе, которую предстоит провести. Потребуется создание новых материалов, значительно более легких и одновременно прочных, использование новых составов газов и так далее.
Используя аэростатическую технику, можно не только помочь сбережению ресурсов планеты (а они не являются неисчерпаемыми), но и минимизировать влияние человека на так называемые экостабильные ландшафты. Употребление воздушной, а не наземной техники сведет к минимуму наземную инфраструктуру, уродующую природный, исконный облик Земли. Как неоднократно подмечалось, воздушная техника окажется более экономичной и в финансовом плане. Потребуются только большие стартовые вложения. Но без этого не обходится ни одно начинание, которое обещает выгоды в дальнейшем.
Особенно актуальны летательные аппараты легче воздуха при освоении и обустройстве Сибири и Севера. В этих регионах не потребуется создания специальных поселений и целых инфраструктур, так как обслуживающий персонал сведется к минимуму к вахтовым бригадам.
Сейчас полеты на дирижаблях, как, впрочем, и сами дирижабли, стоят недешево. Отчасти это объясняется тем, что они, повторимся, все еще являются редкостью и экзотическим явлением, особенно у нас в стране. Это одна из причин популярности таких летательных аппаратов у крупных предпринимателей. Говорят, летать на дирижаблях стало даже престижнее, чем плавать на собственной яхте.













Заключение.

Как ни трудно расставаться с иллюзиями, но если мы хотим реально эксплуатировать дирижабли, следует трезво оценить сложившуюся ситуацию и возможности аэростатических аппаратов. Только тогда мы сможем найти те условия, при которых производство и эксплуатация аэростатических воздушных судов будет полезной и рентабельной для всех участников процесса.
Учитывая все особенности воздухоплавательной техники, можно утверждать, что, несмотря на специфичность дирижаблей, определенные ниши для них существуют и перспективы относительно широкого использования вполне оптимальны.
Прежде, чем рассматривать нашу исследовательскую работу, попробуем сформулировать те задачи, которые надо решить, учитывая недостатки реальных летающих сегодня аппаратов. А недостатки следующие:
- небольшая дальность. Ни один из дирижаблей сегодня не "вылетает" дальше 1000 км, то есть уступает даже вертолету. Дирижабль, пригодный для эксплуатации, должен иметь дальность не меньше 3000 км;
- невысокая скорость. Ни один из известных дирижаблей не способен развить больше 90 км/ч, что может быть достаточно, собственно, для обычной эксплуатации, но крайне мало для полета и посадки в сильный ветер. То есть скорость для дирижабля - это еще и вопрос безопасности! Кроме того, для пассажирских туристических полетов крейсерская скорость нужна все-таки не менее 100 км/ч (иначе на автомобиле можно будет добраться из "пункта А в пункт Б" быстрее), а максимальная - 120 км/ч;
- весьма невысокие надежность и безопасность в нештатных ситуациях, в том числе при значительных повреждениях оболочки и выходе несущего газа.
Аэростатическая техника начала завоевывать все новые и новые позиции поначалу она служила для экспериментальных полетов, спортивных мероприятий и развлечений, а затем для науки, промышленности и военных целей.
Воздухотехника стала популярным видом пассажирского транспорта. Конечно, развитие воздухоплавания не обходилось без отдельных промахов и даже катастроф, в числе которых одно из главных мест занимает гибель «Гинденбурга». Провалы надолго выбивали из колеи. Но все же аэронавтика не умерла. В наше время появляется все больше и больше сторонников этого вида воздушного транспорта и его разнообразного использования. Это объясняется не только тем, что совершенствуются технологии производства, материалы и топливо, но и тем, что аэростатическая техника решает многие трудности, связанные с экологией и в целом с антропогенным влиянием на планету.
Если обучиться управлению автомобилем можно в любом городе, окончив специальные курсы, то овладеть искусством воздухоплавания, естественно, не так просто. Однако такие курсы все же существуют в Санкт-Петербурге и Москве. За соответствующую плату научиться пилотировать дирижабли можно довольно быстро. Однако советуют идти несколько другой дорогой войти в команду, где работают профессионалы, два-три года проработать там подмастерьем, то есть на практике учиться обслуживанию и ремонту теплового дирижабля, а потом перейти и к полетам на нем.
Популярность аэростатов и дирижаблей все растет. Как видно, летательные аппараты легче воздуха обретают новую жизнь.









Используемая литература.

1. Бойко Ю. «Дирижабли сегодня. А почему бы и нет?», «Воздухоплаватель России», специальный выпуск 1995 г., стр. 32-33.
2. Бойко Ю. Воздухоплавание в изобретениях, Изд: М., Транспорт, 1999, 352 c.
3. В.А. Бычков. Летопись авиации и воздухоплавания, Изд. Academia
4. Ионов П.И. Дирижабли и их военное применение. Государственное военное издательство. 1993г.
5. П. Д. Дузь. История воздухоплавания и авиации в России, Изд: М Машиностроение, 1981 .
6. Познавательный Журнал «Мир Техники»» для детей. Главный редактор- Виктор Бакурский. № 8. 2009 год.
7. Оборудование дирижаблей. Лосик С. А., Козлов И. А. : М-Л.: Оборонгиз. 1989г.

8. Н. П. Полозов и М. А. Сорокин «Воздухоплавание». Москва, Просвещение 1990г.
9. http://www.snab.ru/arhiv/2003/index.html?n=45&s=9A. "Дирижабли возвращаются".
10. Ru. Wikipedia. Org/ ( Википедия)














13PAGE 15


13PAGE 142515




15

Приложенные файлы


Добавить комментарий