• - нечеткого регулятора;
• - математического модуля просчета поворота линии;
• - программного ШИМа.

Аппаратная реализация состоит из:

• - Драйвера двигателя L293DNE;
• - Левого и правого электро двигателя.

3.2. Проектирование нечеткого регулятора.

3.2.1. Определение входов и выходов создаваемой системы.

3.3.2. Задание для каждой из входных и выходных переменных функции принадлежности с термами

Рисунок 5 - Термы выходных переменных ЛЕВ и ПРАВ.

Входные переменные отклонения продольной оси дирижабля от линии и поворота линии от этой же оси получены в результате работы системы технического зрения и математического модуля расчета угла, камера которой имеет показатели дисторсии. Показатели дисторсии камеры можно заложить в входных термах ОТКЛ и ПОВ. Так как к точности позиционирования и траектории выхода на линию не предъявляется никаких требований, то показатели дисторсии можно не учитывать. В данном задании терм настроились картины дисторсии камеры и не настраивались термы по ним. Термы были изменены приблизительно, что явилось достаточным условием функционирования системы.

Рисунок 6 - Терм ОТКЛ и ПОВ.

3.2.3. Разработка базы правил выводов для реализуемой нечёткой системы

Рисунок 7 - Обозначение терм.

Соответственно эти названия, учитывая что мини-дирижабль управляется разнотягом на двигателях установим связи терм.
блок правил:
Можно заметить, что для входной переменной ПОВ отсутствует связанность средних значений. Это связанно с тем, что при правильном ориентире продольной оси дирижабля относительно линии и отклонения от нее, средняя терма тянула входные значения моторов к середине, что является неверным в данном положении дирижабля.

В данной нечеткой системе алгоритмом дефазификации является алгоритм Мамдани.
Данный алгоритм описывает несколько последовательно выполняющихся этапов, при этом каждый последующий этап получает на вход значения, полученные на предыдущем шаге.

3.2.4. Анализ процесса работы нечеткой системы

Рисунок 8 - Корреляционные портреты выходных значение нечеткой системы для левого и правого двигателя, пересечение корреляционных портретов.

На последнем рисунке мы видим результат пересечения двух корреляционных портретов с применение выделения пикселе с одинаковым цветом и расположением. Из результата пересечения можно определить при каких входных условиях будут одинаковые значения мощности двигателей. Характерные черные квадратные области по краям дают краевые термы с усеченной верхушкой.
Ниже приведены результаты эмуляции работы нечеткого регулятора относительно расположения линии в кадре, обозначенной красным цветом. В правой части видео, можно наблюдать уровни ШИМ сигнала для левого и правого двигателя соответственно. В левой чисти расположены входные и выходные термы принадлежности.

4. Регулятор высоты

4.1. Структурная схема регулятора

Программная реализация состоит из:

• ПИ регулятора на нечеткой логике;
• математического модуля расчета расстояния;
• программного ШИМа;

Аппаратная реализация состоит из

• Сервопривода, изменяющего вектор тяги двигателей;
• Ультразвукового датчика HC-SR05.

4.2. Проектирование нечеткого регулятора

4.2.1. Определение входов и выходов создаваемой системы

4.2.2. Задание для каждой из входных и выходных переменных функции принадлежности с термами

Рисунок 10 - Термы выходной переменной ВЫХОД

Входные термы переменной ошибки от высоты показаны на рисунке ниже.

Рисунок 11 - Термы входной переменной ВЫСОТА

4.2.3. Разработка базы правил выводов для реализуемой нечёткой системы

Рисунок 12 - Обозначение терм

Ответственно устанавливаем прямую связь терм.
блок правил:
ЕСЛИ Высота: сильное отклонение вниз, ТО Выход: высокое положительное
ЕСЛИ Высота: отклонение вниз, ТО Выход: положительное
ЕСЛИ Высота: отсутствие отклонения, ТО Выход: Ноль
ЕСЛИ Высота: отклонение вверх, ТО Выход: отрицательное
ЕСЛИ Высота: сильное отклонение верх, ТО Выход: высокое отрицательное

5. Система дистанционного управления

Передача сигналов нажатия клавиш осуществляется через беспроводной канал wi-fi по протоколу ssh, при котором от наземной базовой стации (ПК) нажатие клавиш клавиатуры передается на удаленный компьютер.
Передача видео потока осуществляется таким же способом ввиду того, что протокол ssh позволяет наблюдать экран удаленной машины.

6. Экспериментальное исследование системы

Работа системы технического зрения

Пролет мини-дирижабля

Устойчивости системы регулировки направлении и высоты получилось добиться побором коэффициента. пропорционального увеличению выходного воздействия нечеткой системы.

Рисунок 13 - Положения вектора тяги и датчика высоты дирижабля. Заданная высота 80 см.

На полученных данных мы видим высокую зашумленность сигнала с датчика, ошибкой в разработке система было не использования фильтра сигнал. Причина не использования фильтра сигнала послужило тест датчика, который показал не большую зашумленность сигнала датчика. Тест производился на не нагруженной системе, что вероятно позволяло точно генерировать и отслеживать сигнал с датчика. В реальной системе функционирования вычислительная система дирижабля была загружена полностью, что и дало неправильное считывания показаний датчика. Шум на графике направления вектора тяги можно не учитывать, так как серво привод не успевал бы поворачиваться на заданный угол мгновенно. Сервопривод успевал выполнять поворот только на средние значения между двух сигналов поворота. Средние же значения легко проглядываются на графике.

Что касается самой системы управлении высоты, очевидно, что ей нахватает опережения установки значений вектора тяги. Исправить положение мог бы вторая входная переменная “скорость ошибки”, по которой можно было бы прогнозировать и строить управления наперед, или же просто использовать проверенный ПИД регулятор.

В ходе испытаний были проверены все реализованные блоки управления. Работа системы технического зрения была выведена на полностью бесшумное и безошибочное распознавание линии в условиях освещения лампами дневного света. Также были выявлены некоторые неисправности в установках значения левого мотора, что должным образом не позволило настроить нечеткую систему регулировки направления, но даже при таких условиях был выполнен пролет по прямой линии. Были выявлены недостатки в управлении, характеризующиеся острой реакцией регулятора при близком расположении линии.

Ход испытаний был записан на видео, так же был веден лог состояний системы, что и позволило сделать выводы сформулированные выше.

Дирижабль

Для компенсации влияния метеоусловий и компенсации уменьшения массы аппарата (за счёт расхода топлива для двигателей) на подъёмную силу дирижабля в его состав может быть введена система управления подъёмной силой, в которой может использоваться аэродинамическая подъёмная сила оболочки, возникающая при увеличении угла её атаки , а также путём сжатия атмосферного воздуха и хранения его в баллонетах внутри оболочки или выпуска его из баллонетов. Кроме того, в состав оболочки обязательно включаются газовые (для несущего газа) предохранительные клапаны (для предупреждения разрыва оболочки из-за увеличения растягивающих оболочку сил при увеличении высоты полёта и при увеличении в ней температуры), а также предохранительные воздушные клапаны на воздушных баллонетах. Газовые клапаны открываются только после того, когда полностью опорожнятся воздушные баллонеты.

На первых дирижаблях полезный груз, экипаж и силовую установку с запасом топлива помещали в гондоле . Впоследствии двигатели были перенесены в мотогондолы, а для экипажа и пассажиров стала выделяться пассажирская гондола.

Кроме оболочки, гондол и движителя в конструкции классического дирижабля предусмотрена обычно простейшая гравитационная и аэродинамическая система управления ориентацией и стабилизацией аппарата. Гравитационная система может быть как пассивной, так и активной. Пассивная гравитационная стабилизация осуществляется по тангажу и крену даже при нулевой скорости полёта, если гондола (гондолы) установлена ниже (в нижней части) оболочки (смотрите рисунки 2 и 3). При этом, чем больше расстояние между оболочкой и гондолой, тем больше устойчивость аппарата к возмущающим воздействиям. Активная гравитационная стабилизация и ориентация обычно осуществлялась по тангажу путём перемещения вперёд или назад (вдоль продольной оси аппарата) некоторого груза или балласта, причём, чем жёстче конструкция аппарата, тем управляемость лучше. Аэродинамическая же стабилизация и ориентация аппарата осуществляется по тангажу и курсу (рысканию) при помощи хвостового оперения (аэродинамических стабилизаторов и рулей) только при значительной скорости его полёта. При незначительной скорости полёта эффективность аэродинамических рулей не достаточна для обеспечения хорошей маневренности аппарата. На современных дирижаблях всё чаще применяется активная система ориентации и стабилизации по трём его строительным осям, где в качестве исполнительных органов системы применяются поворотные винтовые движители (в Кардановом подвесе).

Устройства причаливания на первых аппаратах представляли гайдропы - тросы по 100 или больше метров длиной, свободно свисающие с оболочки. При снижении дирижабля до необходимой высоты многочисленная причальная команда хваталась за эти тросы, притягивая дирижабль к точке посадки. Впоследствии для причаливания дирижаблей стали строить причальные мачты, а сами аппараты снабжать автоматическим причальным узлом.

Типы дирижаблей

Дирижабли, изготавливаемые и эксплуатируемые в разные времена и до настоящего времени, различаются по следующим типам, назначению и способам.

• По типу оболочки: мягкие, полужесткие, жесткие.
• По типу силовой установки: с паровой машиной, с бензиновым двигателем, с электродвигателем, с дизелями, с газотурбинным двигателем.
• По типу движителя: крыльевые, с воздушным винтом, с импеллером , реактивные.
• По назначению: пассажирские, грузовые, военные.
• По способу создания архимедовой силы: с использованием лёгкого газа, с использованием горячего воздуха (термодирижабли), комбинированные.
• По способу управления подъемной силой: стравливание подъёмного газа, изменение температуры подъёмного газа, закачка/стравливание балластного воздуха, изменяемый вектор тяги силовой установки, аэродинамический.

Двигатели

Самые первые дирижабли приводились в движение паровым двигателем или мускульной силой. В 1880-х годах были применены электродвигатели. С 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 движителей 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

В полёте классический дирижабль обычно управляется одним или двумя пилотами, причём первый пилот в основном поддерживает заданный курс аппарата, а второй пилот непрерывно следит за изменением угла тангажа аппарата и вручную с помощью штурвала либо стабилизирует его положение, либо изменяет угол тангажа по команде командира (Рис.5). Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль рулями высоты или поворотом мотогондол - движители 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 . В настоящее время всё чаще управление угловой стабилизацией аппарата доверяется автоматике.

Причаливание

Жёсткий дирижабль ZR‑1 «Шенандоа» на причальной мачте

Часто думают, что классический дирижабль 1930‑х гг. мог приземляться вертикально, как вертолёт - в действительности же это осуществимо только при полном отсутствии ветра из-за недостаточной его маневренности (См.раздел УСТРОЙСТВО). В реальных условиях для посадки дирижабля требуется, чтобы находящиеся на земле люди подобрали сброшенные с разных точек дирижабля гайдропы (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 гайдроп, который прокладывали по земле по ветру. Дирижабль подходил к мачте с подветренной стороны, и с его носа также сбрасывали гайдроп. Люди на земле связывали эти два гайдропа, 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 .

При взаимодействии дирижаблей с флотом использовались специальные судна-матки, оборудованные причальными мачтами.

Типы

По конструкции

По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий.

В дирижаблях мягкого и полужёсткого типа оболочка для несущего газа мягкая, которая приобретает требуюмую форму и относительную жёсткость только после закачки в неё несущего газа под определённым давлением. Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней (как правило) части оболочки металлической (в большинстве случаев на всю длину оболочки) фермы. 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. К килевой ферме снизу подвешены гондолы : в одной располагались рубка управления и пассажирские помещения, в трёх мотогондолах - двигатели . В дирижаблях мягкого типа неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа , постоянно поддерживаемым баллонетами - мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух . В дирижаблях полужёсткого типа (кроме избыточного давления несущего газа) дополнительную жёсткость оболочке придаёт килевая ферма.

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 принципу получения подъёмной силы

Дирижабли подразделяются на:

• дирижабли, использующие в основном аэростатическую подъёмную силу и очень незначительно - аэродинамическую, которая получается за счёт использования аэродинамического качества оболочки;
• гибридные дирижабли.

По заполняющему газу

По типу заполнителя оболочки дирижабли делятся на:

• газовые дирижабли, использующие в качестве несущего газ с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха при равных температуре и давлении;
• тепловые дирижабли , использующие в качестве несущего газа нагретый воздух, плотность которого из-за этого ниже окружающего оболочку воздуха, но температура внутри оболочки значительно выше температуры атмосферного воздуха;
• вакуумные дирижабли , в которых оболочка вакуумирована (внутри оболочки разреженый воздух);
• комбинированные дирижабли (так называемые аэростаты типа розьер).

В наши дни в качестве несущего газа в основном применяют инертный газ гелий , несмотря на его сравнительную дороговизну и большую проникающюю способность (текучесть). В прошлом применялся огнеопасный водород ;

Идея использования горячего воздуха 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» .

Внутренняя полость оболочки 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 105 000−30 000=75 000 м³). Бензин брался на борт в качестве дополнительного топлива.

Теоретически существует возможность создания вакуумного дирижабля , изменение подъёмной силы в котором должно осуществляться путём изменения плотности воздуха внутри оболочки, тоесть впуском в оболочку или выпуском из неё нужного количества атмосферного воздуха, однако на практике это пока не осуществлено.

Преимущества и недостатки классических дирижаблей

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.

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 .

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

Недостатки

• Относительно малая скорость по сравнению с самолётами и вертолётами (как правило до 160 км/ч) и низкая маневренность - в первую очередь из-за малой эффективности аэродинамических рулей в канале курса при малой скорости полёта и из-за малой продольной жёсткости оболочки.
• Сложность приземления из-за низкой маневренности.
• Зависимость от погодных условий (особенно при сильном ветре).
• 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 1950-1960-х годов требовали усилий около 50 матросов для надёжной посадки, и поэтому после появления надёжных 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 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 с паровым двигателем конструкции Анри Жиффара , который позаимствовал эти идеи у Мёнье более чем полвека спустя, совершил первый полёт только 24 сентября . Такая разница между датой изобретения аэростата ( г.) и первым полётом дирижабля объясняется отсутствием в то время двигателей для аэростатического летательного аппарата. Следующий технологический прорыв был совершён в 1884 году , 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 - 1900 м³, 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 .

Цеппелины

Цеппелин над Летним садом

Строительство первых дирижаблей-Цеппелинов началось в 1899 году на плавающем сборочном цехе на Боденском озере в Заливе Манзелл, Фридрихсхафен . Оно было организовано на озере потому, что Граф фон Цеппелин, основатель завода, истратил на этот проект все свое состояние и не располагал достаточными средствами для аренды земли под завод. 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 . Он продолжался всего 18 минут, поскольку LZ 1 был вынужден приземлиться на озеро после того, как механизм балансирования веса сломался. После ремонта аппарата технология жёсткого дирижабля успешно была испытана в последующих полётах, побив рекорд скорости французского дирижабля La France (6 м/с) на 3 м/с, но этого ещё было недостаточно для привлечения значительных инвестиций в дирижаблестроение. Необходимое финансирование граф получил через несколько лет. Уже первые полёты его дирижаблей убедительно показали перспективность их использования в военном деле.

Модель аэростата Циолковского

В отличие от многих своих современников, Циолковский предлагал построить огромный даже по сегодняшним меркам - объёмом до 500 000 м³ - дирижабль жёсткой конструкции с металлической обшивкой.

Конструкторские проработки идеи Циолковского, проведённые в 30-е годы сотрудниками «Дирижаблестроя» СССР (1932-1940, 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.

Боевое крещение

Перспективность применения дирижаблей в качестве бомбардировщиков была понята в Европе задолго до того, как дирижабли были использованы в этой роли. Г. Уэллс в своей книге «Война в воздухе » (1908) описал уничтожение боевыми дирижаблями целых флотов и городов.

В отличие от аэропланов (роль бомбардировщиков выполняли лёгкие разведывательные самолёты, пилоты которых брали с собой несколько небольших бомб), дирижабли в начале мировой войны уже были грозной силой. Наиболее мощными воздухоплавательными державами были Россия , имевшая в Петербурге крупный «Воздухоплавательный парк » с более чем двумя десятками аппаратов, и Германия , обладавшая 18 дирижаблями. Из всех стран-участниц мировой войны австро-венгерские воздушные силы были одними из самых слабых. В состав военно-воздушного флота Австро-Венгрии накануне первой мировой войны входило только 10 дирижаблей. Военные дирижабли находились в непосредственном подчинении у главного командования; иногда они придавались фронтам или армиям . В начале войны дирижабли выполняли боевые задания под руководством командируемых на дирижабли офицеров генерального штаба. В этом случае командиру дирижабля отводилась роль вахтенного офицера. Благодаря успешности конструкторских решений графа Цеппелина и фирмы Шютте-Ланц Германия имела в этой области значительное превосходство над всеми другими странами мира, которое при правильном его использовании могло принести большую пользу, в частности для глубокой разведки . Немецкие аппараты могли преодолеть со скоростью 80-90 км/ч расстояние в 2-4 тыс. км и обрушить на цель несколько тонн бомб. Например, 14 августа в результате налета одного немецкого дирижабля на Антверпен было полностью разрушено 60 домов, ещё 900 повреждено.

Для скрытного подхода к цели дирижабли старались использовать облачность. При этом, в виду несовершенства навигационного оборудования тех времён и необходимости визуального наблюдения поверхности для достижения точного выхода на цель, в оборудование военных дирижаблей входили наблюдательные гандолы: малозаметные оборудованные телефонной или радиосвязью капсулы с наблюдателем, которые спускались с дирижаблей вниз на тросах длиной до 915 м.

«Золотой Век» дирижаблей

Ресторан на «Гинденбурге»

Салон на «Гинденбурге»

После окончания Первой мировой войны в США, Франции, Италии, Германии и других странах продолжалось строительство дирижаблей различных систем. Годы между Первой и Второй мировыми войнами отмечены существенным прогрессом в технологии дирижаблестроения. Первым аппаратом легче воздуха, пересёкшим Атлантику, стал британский дирижабль R34, который в июле 1919 с командой на борту совершил перелёт из Восточного Лотиана , Шотландия на Лонг-Айленд , Нью-Йорк , а затем вернулся в Пулхэм, Англия . В 1924 году состоялся трансатлантический полёт немецкого дирижабля LZ 126 (названного в США ZR-3 «Los Angeles»).

Закат эры дирижаблей

Считается, что эпоха дирижаблей кончилась в 1937 году , когда при посадке в Лэйкхёрсте сгорел немецкий пассажирский дирижабль-лайнер «Гинденбург ». Гинденбург , а также более ранняя катастрофа дирижабля Winged Foot Express 21 июля 1919 в Чикаго , в которой погибло 12 гражданских лиц, отрицательно повлияли на репутацию дирижаблей как надёжных летательных аппаратов. Заполненные взрывоопасным газом дирижабли редко горели и терпели аварии, однако их катастрофы причиняли намного большие разрушения по сравнению с самолётами того времени. Общественный резонанс от катастрофы дирижабля был несравнимо выше, чем от катастроф самолётов , и активная эксплуатация дирижаблей была прекращена. Возможно, этого бы не случилось, если бы компания Цеппелина имела доступ к достаточному количеству гелия.

Дирижабль класса К

В то время наибольшими запасами гелия располагали США , однако немецкая компания в то время едва ли могла рассчитывать на поставки гелия из США. Тем не менее, амбициозные мягкие дирижабли, такие как Мягкие дирижабли класса М и класса К (M class blimp и K class blimp) номинальным объёмом 18 тыс. м³ и 12 тыс. м³, активно применялись ВМС США во время второй мировой войны в качестве разведывательного воздушного судна, предназначенного для борьбы с немецкими субмаринами . В их задачи входили не только обнаружение подводных лодок, но и поражение их глубинными бомбами. В этой роли они были вполне эффективны и применялись до появления надёжных вертолётов . Эти дирижабли развивали скорость до 128 км/ч и могли находиться в полёте до 50 часов. Последний дирижабль Класса К («K Ship») K-43 был снят с вооружения в марте 1959 года . Единственным дирижаблем, сбитым во Второй мировой войне, стал американский K-74, который в ночь с на 19 июля 1943 года атаковал шедшую в надводном положении подлодку U-134 (что являлось нарушением регламента, так как атаковать разрешалось только если лодка начнёт погружаться) у северо-восточного побережья Флориды . Субмарина заметила дирижабль и открыла огонь первой. Дирижабль, не сбросив глубинные бомбы из-за ошибки оператора, упал в море и затонул через несколько часов, 1 член экипажа из 10 утонул. В период Второй мировой войны в ВМС США использовались следующие типы дирижаблей

• ZMC : дирижабль, с металлизированной оболочкий
• ZNN-G : дирижабль типа G
• ZNN-J : дирижабль типа J
• ZNN-L : дирижабль типа L
• ZNP-K : дирижабль типа K
• ZNP-M : дирижабль типа M
• ZNP-N : дирижабль типа N
• ZPG-3W : Дозорный дирижабль
• ZR : Дирижабль жёсткой конструкции
• ZRS : Дирижабль-разведчик жёсткой конструкции

Советский Союз использовал лишь один дирижабль во время войны. Дирижабль В-12 был построен в 1939 году и вступил в строй в 1942 году для подготовки десантников и транспортировки оборудования. До 1945 года он сделал 1432 полёта. 1 февраля 1945 года в СССР был построен второй дирижабль класса В - дирижабль «Победа»- он использовался как минный тральщик в Чёрном море. Он разбился 21 января 1947 года. Ещё один дирижабль такого класса - В-12бис «Патриот» - был сдан в эксплуатацию в 1947 году и в основном использовался для подготовки экипажей, парадов и пропагандистских мероприятий.

Катастрофы

Создатели дирижаблей пренебрегали элементарными мерами безопасности, наполняя их небезопасным, но дешёвым водородом вместо инертного, но дорогого и малодоступного гелия .

«… В мире существует ещё по крайней мере одна страна , где дирижабли могли развиваться и широко с пользой применяться. Это - Советский Союз с его обширной территорией, по большей части равнинной. Здесь, особенно на севере Сибири, огромные расстояния отделяют один населённый пункт от другого. Это осложняет строительство шоссейных и железных дорог. Зато метеорологические условия весьма благоприятны для полётов дирижаблей.»
(Умберто Нобиле , итальянский конструктор дирижаблей, возглавлявший в 1932-1935 годах госкорпорацию «комбинат ДИРИЖАБЛЕСТРОЙ СССР» /с 1956 г. - ФГУП ДКБА).

США

Современный полужёсткий дирижабль «Zeppelin NT », Германия. Дирижабли этого типа производятся с 1990-х годов немецкой компанией Zeppelin Luftschifftechnik GmbH (ZLT) в Фридрихсхафене . Это дирижабли объёмом 8225 м³ и 75 м в длину. Они значительно меньше, чем старые Цеппелины , которые достигали максимального объёма в 200 000 м³. Кроме того, они наполнены исключительно невоспламеняющимся гелием.

CL160 - несостоявшийся полёт воздушного гиганта

Ангар (360 м в длину, 220 м в ширину и 106 м в высоту)

Парк развлечений «Тропические острова» в ангаре

Внутренне пространство ангара (обратите внимание на трёх человек в левом нижнем углу)

Ныне прекратившая свое существование компания Cargolifter AG возникла 1 сентября 1996 года в Висбадене (Германия), и была создана для предоставления услуг и материально-технического обеспечения в области транспортировки тяжеловесных и негабаритных грузов . Этот сервис был основан на идее создания дирижабля большой грузоподъемности CargoLifter CL160. Однако этот дирижабль (объём 550 000 м³, длина 260 м, диаметр 65 м, высота 82 м), предназначенный для перевозки 160 тонн полезного груза на расстояние до 10 000 км, так и не был построен, несмотря на значительный объём работ, проделанных в этой области. Тем временем на неиспользуемом военном аэродроме был построен ангар, предназначенный для производства и эксплуатации CL160. Ангар (360 м в длину, 220 м в ширину и 106 м в высоту), был сам по себе чудом техники и является до сих пор самым большим подобным объектом, превышая по размерам эллинги 1930-х годов.

Однако технические сложности (сродни проектированию авиалайнера), ограниченные финансовые средства, а также малый срок, имевшийся у зачинателей мероприятия перед переходом на самоокупаемость, сделали проект довольно рискованным - выяснилось, что собранных в результате продажи акций средств было недостаточно для доведения проекта до конца. В итоге 7 июня 2002 года компания объявила о своей несостоятельности и начале процедуры ликвидации с начала следующего месяца. Судьба 300 млн евро, вырученных в результате продажи акций более чем 70 000 инвесторам, по-прежнему неясна.

Дирижабль в искусстве

В кинематографе

• Ряд произведений Аниме , в особенности студии Studio Ghibli , обращается к «золотому веку» дирижаблей как к источнику ряда эстетических решений, сопряжённых с воздухоплаванием.
• Небесный Капитан и мир будущего - фильм Кэрри Конрана в стиле дизельпанк .
• Сериал Грань . Дирижабли - непременный атрибут альтернативной вселенной.
• В кинофильме «Запрещенный прием» Куколка сбивает Цеппелин из пулемета Льюиса. Также можно увидеть заградительные аэростаты.
• В кинофильме «Золотой компас» основными летательными аппаратами являются дирижабли жесткой конструкции.
• В кинофильме «Эскадрилья «Лафайет»»
• В кинофильме «Красный Барон»
• В Кинофильме "Индиана Джонс и последний крестовый поход"
• В Кинофильме Железное Небо для захвата Земли были использованы космические дирижабли

В компьютерных играх

Дирижабль фигурирует в достаточно большом количестве компьютерных игр разнообразных жанров:

• Command & Conquer: Red Alert 3 : Дирижабль «Киров» (англ. Kirov Airship ) - жёсткий дирижабль , выполняющий функции тяжёлого бомбардировщика. Пилот может временно активизировать особый ракетный двигатель, но это приводит к потере целостности дирижабля. Имеет безграничный запас взрывчатки. При падении производит огромный взрыв. Стилизован под акулу.
• Civilization IV: Beyond the Sword : Дирижабль - первый воздушный юнит, может атаковать только юниты, видит подлодки, наносит двойной ущерб водным юнитам.
• Earth Empire: дирижабль используется немецкой армией в одной из миссий во время Первой Мировой Войны.
• Дорога на Хон-Ка-Ду - небольшой круглый дирижабль, сидящий на платформе, при появлении врага медленно взлетает и неторопливо летит на бомбардировку. Бомбы, сбрасываемые с дирижабля, очень мощны (примерно втрое мощнее мортирных снарядов). К сожалению, и платформу, и дирижабль (кстати, в системных файлах игры он зовётся «дирижбан») очень просто убить. Особенно уязвимы «дирижбаны», когда они сидят на своей платформе: достаточно меткого попадания из мортиры, и дирижабль сваливается с платформы. Именно из-за малопрочности авиаплатформы с дирижаблями дешёвы и быстро строятся в депо.
• Arcanum: Of Steamworks and Magick Obscura Началом игры служит падение дирижабля, летящего из Каладона в Тарант. Дирижабль был сбит полуограми, на вооружении которых находились самолёты, ещё не известные в мире Арканум.
• Syberia - компьютерная и видеоигра в жанре квест, выполненная в стилистике паропанк . До Аралабада можно добраться на имеющемся на космодроме автоматизированном дирижабле. Однако дирижабль не запускается. Кейт просит Шарова объяснить ей, как запустить дирижабль. Космонавт соглашается, но при условии, что Кейт выполнит его мечту - отправит его в Космос на установке Ганса Форальберга. Кейт удаётся активировать ракетную установку. Перед самим стартом ракеты Шаров рассказывает ей, как запустить дирижабль.
• World of WarCraft - Дирижабль - одно из основных средств передвижения между столицами разных рас и между континентами.
• The Saboteur - Над Парижем летают немецкие цеппелины
• Final Fantasy - в большинстве игр серии присутствует как минимум один дирижабль, служащий транспортным средством героям ближе к концу игры. Только в некоторых играх серии дирижабли не присутствовали (к примеру, в Final Fantasy VIII , одной из наиболее футуристических частей серии, вместо дирижабля присутствовал космический самолет).
• Fallout Tactics - в игре упоминается, что до войны в том районе, где происходит действие кампании, рухнуло несколько дирижаблей, где даже могли быть выжившие. Одного из выживших мы находим у сгоревшего дирижабля в миссии "Осцелола".

В филателии

В астрономии

В честь первого жёсткого дирижабля «Шютте-Ланц» назван астероид (700) Ауравиктрикс (англ.) русск. , что в переводе с латинского означает «победа над ветром». Астероид открыт в 1910 году и назван после первого полёта дирижабля в 1911 году.

• В марте 1916 года германские цеппелины разбрасывали над русскими окопами похабную карикатуру, изображавшую кайзера Вильгельма, опирающегося на германский народ, а царя Николая второго - на половой орган Распутина.
• В начале эксплуатации 102-этажного

Способ управления дирижаблем включает управление двигателями, контроль параметров движения дирижабля из центров управления в носовой и кормовой частях, которые выполнены с возможностью изменения функций и прикреплены снизу к оболочке дирижабля. При этом создают вращение дирижабля в вертикальной и/или горизонтальной плоскости. Обратимый дирижабль имеет жесткую оболочку в форме эллипсоида с несущим газом, двигатели с винтовыми движителями, идентичные гондолы с главным и резервным центрами управления соответственно в носовой и кормовой частях дирижабля, которые прикреплены снизу к оболочке и выполнены с возможность обмена функций. Дирижабль снабжен неподвижными крестообразными кронштейнами на окончаниях носовой и кормовой частей, имеет реверсивные двигатели с винтовыми движителями, которые установлены на перекладинах упомянутых кронштейнов. Технический результат - повышение надежности управления. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2307763

Изобретение относится к области воздухоплавания.

Уровень техники

Из известны дирижабли. Все они имеют винтовые движители и аэродинамические рули курса и высоты, которые работают за счет энергии набегающих потоков воздуха. У всех них поворот в вертикальной или горизонтальной плоскости осуществляется выполнением следующей последовательности действий :

Дирижаблю придают скорость, при которой рули работают эффективно;

Поворачивают рули курса или высоты, которые поворачивают дирижабль за счет энергии набегающих потоков воздуха;

Следят за значением угла поворота дирижабля;

При достижении углом поворота дирижабля требуемого значения рули устанавливают в начальное положение.

При нулевой скорости дирижабля относительно окружающего воздуха и при значительной инерционности дирижабля время выполнения поворота, особенно на угол более 90°, и его траектория могут оказаться недопустимо большими. Практически все дирижабли не могут перемещаться «задним ходом» - кормой вперед, т.к. при этом его аэродинамическая схема из статической становится астатической, т.е. неустойчивой. Изменения направления движения на 180° по классическому способу, описанному выше, производится за наибольшее время и по самой длинной траектории.

Дирижабль имеет форму сферы и сохраняет степень астатизма аэродинамической схемы при смене направления движения до 180°, но такие схемы имеют нулевой запас устойчивости. Кроме этого управление дирижаблем осуществляется подачей команд и инструкций из центра управления на земле исполнительным устройствам на борту через приемопередатчик, расположенный в центре масс аппарата. Поэтому область управляемого полета ограничивается телесным полусферическим углом и дальностью видимости осей поворота аппарата с аксиальной симметрией с земли, которая в современных локационных системах не превышает несколько километров.

Устройство по наибольшему количеству признаков совпадает с предлагаемым изобретением, поэтому принято в качестве ближайшего аналога.

Раскрытие изобретения

Сущность предлагаемого способа управления дирижаблем заключается в осуществлении поворотов дирижабля в вертикальной и/или горизонтальной плоскостях путем обмена функций носа и кормы дирижабля с сохранением устойчивости аэродинамической схемы.

Сущностью обратимого дирижабля является его симметрия, относительно вертикальной оси Z, проходящей через его центр тяжести (см. Фиг.1 и Фиг.2). При этом на окончаниях носовой и кормовой частей оболочки 1 он снабжен реверсивными двигателями с винтовыми движителями 2 и 3, попарно размещенными на концах крестообразных кронштейнов 4, которые состоят из вертикальных и горизонтальных перекладин. Центр управления на носу 5 является главным с возможностью стать резервным. Центр управления на корме 6 является резервным с возможностью стать главным.

Заявляемое изобретение решает следующие задачи:

Повышение управляемости и устойчивости дирижабля;

Исключение дополнительного перемещения центра тяжести дирижабля в пространстве при горизонтальном и вертикальном повороте и соответствующую экономию работы исполнительных устройств;

Повышение надежности управления.

Характеристика изобретения

Предлагаемый способ управления обратимым дирижаблем осуществляется следующим образом.

При повороте дирижабля на угол менее 90°:

При достижении углом поворота требуемого значения выключают двигатели 2 и 3.

Функцию кормы меняют на функцию носа, а функцию носа меняют на функцию кормы;

Центр управления на носу 5 делают резервным, а центр управления на корме 6 делают главным;

Следят за изменением угла поворота;

При достижении углом поворота значения, равного разности между требуемым значением и значением 180°, выключают двигатели.

В конструкцию обратимого дирижабля заложена идентичность и осевая симметрия носа и кормы дирижабля и их обратимость - возможность придавать им функции либо носа, либо кормы. Несущая оболочка обратимого дирижабля 1 выполнена в виде эллипсоида с длинной продольной осью «нос-корма» и сравнительно короткими поперечной и вертикальной осями (см. Фиг.1, Фиг.2). Носовая и кормовая части несущей оболочки 1 дирижабля симметричны относительно вертикальной оси Z, проходящей через его центр тяжести. На окончаниях носа и кормы установлены крестообразные кронштейны 4, имеющие вертикальную и горизонтальную перекладины одинаковой длины. На концах перекладин установлены одинаковые реверсивные двигатели с одинаковыми винтовыми движителями 2 и 3. При этом движители 2, расположенные на концах вертикальных перекладин, используются для поворотов в вертикальной плоскости, а движители 3, расположенные на концах горизонтальных перекладин, используются для поворотов в горизонтальной плоскости. Снизу к оболочке прикреплены носовая и кормовая гондолы. В носовой гондоле помещен главный центр управления 5, с возможностью стать резервным. В кормовой гондоле помещен резервный центр управления 6, с возможностью стать главным. Движители 2 и 3 и гондолы размещены симметрично относительно оси Z, проходящей через центр тяжести дирижабля.

Краткое описание чертежей.

На фигуре 1 изображена фронтальная (продольная) проекция обратимого дирижабля.

На фигуре 2 изображена профильная (поперечная) проекция обратимого дирижабля.

Осуществление изобретения.

Пусть дирижабль стоит относительно окружающего воздуха или движется равномерно и поступательно. Тогда предлагаемое управление обратимым дирижаблем осуществляется следующим образом.

При повороте на угол менее 90°:

Включают двигатели 2 и 3, расположенные в вертикальной или горизонтальной плоскости, на одной перекладине крестообразного кронштейна 4 - встречно, на одной продольной линии - попутно. Направление вращения винтов задают таким образом, что происходит вращение дирижабля вокруг центра тяжести в заданном направлении. Изменение направления вращения производят реверсом двигателей;

Следят за изменением угла поворота;

При достижении углом поворота требуемого значения выключают двигатели.

При этом исключается фаза дополнительного разгона дирижабля и исключается дополнительное перемещение его центра в пространстве, поэтому поворот происходит быстрее и экономнее, чем у аналогов.

При повороте на угол более 90°:

Меняют функцию кормы на функцию носа, а функцию носа - на функцию кормы;

Центр управления на носу 5 делают резервным, а центр управления на корме 6 делают главным.

Включают двигатели 2 и 3, расположенные в вертикальной или горизонтальной плоскости, на одной перекладине крестообразного кронштейна 4 - встречно, на одной продольной линии - попутно. Направление вращения винтов задают таким образом, что происходит вращение дирижабля вокруг центра тяжести в направлении, противоположном заданному направлению. Изменение направления вращения производят реверсом двигателей;

Следят за изменением угла поворота;

При достижении углом поворота значения, равного разности между требуемым значением и значением 180° выключают двигатели.

При повороте на угол 180° или включении «заднего хода»:

Функцию кормы меняют на функцию носа, а функцию носа меняют на функцию кормы,

Центр управления на носу 5 делают резервным, а центр управления на корме 6 делают главным.

В двух последних случаях, за счет практически мгновенного обращения функций носа, кормы и центров управления и фактического поворота на угол, абсолютная величина которого меньше 90°, получается дополнительный выигрыш в скорости поворота.

Несущая оболочка обратимого дирижабля 1 - жесткого типа и наполнена водородом или гелием. Она выполнена из листового композиционного материала в виде эллипсоида с длинной продольной осью «нос-корма» и сравнительно короткими поперечной и вертикальной осями (см. Фиг.1, Фиг.2). Носовая и кормовая части несущей оболочки 1 дирижабля симметричны относительно вертикальной оси Z, проходящей через его центр тяжести. На окончаниях носа и кормы установлены крестообразные кронштейны 4, имеющие вертикальную и горизонтальную перекладины одинаковой длины и выполненные из композиционного материала. На концах перекладин установлены одинаковые реверсивные двигатели, например электрические, с одинаковыми винтовыми движителями 2 и 3. Движители 2, расположенные на концах вертикальных перекладин и включенные встречно, используют для поворотов в вертикальной плоскости. Движители 3, расположенные на концах горизонтальных перекладин и включенные встречно, используют для поворотов в горизонтальной плоскости. Попутное включение всех двигателей приводит к поступательному движению дирижабля. Одновременный реверс всех двигателей приводит к изменению направления движения. Снизу к оболочке прикреплены носовая и кормовая гондолы, выполненные из композиционных материалов, в которых помещаются идентичные центры управления 5 и 6. Движители 2 и 3 и гондолы также размещены симметрично относительно вертикальной оси Z, проходящей через центр тяжести дирижабля. Главный центр управления 5 с возможностью стать резервным находится в гондоле на носу. Резервный центр управления 6 с возможностью стать главным находится в гондоле на корме.

Повышение надежности обратимого дирижабля и управления им достигается за счет дублирования центров управления и исполнительных двигателей.

Источники информации

1. УДК 629.73(09) Бойко Ю.С., Турьян В.А. Голубая мечта столетий. - М.: Машиностроение, 1991. 128 с: ил. ISBN 5-217-01369-9.

2. Патент RU 2003596 C1 (Люфтшифбау Цепеллин Гмбх), 30.10.1993.

3. Патент USA 1648630 (Ralph H. Upson), 1927.

4. Патент JP 6278696 A (SKY PIA KK), 04.10.1994.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ управления дирижаблем, включающий управление двигателями, контроль параметров движения дирижабля из центров управления в носовой и кормовой частях, которые выполнены с возможностью изменения функций и прикреплены снизу к оболочке дирижабля, отличающийся тем, что используют реверсивные двигатели с винтовыми движителями, установленными на перекладинах неподвижных крестообразных кронштейнов на окончаниях носовой и кормовой частей, при этом создают вращение дирижабля в вертикальной и/или горизонтальной плоскости.

2. Обратимый дирижабль, имеющий жесткую оболочку в форме эллипсоида с несущим газом, двигатели с винтовыми движителями, идентичные гондолы с главным и резервным центрами управления соответственно в носовой и кормовой частях дирижабля, которые прикреплены снизу к оболочке и выполнены с возможностью обмена функций, отличающийся тем, что он снабжен неподвижными крестообразными кронштейнами на окончаниях носовой и кормовой частей, имеет реверсивные двигатели с винтовыми движителями, которые установлены на перекладинах упомянутых кронштейнов.

ДИРИЖАБЛЬ “D-1500”

СОБИРАЕМЫЙ ИЗ ОТДЕЛЬНЫХ УКРУПНЕННЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ МОДУЛЕЙ

Общественное конструкторское бюро по воздухоплаванию

Киев-2008 г

Основным назначением аэростатического летательного аппарата (АЛА) - дирижабля является перевозка коммерческих грузов массой до 1,5 т.

Особенностью дирижабля является возможность транспортировки грузов как на внешней подвеске, так и внутри корпуса гондолы дирижабля. Кроме этого, он может выполнять функции патрулирования, мониторинга и технического обслуживания трасс газо-нефтепроводов линий электропередач и др. в труднодоступных районах.

При работе над этой конструкцией учитывались пожелания коммерческих структур о создании небольшого мобильного информационно-координационного центра, при помощи которого можно было бы непосредственно у производителя решать коммерческие вопросы. Например, в труднодоступных горных районах Карпат, вести переговоры о поставке сельхозпродукции на равнинные территории. Подобные задачи были сформулированы бизнесменами Китая, России (тундра, Кавказские горы, и т.п.)

Данная работа выполнена на стадии технических предложений. Требует соответствующего оформления и перехода к дальнейшим стадиям проектирования, т.е эскизного и рабочего проектирования.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Общий вид АЛА

Назначение:

транспортная перевозка пассажиров и грузов

Компоновка дирижабля

Дирижабль “D-1500” является типичным представителем полумягких дирижаблей, выполненных по классической сигарообразной схеме. Дирижабль имеет длину 64 м, диаметр оболочки 14 м, объем 7000 м3.

Корпус дирижабля имеет обтекаемую форму, образуемую мягкой газонепроницаемой секционной оболочкой, собранной из составных продольных полотнищ, которые образуют меридиональные обводы формы оболочки, замыкаемые с концов носовым и хвостовым конусообразными жесткими куполами.

В нутрии оболочки размещены и закреплены секции газовых отсеков, спроектированные эквидистантно внешним обводам оболочки

Нижняя часть оболочки сконструирована таким образом, что внизу вдоль корпуса в соответствующем месте встроен специальный катенарный пояс к которому пришпаговывается кильферма – основной несущий модуль с гондолой – грузовым отсеком.

Его наиболее характерными особенностями являются: модульное конструктивное исполнение всех основных узлов и агрегатов, а также два носовых и два хвостовых модуля дизельных силовых установок с отклоняемыми рулевыми плоскостями за винтом, для управления изменением вектора тяги.

Силовая схема конструкции.

Прямая, треугольная в поперечном сечении, киль-ферма проходит внутрь оболочки сквозь теоретический контур в нижней части оболочки и крепится к ней посредством переходного катенарного пояса по периметру. Киль-ферма дирижабля представляет собой жесткую ферменно-балочную конструкцию и имеет 25 поперечных силовых элементов-шпангоутов жесткой ферменной конструкции.

Размеры сечения шпангоута киль-фермы (2,2 м х 1,9 м в средней части) позволяют удобно разместить внутри нее агрегаты соответствующих систем, емкости с балластом и топливом, а также трубопроводы необходимые для топливной и балластной системы, электрические коммуникации и оборудование дирижабля, системы управления силовыми установками и дирижаблем. Организованы проходы к силовым установкам, служебные помещения и т.д.

Расстояния между шпангоутами 1,0 м.

Размеры сечения основных шпангоутных и стрингерных балок 80мм х 100 мм в средней части киль-фермы. Форма сечения - треугольная, как наиболее технологичная. Стенки балок выполнены методом штамповки из тонкого стального листа толщиной 0,5-1,0 мм и соединены при помощи точечной сварки.

По концам балок привариваются крепежно-шарнирные узлы.

По диагоналям клеток, образуемых шпангоутами и стрингерными балками, а также по диагоналям клеток ферм шпангоутов заложены тросовые расчалки и подкосы, обеспечивающие конструкции киль-фермы жесткость на изгиб и кручение.

В нижней части киль-фермы, в узлах шпангоутов вмонтированы устройства навески гондолы дирижабля. В ней расположена кабина экипажа и пассажирско-грузовой отсек дирижабля. В зависимости от назначения дирижабля и требований заказчика возможны различные компоновочные решения гондолы, которую можно видоизменять и монтировать на киль-ферму посредством предусмотренных узлов, что позволяет выпускать дирижабли различных модификаций.

Гондола дирижабля имеет аналогичную с киль-фермой конструкцию и обшита с внешней стороны листами стеклопластика толщиной 1,0 – 1,5 мм при помощи клее-клепанных соединений. Внутренняя обшивка, в зависимости от назначения дирижабля, выполнена из декоративно-защитных материалов с соответствующей тепло-звукоизоляцией.

Конструктивная схема АЛА

Силовая установка

Размещение силовых установок вдоль корпуса дирижабля выполнено попарно, т.е. два двигателя в передней части киль-фермы, два - в хвостовой ее части.

Передние двигатели силовых установок приводят во вращение винты, которые оборудованы специальными отклоняемыми, на угол до 35?, рулевыми плоскостями, позволяющими отклонять струю воздуха от винта в вертикальной плоскости дирижабля, что позволяет изменять наклон траектории полета.

Хвостовые силовые установки, оборудованы такими же отклоняемыми рулевыми плоскостями, позволяющими отклонять струю воздуха от винта в горизонтальной плоскости дирижабля, что позволяет управлять дирижаблем по курсу. Этим можно изменить вектор тяги силовых установок и осуществлять управление дирижаблем на около нулевых скоростях полета и в режиме висения, что облегчает маневры дирижабля при швартовочных операциях.

Силовая установка дирижабля создана на базе серийно выпускаемого дизельного двигателя мощностью 100 л.с. Двигатели установлены продольно внутри дирижабля в специальных отсеках киль-фермы и приводят в движение находящиеся снаружи винты в кольцевых насадках.

Питание двигателей топливом осуществляется из специальных расходных баков, расположенных в непосредственной близости с машинным отделением, а подача топлива в расходные баки осуществляется посредством специальных трубопроводов и насосов основной топливной системы дирижабля.

Кабина экипажа.

Дирижабль “D-1500” имеет объем 7000 м3 , продолжительность полета до 8 часов, имеющиеся на его борту системы и оборудование обосновывают применение экипажа в следующем составе: командир дирижабля; второй пилот (зам. командира дирижабля); бортинженер (борттехник) дирижабля.

Кабина для двух членов экипажа размещена в передней части гондолы дирижабля и оборудована необходимым пилотажно-навигационным оборудованием, а также органами управления дирижаблем. Рабочее место бортинженера организовано в киль-ферме дирижабля и оборудовано электромеханическими приборами контроля за работой силовых установок и систем дирижабля, а также соответствующими органами управления.

Конструктивная схема кильфермы - кабины экипажа

Гондола длиной 14 м выполнена из металлического каркаса и обшивки из пластика. Пол, потолок и шпангоуты обшиты легкими и высокопрочными панелями из полимерного материала. Гондола прикрепляется к киль-ферме посредством 8-ми переходных силовых узлов.

Иллюминаторы гондолы и лобовое остекление из прозрачного пластика обеспечивают хороший круговой обзор.

Пассажирско-грузовая кабина.

В объеме пассажирско-грузовой кабины, в передней ее части сразу за кабиной пилотов находится помещение санузла оборудованного биотуалетом.

По бортам размещены 2 ряда пассажирских кресел для 10 человек, а над ними откидные сумки-контейнеры для размещения багажа и ручной клади.

Поскольку кабина не герметичная, то обогрев и вентиляция осуществляется общими для всей кабины приточно-вытяжными устройствами в полете. Индивидуальный обдув осуществляется электровентиляторами на местах.

При демонтаже кресел, организовывается грузовая кабина. Она предназначеная для перевозки грузов требующих поддержания положительной температуры во время полета (по сравнению с контейнером, подвешенным снаружи), для перевозки крупногабаритных грузов, а также грузов, по общему весу близких к максимальной грузоподъемности дирижабля, в условиях, когда не нужна быстрая погрузка-разгрузка и возможна длительная неподвижная швартовка дирижабля. Состояние грузов, перевозимых в грузовой кабине, можно контролировать в полете.

Конструктивная схема грузовой кабины гондолы АЛА

Под грузовую кабину выделяется грузовой отсек размером 7,7м х 1,5м х 1,9м.

Конструктивно грузовая кабина состоит из одного отсека в хвостовой части гондолы. Такие размеры позволяют перевозить грузы, спакетированные на поддонах, и большой ассортимент габаритных моногрузов.

Для обеспечения выполнения погрузочно-разгрузочных работ грузовая кабина снабжается грузовым люком с входной дверью-трапом. Проем грузового люка 1,3 м принимается как расстояние между боковыми стойками шпангоута на уровне пола в хвостовой части гондолы.

Газовая оболочка.

В качестве несущего газа на дирижабле используется инертный газ гелий, а в качестве маневренного газа – флегматизированный гелием водород (безопасная гелиево-водородная смесь). Размещаются они в газовых отсеках по всей длине корпуса дирижабля.

В качестве гелиево-непроницаемого материала для газовых отсеков оболочки дирижабля используется многослойный пленочно-тканевый материал, а для внешней поверхности оболочки полиэфирная ткань покрытая с внешней стороны для защиты от атмосферных воздействий полиуретаном со специальным лакокрасочным слоем.

Газовые емкости, содержащие подъемный газ, расположены в 3-х отсеках, образуемых стоящими рядом соответствующими баллонами. Они представляют собой замкнутые герметичные конструкции, повторяющие конфигурацию внутренних объемов оболочки дирижабля

Особенность конструкции газовых баллонов дирижабля состоит в том, что они прикреплены к потолочной части оболочки и при наполнении их газом, нагрузки от возникающей сплавной силы передаются на силовую внешнюю оболочку дирижабля

Средний газовый баллон имеет внутри два специальных матерчатых катенарных пояса для крепления тросов внутренней подвески кильфермы к оболочке дирижабля.

От верхних узлов шпангоутов киль-фермы, через специальные герметизирующие устройства, отходят троса к внутренним катенарным поясам пришитым к верхней части оболочки. Это позволяет, по возможности, уравнять нагрузки, приходящиеся от киль-фермы к газовместилищу в средней и концевых частях оболочки.

Каждый газовый баллон снабжен газовым клапаном, предназначенным для обеспечения автоматического открытия и выпуска несущего газа из оболочки при превышении давления выше допустимого. Клапаны и мягкие, с кольцами жесткости, вытяжные шахты газовых баллонов смонтированы в сопрягаемых зонах, образуемых торцами газовых баллонов

Автоматическое открытие клапана происходит в процессе подъема дирижабля или при его перегреве, когда внутреннее давление превышает 40-50 мм. вод. ст.

Носовой и хвостовой газовые баллоны, имеют дополнительные полости для размещения маневрового газа. Клапаны этих полостей имеют принудительный привод из кабины управления и выведены в вытяжные шахты оболочки дирижабля.

Полости между оболочкой и газовыми баллонами используются как воздушные баллонеты и наддуваются воздухом идущим по трубопроводам от воздухозаборников расположенных у винтов силовых установок дирижабля

Конструктивная схема газовой оболочки АЛА

Система наполнения дирижабля несущим газом состоит из рукавов-штуцеров большого диаметра (100-150 мм) - для принятия газа гелия из газгольдера, малого диаметра - для принятия газа гелия из баллона высокого давления, а также подобных штуцеров для принятия водорода из специальных газгольдеров и баллонов.

От штуцеров гелиевого наполнения идет рукав вдоль кильфермы дирижабля, в котором установлены индивидуальные ответвления к каждому газовому баллону через перекрываемый клапан. У каждого перекрываемого клапана имеется специальный сигнализатор, соединенный с манометром, по которому определяют величину заправки газом каждой емкости.

Сводная информация о величине давления газа в каждой емкости также выведена на щиток пилотской кабины.

Хвостовое оперение.

Оперение дирижабля? - образное, состоит из 3-х неподвижных, расположенных под углом 120?, стабилизаторов, верхний из которых установлен вертикально по оси симметрии оболочки, что обеспечивает больший клиренс (расстояние между нижними поверхностями стабилизаторов и землей).

Форма и площадь всех трех стабилизаторов и рулей одинакова, и соответствует минимальному шарнирному моменту. Каркас оперения выполнен из тонкостенных стальных гнутых профилей. Стабилизаторы сконструированы в виде свободностоящих пространственных ферм, имеющих обтекаемую форму.

На стабилизаторах смонтированы, на шарнирных навесах, аэродинамические рули направления и высоты.

Электрическое, радиотехническое и пилотажно-навигационное оборудование

Дирижабль, в основном, оборудован электрическим, радиотехническим и пилотажно-навигационным оборудованием, которое широко применяется на самолетах.

В качестве источников электропитания потребителей используются самолетные генераторы переменного тока напряжением 115В, 400Гц (по 2 генератора на каждом борту), приводимые двигателями силовых установок дирижабля.

Вторичными источниками электропитания постоянным током напряжением 27В, являются два статических преобразователя..

В качестве аварийных источников постоянного тока напряжением 27В используются аккумуляторы, обеспечивающие электропитанием потребителей первой категории, необходимых для благополучного завершения полета в случае отказа основных источников питания.

Кроме того на борту дирижабля имеются источники электропитания с напряжением 6В, 400Гц для подсвета пультов управления и светопроводов, и напряжением 220В, 50Гц для питания бытовых приборов.

Пилотажно-навигационное оборудование дирижабля объединено в комплекс.

Управление комплексом осуществляется двумя резервирующими друг друга вычислителями. Управление вычислителями осуществляется с пультов-индикаторов, установленных на рабочих местах пилотов.

Эти пульты-индикаторы используются для управления курсовой инерциальной системой, системами ближней навигации и радиосвязи.

Основная полетная информация отображается на многофункциональном цветном индикаторе (8 Х 6”), установленном на приборной доске пилотов. Этот же индикатор используется в качестве пульта управления погодной радиолокационной станции с отражением препятствий по маршруту полета.

Курсовая инерциальная система навигации совместно со спутниковой системой и вычислителями взаимодействуют с автоматической системой управления и обеспечивают точное вождение дирижабля по заданным маршрутам.

На дирижабле также установлены радиотехнические средства ближней навигации, радиосвязи, переговорные устройства, цифровые регистраторы полетной и речевой информации, ответчик "свой-чужой", навигационные огни, обеспечивающие автономную навигацию и прибытие в заданное место в случае отказа автоматических систем.

Контроль за работой двигателей, электрических и механических систем дирижабля осуществляется с помощью электромеханических приборов, устанавливаемых в кабине пилотов и техническом отсеке ботринженера.

При плохой видимости посадочной площадки на дирижабле включается дистанционно управляемая посадочная фара, а для координации взаимодействия экипажа с наземным причальным персоналом на дирижабле установлена система громкоговорящего оповещения на землю.

Система управления полетом.

На дирижабле D-1500 устанавливается электрическая с гидроусилителями дистанционная система управления полетом.

Система управления дирижаблем D-1500 содержит:

каналы управления маршевыми силовыми установками с дизельными двигателями;

каналы управления величиной и направлением вектора тяги воздушного винта каждого из четырех установленных на дирижабле маршевых двигателей;

каналы управления выпускными клапанами специальных секций газовых баллонов и всех объектов балласта, предназначенных для изменения сплавной силы и углов атаки (дифферента) дирижабля;

каналы управления аэродинамическими рулями направления и высоты;

На дирижабле D-1500 установлены:

четыре маршевые силовые установки с дизельными двигателями с управляемой мощностью (оборотами) и шагом (тягой) воздушного винта;

аэродинамические рули - руль направления на вертикальном киле и две секции руля высоты на левой и правой консолях? -образного оперения;

газодинамические рули, представляющих собой управляемые рулевые поверхности и расположенные: рули направления – за воздушными винтами кормовых маршевых силовых установок, рули высоты – за воздушными винтами носовых маршевых силовых установок.

два управляемых выпускных клапана на газовых баллонах (передний и задний - для одновременного или раздельного управления сплавной силой);

управляемые сливные клапаны на балластных емкостях (передний и задний - для одновременного или раздельного управления сплавной силой).

В некоторых каналах управления предусматривается дублирование (резервирование) источников электроснабжения, электрических, гидравлических и механических магистралей, исполнительных механизмов.

Балластная система.

Балластная система предназначена для управления дирижаблем в вертикальной плоскости при отсутствии или недостаточной эффективности аэродинамических рулей, или же параллельно с ними.

В качестве балласта на дирижабле чаще всего используется вода, как наиболее дешевое и удобное в перемещении вещество. Основной её недостаток - в условиях отрицательных температур необходимо добавлять в неё соль либо антифриз для снижения точки замерзания.

В общем случае, на борту дирижабля должно быть 0,6 тонн балласта. Весь балласт делится на 2 объема: 0,2 тонны посадочного и 0,4 тонны расходного.

Баки снабжены сливными кранами большого расхода.

Перекачивающие насосы, установленные в магистральном трубопроводе балластной системы, позволяют перемещать при необходимости центр тяжести балласта, управляя тем самым углом тангажа дирижабля. С помощью таких же насосов производится заливка воды в баки из наземных источников.

Баки снабжены электродистанционными датчиками уровня. Все краны электромагнитные с дистанционным управлением. Это позволяет на пульте управления в любой момент времени иметь информацию о весе и центре тяжести балласта.

Топливная система.

Основное назначение топливной системы - питание топливом силовых установок дирижабля.

Общий вес дизельного топлива на дирижабле - 750 кг.

Это топливо размещается:

в 4-х баках емкостью по 100 л каждый, находящихся вблизи центра объема газовместилищ;

в 2 баках по 100 л каждый, в близи носа и хвостовой части дирижабля;

в 4 расходных баках, емкостью по 50 л вблизи каждого из 4 двигателей.

Баки емкостью по 100 л удалены от центра объема для обеспечения возможности изменения центровки дирижабля путем перекачки топлива между баками.

Расходные баки каждого из пары двигателей закольцованы для повышения надежности.

Топливная система сообщается с частью баков балластной системы, которые при необходимости также могут заполняться топливом для увеличения дальности полета.

Каждый топливный бак имеет дренаж, датчик уровня с 10- ти процентным шагом показаний и сигнализатор минимально допустимого остатка топлива.

Все краны и электронасосы - с электродистанционным управлением. Пульт управления топливной системой в любой момент дает информацию об остатке топлива и обеспечивает возможность: дозаправки, перекачки между баками, слива, перекачки в расходные баки и из них.

Размещение причально-швартовочного оборудования на борту АЛА

Состав причально-швартовочного оборудования

В состав причально-швартовочного оборудования входит оборудование, устанавливаемое на борту дирижабля, и наземное причально-швартовочное оборудование.

К причально-швартовочному оборудованию, установленному на борту дирижабля относятся:

Главный швартовочный трос, прикрепленный в носовой части дирижабля;

Кормовой швартовочный трос, выпускаемый из кормовой части дирижабля;

Кроме того, на дирижабле установлены: в передней части – передний буксировочный трос, в кормовой части – задний буксировочный трос. Передний и задний буксировочный тросы являются элементами автономных электрических лебедок, позволяющих регулировать длину тросов. Оба троса могут взаимодействовать с швартовочными тросами дирижабля.

Наземное причально-швартовочное оборудование включает:

причальный круг – площадка диаметром 800 – 1000 м, свободная от посторонних предметов высотой более 2 м;

спланированная без деревьев и построек площадка диаметром 400 – 500 м, в центре которой находится в виде пирамиды пилон, в верхней части которого имеется узел, вращающийся вокруг вертикальной оси;

балластная тележка с грузом на самоориентирующихся колесах, установленная на покрытой асфальтом круговой рулевой дорожке;

набор балластных грузов общим весом не более 1,5 тс, расфасованный в мешках по 10 – 15 кг и находящийся на 4-х тележках с самоориентирующимися колесами;

средства балансировки – вода, песок, дробь и т.д.

Наземное причально-швартовочное оборудование

Дирижабль (от французского diriger - «управлять») - это самодвижущийся О его истории и способах самому построить этот летательный аппарат, мы расскажем далее в статье.

Элементы конструкции

Есть три основных типа дирижаблей: мягкие, полужесткие и жесткие. Все они состоят из четырех основных частей:

• сигарообразной оболочки или воздушного шара, заполненного газом, плотность которого меньше плотности воздуха;
• кабины или гондолы, подвешенной под оболочкой, служащей для перевозки экипажа и пассажиров;
• двигателей, приводящих в движение пропеллеры;
• горизонтальных и вертикальных рулей, помогающих направлять дирижабль.

Что такое мягкий дирижабль? Это воздушный шар с кабиной, прикрепленной к нему с помощью канатов. Если газ выпустить, то оболочка потеряет свою форму.

Полужесткий дирижабль (фото его приведено в статье) также зависит от внутреннего давления, которое поддерживает его форму, но у него еще есть структурный металлический киль, который проходит в продольном направлении вдоль основания аэростата и поддерживает кабину.

Жесткие дирижабли состоят из легкого каркаса из алюминиевого сплава, покрытого тканью. Герметичными они не являются. Внутри этой структуры находится несколько воздушных шаров, каждый из которых может отдельно заполняться газом. Летательные аппараты данного типа сохраняют свою форму, независимо от степени наполненности баллонов.

Какие газы применяются?

Обычно для подъема дирижаблей используются водород и гелий. Водород является самым легким известным газом и, таким образом, он имеет большую грузоподъемность. Однако он легко воспламеняется, что стало причиной многих фатальных катастроф. Гелий же не такой легкий, но намного безопаснее, так как не горит.

История создания

Первый успешный дирижабль был построен в 1852 г. во Франции Анри Гиффардом. Он создал 160-килограммовый паровой двигатель, способный развивать мощность в 3 л. с., которых было достаточно для приведения в движение большого пропеллера со скоростью 110 оборотов в минуту. Для того чтобы поднять вес силовой установки, он заполнил 44-метровый баллон водородом и, стартовав с парижского ипподрома, полетел со скоростью 10 км/ч, преодолев расстояние около 30 км.

В 1872 году немецкий инженер Пауль Хаэнляйн впервые установил и использовал на дирижабле двигатель внутреннего сгорания, топливом для которого служил газ из баллона.

В 1883 году французы Альберт и Гастон Тиссандье первыми успешно управляли аэростатом, который приводился в движение с помощью электрического мотора.

Первый жесткий дирижабль с корпусом из алюминиевого листа был построен в Германии в 1897 году.

Альберто Сантос-Дюмон, уроженец Бразилии, живший в Париже, установил ряд рекордов на серии построенных им с 1898 по 1905 год 14 нежестких дирижаблей с приводом от двигателей внутреннего сгорания.

Граф фон Цеппелин

Самым успешным оператором жестких аэростатов с мотором был немец Фердинанд граф фон Цеппелин, который построил в 1900 г. свой первый LZ-1? Luftschiff Zeppelin, или воздушное судно Цеппелина, - это технически сложный корабль, длиной 128 м и диаметром 11,6 м, который был сделан из алюминиевого каркаса, состоящего из 24 продольных балок, соединенных 16 поперечными кольцами, и приводился в движение двумя двигателями, мощностью 16 л. с.

Летательный аппарат мог развить скорость до 32 км/ч. Граф продолжал совершенствовать конструкцию во время первой мировой войны, когда многие из его дирижаблей (называемые цеппелинами) использовались для бомбардировки Парижа и Лондона. Летательные аппараты данного типа также применялись союзниками во время Второй мировой войны, в основном, для противолодочного патрулирования.

В 20-е и 30-е годы прошлого века, в Европе и Соединенных Штатах строительство дирижаблей продолжалось. В июле 1919 г. британский R-34 дважды совершил трансатлантический перелет.

Покорение Северного полюса

В 1926 г. итальянский полужесткий дирижабль (фото приведено в статье) «Норвегия» был успешно использован Роальдом Амундсеном, Линкольном Эллсвортом и генералом Умберто Нобиле для исследования Северного полюса. Следующую экспедицию, уже на другом возглавил Умберто Нобиле.

В общей сложности он планировал совершить 5 полетов, но дирижабль, построенный в 1924 г., потерпел крушение в 1928. Операция по возвращению полярных исследователей заняла более 49 дней, в ходе которой погибло 9 спасателей, включая Амундсена.

Как назывался дирижабль 1924 года? Четвертый серии N, построенный по проекту и на заводе Умберто Нобиле в Риме, получил название «Италия».

Период расцвета

В 1928 г. немецкий воздухоплаватель Хуго Эккенер построил дирижабль «Граф Цеппелин». До выведения из эксплуатации, девять лет спустя, он совершил 590 рейсов, в том числе 144 трансокеанских переходов. В 1936 г. Германия открыла регулярные трансатлантические пассажирские перевозки на «Гинденбурге».

Несмотря на эти достижения, в конце 1930-х годов дирижабли мира практически перестали выпускаться из-за их высокой стоимости, малой скорости, а также уязвимости от штормовой погоды. Кроме того, череда катастроф, самая известная из которых - взрыв заполненного водородом «Гинденбурга» в 1937 г., в сочетании с достижениями в самолетостроении в 30-х и 40-х гг. сделали данный вид транспорта коммерчески устаревшим.

Прогресс технологии

Газовые баллоны многих ранних дирижаблей делались из так называемой «кожи золотобойца»: коровьи кишки отбивались, а затем растягивались. На создание одного летательного аппарата требовалось двести пятьдесят тысяч коров.

Во время Первой мировой войны Германия и ее союзники прекратили производство колбасных изделий, чтобы было достаточно материала для производства воздушных кораблей, с помощью которых проводились бомбардировки Англии. Достижения в технологии производства ткани, в том числе, благодаря изобретению в 1839 г. вулканизированной резины американским торговцем Чарльзом Гудьиром, вызвало взрыв инноваций в дирижаблестроении. В начале тридцатых годов ВМС США построили два «летающих авианосца» «Акрон» и «Макон», чьи корпуса открывались, выпуская флот самолетов-истребителей F9C Sparrowhawk. Корабли разбились после попадания в шторм, так и не успев доказать свою боеспособность.

Рекорд мира по продолжительности полета был установлен в 1937 г. аэростатом «СССР-В6 Осоавиахим». Летательный аппарат провел в воздухе 130 ч 27 мин. Города, которые посетил за время полета дирижабль - Нижний Новгород, Белозерск, Ростов, Курск, Воронеж, Пенза, Долгопрудный и Новгород.

Закат аэростатов

Затем дирижабли исчезли. Так, 6 мая 1937 года «Гинденбург» взорвался над Лейкхерстом в штате Нью-Джерси - в шаре огня погибли 36 пассажиров и членов экипажа. Трагедия была заснята на кинопленку, и мир увидел, как взорвался немецкий дирижабль.

Что такое водород, и как он опасен, стало понятно всем, а идея, что люди могут комфортно передвигаться под емкостью с этим газом, в одно мгновение стала неприемлемой. В современных летательных аппаратах этого типа используется только гелий, который не воспламеняется. Все более популярными и экономичными становились самолеты, такие как скоростные «летающие лодки» компании Pan American Airways.

Современные инженеры, занимающиеся проектированием летательных аппаратов этого типа, сетуют на то, что до 1999 г., когда был опубликован сборник статей о том, как построить дирижабль под названием «Технология дирижабля», единственным доступным учебником была книга «Проектирование воздушного судна» Чарльза Берджесса, вышедшая в 1927 г.

Современные разработки

В конце концов, дизайнеры дирижаблей отказались от идеи перевозки пассажиров и сосредоточили усилия на грузоперевозках, которые сегодня недостаточно эффективно осуществляются железными дорогами, автомобильным и морским транспортом, и недосягаемы во многих районах.

Набирают обороты несколько первых таких проектов. В семидесятых бывший летчик-истребитель военно-морского флота США, в Нью-Джерси испытал корабль аэродинамической дельтовидной формы под названием Aereon 26. Но средства у Миллера закончились после первого же испытательного полета. Создание прототипа грузового воздушного судна требует огромных капиталовложений, а потенциальных покупателей было недостаточно.

В Германии Cargolifter A. G. дошел до строительства самого большого в мире отдельно стоящего здания длиной более 300 м, в котором компания планировала построить гелиевый полужесткий грузовой дирижабль. Что такое быть пионером в данной области воздухоплавания стало ясно в 2002 году, когда компания, столкнувшись с техническими сложностями и ограниченным финансированием, подала заявление о банкротстве. Ангар, расположенный около Берлина, позже был превращен в самый большой крытый аквапарк в Европе «Тропические острова».

В погоне за первенством

Новое поколение инженеров-конструкторов, некоторые из которых подкреплены значительными правительственными и частными инвестициями, убеждено, что, учитывая доступность новых технологий и новых материалов, общество сможет выиграть от строительства дирижаблей. В марте прошлого года Палата представителей США организовала заседание, посвященное данному виду воздушного транспорта, целью которого было ускорение процесса их развития.

В течение последних лет разработкой дирижаблей занимались аэрокосмические тяжеловесы Boeing и Northrop Grumman. Россия, Бразилия и Китай построили или разрабатывают собственные прототипы. Канада создала проекты нескольких воздушных суден, в том числе «Солнечного корабля», который выглядит как раздутый стелс-бомбардировщик с солнечными батареями, размещенными по всей верхней части заполненных гелием крыльев. Все участвуют в гонке, чтобы стать первыми и монополизировать рынок грузоперевозок, который может измеряться миллиардами долларов. В настоящее время наибольшее внимание привлекают три проекта:

• английский Airlander 10, компании Hybrid Air Vehicles - на данный момент крупнейший дирижабль в мире;
• LMH-1, компании «Локхид-Мартин»;
• Aeroscraft, компании Worldwide Aeros Corp, созданной иммигрантом из Украины Игорем Пастернаком.

Радиоуправляемый аэростат своими руками

Чтобы оценить проблемы, возникающие при строительстве летательных аппаратов данного типа, можно построить дирижабль детский. Его размеры меньше, чем у любой модели, которую можно приобрести, и он обладает лучшим сочетанием стабильности и маневренности.

Для создания миниатюрного дирижабля потребуются следующие материалы:

• Три миниатюрных мотора весом 2,5 г или меньше.
• Микроприемник весом до 2 г (например, DelTang Rx33, который, наряду с другими частями, можно приобрести в специализированных онлайн-магазинах, таких как Micron Radio Control, Aether Sciences RC или Plantraco), работающий от одной литий-полимерной ячейки. Следует убедиться в совместимости коннекторов двигателя и приемника, иначе потребуется необходимость в пайке.
• Совместимый передатчик с тремя или более каналами.
• LiPo-аккумулятор емкостью 70-140 мАч и подходящее зарядное устройство. Чтобы общий вес не превышал 10 г, потребуется батарея весом до 2,5 г. Большая емкость аккумулятора обеспечит большую длительность полета: при 125 мАч можно легко добиться его продолжительности в 30 мин.
• Провода, соединяющие аккумулятор с приемником.
• Три небольших пропеллера.
• Углеродный стержень (1 мм), длиной 30 см.
• Кусок депрона 10 х 10 см.
• Целлофан, скотч, суперклей и ножницы.

Нужно приобрести воздушный шарик из латекса, наполненный гелием. Подойдет стандартный или любой другой, грузоподъемность которого будет не менее 10 г. Для достижения желаемого веса добавляется балласт, который снимается по мере утечки гелия.

Компоненты прикрепляют к стержню с помощью скотча. Передний мотор служит для движения вперед, а задний устанавливается перпендикулярно. Третий двигатель размещается у центра тяжести и направлен вниз. Пропеллер к нему крепится противоположной стороной, чтобы он мог толкать дирижабль вверх. Моторы следует приклеить суперклеем.

Прикрепив хвостовой стабилизатор, можно значительно улучшить передвижение вперед, так как пропеллер подъема придает небольшое а хвостовой ротор слишком мощный. Его можно сделать их депрона и прикрепить скотчем.

Движение вперед должно компенсироваться небольшим подъемом.

Кроме того, на дирижабль можно установить недорогую камеру, например, используемую в брелоках.