Comments 87
Kirov reporting
Дирижабли остались во влажных фантазиях. Все любят вспоминать, что пожар на Гинденбурге явился причиной отказа от дирижаблей. Но если почитать историю других аппаратов, то можно заметить что многих из них сдуло к чёртовой матери и шарахнуло нисходняком об землю. Сильный ветер не так страшен, можно висеть, пока не стихнет (если в море не сдует), но сильный ветер вызван сильной погодой, грозами и прочей турбуленцией. И огромный баллон может просто засосать в грозу и там разорвать. А так как площадь большая, а скорость маленькая, шансов свалить от грозы очень немного. Как следствие, можно забыть применение дирижабля в условиях катастроф: ожидание погоды может быть долгим.
Безопасность современных самолётов обеспечивается в том числе большой скоростью. Можно увидев грозу свернуть и облететь её, пускай даже сделав крюк километров в 100-300. Улететь в другой аэропорт, потому что на полосе запредельный ветер для безопасной посадки.
Гелий, когда наполняешь шарик, очень даже дёшев, а вот наполнить огромный баллон дирижабля становится накладно. Есть ещё один неприятный аспект: гелий просачивается через любую поверхность, так что баллон придётся постоянно пополнять. Но и это ещё не все, так же воздух попадает в баллон через поры и отравляет гелий, так что через какое-то время его придётся поменять весь.
Пишу это как человек, который 10 лет летает на параплане (медленном матрасе с веревочками). Из-за максимально скорости в 45-50 км/час обладаю огромным количеством ограничений по погоде. Больше - только тепловые аэростаты, потому что они вообще вперёд не летят. И гроз в непосредственной близости я боюсь.
А если скрестить ежа с ужом может выхлоп побольше будет? Грубо говоря прифигачить к дирижаблю крылья с турбореактивными двигателем, форму чуть более чем аэродинамическую чтоб от ветра меньше страдал. Итого в плюсе скорость, устойчивость и грузоподъёмность.
Тут возникает вопрос о жёсткости корпуса на таких тягах, плюс управлять расширением газа в таких условиях будет заметно сложнее, плюс охлаждать двигатели надо как-то, чтобы оно на расширение газа опять же не влияло. Удельный вес топлива опять же учитывать надо будет.
в целом, почему бы и нет, но насколько мне известно, чтобы эти же реактивные двигатели нормально работали в самолетах, им нужно сначала разогнаться. Вроде воздух, который попадает в двигатель спереди, нужен для работы. Но это не точно.
А еще крылья были бы отличным парусом для ветра. Дирижабль просто вертело бы вокруг оси ветром :)
Поэтому крылья надо было бы делать складными.
Да и из-за веса двигателей (и топлива для них), грузоподъемность была бы ниже.
Короче выглядит утопическим, как по мне )
Есть дирижабли тяжелее воздуха(х.з. как они называются). Они с уменьшенной оболочкой и газ компенсирует вес лишь частично, остальное компенсируют двигатели и аэродинамика корпуса. Где то читал про такие проекты. Они менее подвержены погоде и более быстрые(сотни км/ч) Т.е. по сути они по середине между самолётом и классическим дирижаблем. Но что то не слышно сегодня ни про один подобный.
Мощность равна произведению силы на скорость. Т.е. при той же мощности реактивный двигатель, из-за большей скорости "выхлопа", будет иметь в разы меньшую тягу. Другое дело, что тяга сохраняется до скоростей, сравнимых с этой самой скоростью "выхлопа", т.е. реальное преимущество реактивного двигателя только в том, что он может давать тягу при бОльших скоростях полёта. Так что ставить на медленный транспорт реактивный двигатель - это расточительство. Ну только если пульсирующий: там ещё больший "ужор" компенсируется простотой конструкции.
135 кмч у дирижаблей вековой давности недостаточно для ухода от грозы? Думаю, современный дирижабль может идти на крейсере 160, дальше будут сложности с вибрацией, прочностью конструкции, ресурсом, шумом. Полёт из Нижневартовска в Уфу на такой скорости займёт 9 часов. Насколько высока вероятность появления в нашей местности за это время ураганного шторма? Я такого вообще не припомню, хотя в интернете сорванные в ХМАО крыши видел. Есть погодные радары и метеоспутники. 20 тонн - это около 130 человек вместе с креслами, системами обеспечения и багажом. 200 тонн - это по количеству пассажиров состав из 20 вагонов. Пассажирский поезд по тому же маршруту едет 36-40 часов и в период отпусков билетов не купить. Вопросы с безопасностью решаемы так же, как они давно решены для полётов на высоте 10 км со скоростью 900 кмч. При современном развитии технологий и материалов. При современном развитии материалов уже вторая фирма успешно запускает многоразовые ступени ракет. Железнодорожные ветки в стране не строятся, автомобильные трассы развиваются только на исконно русских территориях, три четверти страны не развиты. Дирижабли могли бы быть спасением. Особенно в нынешних условиях. Вопрос только в рентабельности. Я бы за возможность полетать с такими видами доплатил.
С другой стороны, Цесна 172, один из самых популярных самолетов малой авиации, крейсерская скорость - 226 км/ч, для посадки подойдет любое более/менее ровное и длинное поле Трех человек (с небольшим багажом) довезет по этому маршруту намного быстрее. Причем в сравнении с дирижаблем не стоит практически ничего. Его и купить можно дешевле и содержание его обходится в копейки. И виды там шикарные из кабины, и безопасность на уровне - аэроплан очень надежный, и в случае проблем сесть может куда угодно практически.
Ну или тот-же "кукурузник", АН-2, там уже народа побольше может лететь и груз перевезет больший.
В общем, как по мне, дирижабль годится только как развлекательный аттракцион, в плане перевозки пассажиров и грузов он с "нормальной" авиацией конкурировать не может.
Вы сами в кукурузнике летали? ) Я летал. Впечатлений на всю жизнь нахватался. В нём даже криком общаться тяжело. И в сессну я бы сесть не рискнул, не внушает доверия.
На кукурузнике не летал, летал на всяких самолетиках типа Цесны, на планерах, из малого если.
АН-2 старый уже, сейчас есть и потише самолеты.
Баллон с газиками вам больше доверия внушает? Это все предрассудки, в плане безопасности малая авиация это очень хороший транспорт, уж точно безопаснее автомобилей. Страх пройдет довольно быстро, как по мне на этих самолетиках аэрофобия лечится лучше чем на больших лайнерах. Там обычно пассажиры не видят и не понимают что происходит, оттого и страх, на маленьких все по другому.
Хочу, кстати, в следующем году на PPL учиться, если очередной год не подложит какую-либо свинью, конечно..
А если добавить встречный ветер в 50 км/час, то полет будет 13 часов (понятно, что с попутным ветром будет 7 часов, но вы сами будете объяснять пассажирам, почему сегодняшний рейс перенесен на завтра, так как завтра ветер в нужную сторону) против 2 часов на современном самолете.
Проблема развития инфраструктуры не в том, что нет дирижаблей, а сильно в другом. И дирижаблям тоже нужна инфраструктура. Пассажирское сообщение не организовать от окрестного поля, там надо будет оборудовать площадку, строить эллинги, что сопоставимо со строительством малого аэродрома.
А в самой большой стране мира малая авиация уничтожена почти полностью, и там, где летом нет дорог, оставшиеся энтузиасты летают партизанами. В павильоне Космос пишут, что Коктебель и гора Клементьева - мекка отечественного планеризма и даже сам Королев начинал там свой путь (влетел в трубу в 15 лет на планере), а на деле выгоняют оставшийся дельтаклуб оттуда и закрыли аэродром на горе. Так что пожелаю только успехов дирижаблям на этом поприще
Создание инфраструктуры будет стоить несопоставимо дешевле даже просто приведения в порядок железнодорожной ветки Нижневартовск - Тюмень. Нестабильное время полёта можно потерпеть, есть ради чего. Может где-то кого-то и выгоняют, а под Уфой аэродром малой авиации Первушино на месте, снимал там рекламный материал про авиационное топливо. Если окупается реклама авиационного топлива, значит всё в порядке.
Я еще понимаю когда в 80х, 90х возились с реинкарнацией дирижаблей, то в 2023 с развитием дронов - доводы может сесть в любом уголке в случае гуманитарной катастрофы смотрятся совсем неубедительно. Логистическая цепочка самолет - вертолет - дрон, организуется быстрее чем притащить куда-то еще не существующий дирижабль...
У дронов кажется удельная грузоподъемность очень плохо скалируется с увеличением размеров батарейки. И дальность оставляет желать лучшего.
существуют ли рабочие прототипы дронов с бензиновыми/дизель генкераторами? как на некоторых авто, генератор выдает электричество на электродвигатель, который уже и крутит колёса (в случае дрона - лопасти). Мне кажется, такие должны быть, раз уж в автомобилях реализовано
Фишка автомобиля — рваный ритм движения преимущественно в не оптимальном для двигателя режиме с частыми остановками и разгонами. Тут бензогенератор нагруженный на буферный аккумулятор вполне себе роляет, теперь он работает в оптимальном режиме максимального КПД и здорово экономит топливо.
Для летательных аппаратов это всё неактуально. Движки ЛА на эшелоне (где он собственно и проводит большую часть полёта) работают в оптимальном режиме, т.к. специально для этого профиля полёта и проектируются. Так что разумно выбросить лишние детали (электро-трансмиссию и аккум) и приводить движитель напрямую от энергоустановки.
а не получится ли так, что оборудование для регулировки мощности бензинового двигателя будет весить в разы больше, чем тот же аккум+электродвигатель? Насколько я понимаю, чтобы управлять оборотами электродвигателя достаточно всего лишь реостата. А для управления бенезинового двигателя нужна целя куча всего, в том числе какие-то электро приводы для движения всяких движущихся частей, а к ним все равно аккумулятор и генератор потребуется, пусть даже и небольшого размера. Все вместе получается очень сложной и дорогой системой. К тому же, в случае бензинового генератора с электродвигателем потери кпд будут компенсироваться тем, что бензиновый генератор вообще всегда будет работать в самом оптимальном режиме, в отличие от варианта, где лопасти крутит непосредственно ДВС. Т.к. дрону все же нужно и ускоряться и прочие маневры совершать, хотя бы для противодействия порывам ветра, а это тот самый рваный режим и есть
не получится ли так, что оборудование для регулировки мощности бензинового двигателя будет весить в разы больше, чем тот же аккум+электродвигатель
и +электрогенератор; и всё рассчитанное на максимальную мощность энергоустановки. И эта связка тоже имеет некий КПД < 1.
И нет, не получится, т.к. аккум нужно заряжать от бензинового двигателя, а бензиновый двигатель уже имеет оборудование для регулировки мощности; он без него в принципе работать не сможет.
А если вы про e-only леталки, то можете сравнить энергоемкость керосина (~50 МДж/кг) и литий-ионного аккумулятора (~1 МДж/кг). Причем по мере расходования керосина вес леталки уменьшается.
чтобы управлять оборотами электродвигателя достаточно всего лишь реостата
Это если вам не важен КПД, т.к. реостат просто выделяет в виде тепла ту энергию, которую не потребил электродвигатель.
На масштабах сколь нибудь больше простых детских игрушек, и раз уж мы обсуждаем леталки, там безальтернативно будут BLDC, которым безальтернативно нужны мощные полупроводниковые драйверы.
потери кпд будут компенсироваться тем, что бензиновый генератор вообще всегда будет работать в самом оптимальном режиме
<...>
дрону все же нужно и ускоряться и прочие маневры совершать
В случае авто это, условно, разброс от 2% (холостой ход) до 100% (тапка в пол), в среднем 20% номинала (в городском цикле). Приколхозив сюда аккум мы можем, грубо говоря, уменьшить размер движка в 5 раз. А заодно и выбросить коробку передач.
В случае же леталки это, условно, от 79% (садимся) до 100% (взлетаем), в среднем 80% (на эшелоне). Вы предлагаете леталку с энергоустановкой, всегда работающей на 100% номинальной мощности, достаточной для полёта на эшелоне, которая будет компактнее лишь на 20%, а к ней впридачу нужно будет таскать с собой электротрансмиссию (генератор + электродвигатель). А взлетать вы предлагаете на электробустере (литий-ионник), который, видимо, предлагается после взлёта сбрасывать (а иначе зачем тащить с собой весь полёт разряженный в ноль аккум).
Предлагаю вам прикинуть вес такого аккума, кстати :-)
Вы предлагаете леталку с энергоустановкой, всегда работающей на 100% номинальной мощности, достаточной для полёта на эшелоне, которая будет компактнее лишь на 20%, а к ней впридачу нужно будет таскать с собой электротрансмиссию (генератор + электродвигатель). А взлетать вы предлагаете на электробустере (литий-ионник), который, видимо, предлагается после взлёта сбрасывать (а иначе зачем тащить с собой весь полёт разряженный в ноль аккум).
я предлагаю этот аккум не сбрасывать. Если нам нужно для взлета добавить к выработке бензогенератора условно 20% мощности для выполнения маневра, например, для набора высоты, то эта мощность должна браться именно с этого аккума. Соответственно, бензогенератор должен выдавать немного больше мощности, чем это требуется для эшелона. А вот сколько именно, тут не могу сказать. Наверное, все же не оьойтись без хотя бы фиксированных двух-трех режимов работы бензогенератора. Один при заполненном аккуме, второй и третий для его подзарядки в полете на эшелоне.
Вес аккума мне кажется, очень уж большой не потребуется, но я не могу никак посчитать в конкретных числах
чтобы управлять оборотами электродвигателя достаточно всего лишь реостата
Это если вам не важен КПД, т.к. реостат просто выделяет в виде тепла ту энергию, которую не потребил электродвигатель.
В реальности используется импульсный блок питания и управление скважностью импульсов.
Забыли добавить про проблемы с плавучестью: если сбросить груз, дирижабль станет легче на массу груза, и пока дирижабль резво взлетает, нужно быстро-быстро убрать избыточную подъёмную силу.
Или, очень надёжно заякориться заранее.
Дирижабль в принципе сбрасывает массу: он расходует топливо на свои тысячи лошадиных сил и в процессе полета становится легче. Гелий или сжимать придется или стравливать в атмосферу. И то и то дороговато
Дирижабли прошлого века для компенсации расхода топлива конденсировали атмосферную влагу в балластные ёмкости.
А почему просто объем газа компрессором не сжать ? Просто в меньшую оболочку (можно даже тросами менять ее объем) например внутри, это не сложно, не жидкость поди. Рыбы вообще свой газовый пузырь сжимают для изменения плавучести, странно если дирижабли так не делали.
Рыбы не сжимают пузырь. У них и мышц, достаточных для этого, нет. Газ, как правило, просто растворяется в крови или выделяется из нее. Процесс небыстрый, поэтому в это время рыбы работают плавниками, а быстрые рыбы, которые не могут себе этого позволить, имеют меньший пузырь либо как акулы и гигантские кальмары (и глубоководные батискафы) используют несжимаемые поплавки (акулы - жир в печени, кальмары - соли аммония)
Активно управляет плавучестью каракатица, но у неё жесткий поплавок-раковина, в котором давление ниже чем вокруг и в принципе может быть даже ниже атмосферного. Поэтому жесткая камера, иначе ее раздавит. Эти животные в принципе наполняют поплавок вакуумом, который как известно легче водорода, а газ в этой полости - побочный процесс, он выделяется из тканей. Но даже у каракатицы этот механизм работает до не очень большой глубины, а в воздухе, боюсь, вообще работать не будет - нет достаточно прочных и одновременно легких материалов
Вот смотрите, я беру насос и сжимаю его мин в полтора раза просто руками, что мешает сжать газ в два раза компрессором просто в балон который вместо 1атм (или сколько держит весь этот большой балон) держит 2 ?
Когда за 1 литр, то просто, когда это дирижабль то объем работы немного больше. И на это нужна энергия, требуется время и требуется оборудование которое то же имеет вес и будет ограничивать полезную нагрузку.
Второй момент вы сжимаете воздух, у него одни характеристики по сжимаемости, у гелия другие. И энергетические затраты на сжатие далеко не в пользу вашего метода, потому им не пользуются.
А сам балон держит ненамного больше атмосферы, там каждый грамм на счету.
Ну блин, по мне что стравливать что сжимать если у тебя на борту дизель хотя бы на 500 лошадей, и по времени и тд, конечно балон в который сжимать тоже должен быть гля гелия, но раз у большого баллона 1 атм, то перекачать в 5 раз нет никаких проблем, гелий конечно особенный газ, но не настолько, чтобы квантовые эффекты в баллоне для шариков заметно проявлять (15 атм кажется), у меня был такой баллон и он шарики надувал даже через два года, это сжатие газа в 15 раз по объему
Если там и есть какие то проблемы то уж точно не с проблемой сжатия гелия, может это просто нафиг не надо и мотор и крылья сзади справляется с изменением высоты, а при приземлении -якорь и обмен балласта на бак с водой или песком прицепной,
Еще была красивая идея использовать газ в качестве топлива: тканевый газгольдер при атмосферном давлении и блау-газ с плотностью, равной плотности воздуха. Его можно тратить, не изменяя плавучести
Не надо топлива, надо покрыть верхнюю поверхность дирижабля гибкими фотоэлементами и летать на электротяге. В облачную погоду придется подниматься на 3000 метров.
Посчитайте вес фотоэлементов необходимой мощности для приведения в движение такого гиганта.
Просто посчитайте. Это не сложно.
Вы так говорите, как будто уже посчитали и у вас получился какой-то запредельный вес.:)
Гибкий фотоэлемент номинальной мощностью 6 Вт имеет вес 12 г. Нам нужна мощность около 1 500 000 Вт ("В том же 1923 году был построен знаменитый USS Shenandoah (ZR-1). На корабле устанавливались шесть двигателей «Паккард» мощностью 300 л.с. каждый. Максимальная скорость составляла 97 км/ч"). То есть потребуется 250 тысяч фотоэлементов * 12 г = 3 тонны. Площадь фотоэлементов составит 6400 квадратных метров (200 x 32 метра).
USS Shenandoah брал на борт 16.7 тысяч литров топлива: "Fuel for the engines was supplied by 40 fuel tanks, with a total capacity of 4,424 gallons".
То есть USS Shenandoah приходилось загружать 13 тонн топлива, что значительно больше наших 3 тонн. А вместо 6 двигателей "Паккард" мы возьмем на борт большую литий-ионную батарею чтобы не зависеть от солнца.
Ваши фотоэлементы будут вырабатывать 6 ватт только под углом 90 градусов к Солнцу. И то первые пару лет. Каковой планируется форма вашей фотопанели и как планируется постоянно держать её под углом в 90 градусов к солнышку ?
Ваша батарея будет весить:
Требуемый запас энергии в вт*ч*12 часов. = 1 500 000 * 12 = 18 000 000 вт*ч
18 000 000 вт*ч / 300 вт*ч/кг = 60 тонн.
Если же мы планируем заряжать батарею от нашей панели, то размер панели надо увеличить в 2.1 раза. Если нет, то на кой она тогда вообще нужна ? Заменять блок батареи раз в 12 часов в заранее заданных точках маршрута будет куда проще и стабильнее, чем зависеть от ветра в парусах от отсутствия облаков на маршруте и зимнего, короткого дня.
Вы так говорите, как будто транспортное средство с двигателями номинальной мощностью 1500 кВт всегда развивает 1500 кВт Но это не так. Для движения с постоянной скоростью ему достаточно 200-300 кВт Остальное - резерв мощности для ускорения и движения в сложных условиях (например против сильного ветра).
Поэтому ориентируйтесь не на 1 500 000 Вт, а на 200-300 000 Вт. Соответственно фотоэлементы будут работать на 15-20% от их номинальной мощности. Так что не надо ничего держать под углом к солнцу, энергии будет достаточно. А для резерва мощности как раз пондобятся батареи.
Вы ошибаетесь, транслируя свой жизненный опыт автолюбителя в мир авиации. Это в легковых автомобилях большую часть времени двигатель работает выдавая 20% мощности. В авиации всё строго наоборот. Большую часть своей жизни авиадвигатель проводит в режимах около 80% от максимальной мощности. Большая часть гражданских самолётов, при падении мощности ниже 45%, начинают терять высоту. При отказе одного из двигателей в 2х моторных самолётах на взлёте, второй приходится выводить в чрезвычайный режим (он же "чрезвычайный форсаж"), после которого двигатель идёт в капиталку или под списание. В этом режиме ресурс двигателя 2-3 минуты, при росте тяги менее 10% от форсажного. Но запаса запаса тяги так мало, что приходится разменивать двигатель на эти 10%. На 300 квт мощности дирижабль конечно не упадёт и будет лететь дальше, но хвостом вперёд. Его просто ветром будет сдувать. Ибо ZR-1 даже в режиме полного газа в 1500 л.с. суммарной мощности, развивал скорость менее 100 км в час. И к стати, весил он весь, целиком, с двигателями, примерно вдвое легче одной нашей гипотетической батареи.
Почему вы считаете что в плане использования дирижабль ближе к самолёту, а не к автомобилю? Дирижабль и автомобиль не тратят мощность на поддержание высоты. Падение тяги не грозит им катастрофой. А самолёт вынужден тратить мощность именно на удержание высоты, движение вперёд идёт уже бонусом. В этом кардинальное отличие самолёта от дирижабля и автомобиля.
При падении мощности на 45% дирижабль и автомобиль будут двигаться на 20% медленнее. Но 100 км/ч, а 80 км/ч. Ничего страшного не произойдёт, никакого "движения хвостом вперёд" или потери высоты.
Батарею мы уже обсудили - не нужна никакая гипотетическая монструозная батарея.
Конечно он почти (есть ещё постоянные восходящие и нисходящие потоки) не тратит энергии на удержание высоты, но вот только он тратит энергию на преодоление ветра. А на высоте, над облаками, ветер значительно сильнее чем у земли. В Европе например среднегодовая скорость ветра на высоте 2км - 25 километров в час. И при 45% мощности скорость будет 75, а не 80. Да и что нам это даст ? Ну будет Ваша батарея весить не 60 тонн , а 25. Толку то. Грузоподъёмность ZR-1 была в районе 2 тонн. Даже если мы уберём двигатели и топливо, подъёмной силы всё равно не хватает.
ИМХО, тут, конечно считать надо, все преимущество того что не надо тратить энергию на удержание в воздухе, в дирижаблях съедается очень высоким лобовым сопротивлением, слишком много энергии надо затрачивать на движение вперед. Если бы речь шла о движении в абсолютном штиле, то в принципе это было-бы не страшно. Корабли тоже по меркам наземного и тем более воздушного транспорта передвигаются неспешно, зато таскают очень много груза.
Проблема дирижаблей именно в ветре, при сильном встречном ветре придется тратить очень много горючего и практически не продвигаться по маршруту. Тут надо либо маршруты строить с учетом преобладающих ветров на разных высотах, как это делают на воздушных шарах, либо смириться с тем, что не так уж все хорошо с экономичностью. Подстраиваться под ветер правильнее, но это сильно сужает применимость дирижаблей, надо отправить груз, а ветер неблагоприятный, значит грузу придется подождать..
Думаю можно было-бы их использовать для каких-то неторопливых грузоперевозок по постоянным, заранее рассчитанным маршрутам, где направление ветра и время прибытия можно более-менее прогнозировать, хоть оно и будет довольно большим.
Основная ниша для дирижаблей - перевозка крупногабаритных грузов: стальных конструкций, лесоматариалов, сыпучих грузов и т.д. Для них скорость доставки не играет принципиальной роли: неважно, доставится ли древесина на пилораму или уголь на котельную за 6 часов или за 6 дней.
Да вот не очевидно. Пускай, конечно, доставка будет сравнительно долгой, но она должна быть предсказуемой. А так - у вас заказ срочный, а дирижабль с древесиной где-то застрял из-за погоды. У вас убытки.
Или на складе уголь закончился, зима, чрезвычайная ситуация - поселок вымерзает, трубы лопаются, все оттого что дирижабль с углем не долетел до котельной из-за шквалистого ветра..
Как-то с той-же ЖД все надежнее, там, конечно, тоже аварии и прочие форсмажоры случаются, но в целом работает она очень надежно, почти не зависит от погоды.
Даже самолеты в сравнении с дирижаблями менее чувствительны к плохой погоде, они могут при довольно сильном ветре летать, и плохая видимость часто не является помехой, если аэродром хорошо оборудован. А дирижабль уже при сравнительно несильном ветре может или вовсе не вылететь или унесет его черт знает куда.
Дирижабль ближе к автомобилю. Самолёт вынужден тратить энергию чтобы не упасть. У дирижабля и автомобиля такой проблемы нет, что и составляет их основное преимущество перед самолётом.
Если в Европе скорость ветра 25 километров в час, значит дирижабль с собственной скоростью 75 км/ч будет двигаться со скоростью 100 км/ч по ветру и 50 км/ч против ветра. Средняя скорость дирижабля туда-обратно будет... (100+50)/2 = 75 км/ч. То есть ветер не влияет на среднюю скорость.
Зачем нужна батарея весом 25 тонн? Такой большой резерв мощности не нужен.
>>Самолёт вынужден тратить энергию чтобы не упасть.
А дирижабль вынужден тратить энергию, чтобы его ветром не сдуло. Даже стоя на месте, в отличии от автомобиля.
>>значит дирижабль с собственной скоростью 75 км/ч будет двигаться со скоростью 100 км/ч по ветру и 50 км/ч против ветра
А если Ветер дует точно сбоку, то скорость дирижабля не изменится и будет равна 75 км в час ? Вроде всё верно, но вот только дирижабль не яхта, галсами ходить не умеет. И каждый час в воздухе его будет сдувать в сторону на 25 км от точки прилёта. Которые потом нам нужно будет преодолевать летя против ветра.
Если вы вспомните школьный курс геометрии (формула расчёта длинны катетов по углу и гипотенузе) и понятие суммирования векторов движения, то поймёте что ветер помогает только если дует в корму под углом не более 45 градусов к вектору движения. Т.е из 360 градусов помогает он только в секторе 90 градусов с кормы, а мешает в секторе 270 градусов.
>>То есть ветер не влияет на среднюю скорость
Ваш вариант очень похож на описание сферического коня в вакууме.
>>Зачем нужна батарея весом 25 тонн? Такой большой резерв мощности не нужен.
Коммерческий транспорт зависящий от погоды, будет иметь крайне узкую нишу для применения. Зимой не летаем, летом летаем только если нет облаков.
Мелкие гибриды блимпа с тейлситтером интересны тем, что от них жужжания меньше, чем от чисто коптерной схемы, да и страдают при соударениях друг с другом они меньше. То есть для курьерской доставки мелочей может быть даже лучше, чем эта вот гигантомания. На взлёте/посадке потребуются полные обороты, но на курсе подключится подъёмная сила от аэродинамичной формы оболочки и можно будет снизить обороты и, соответственно, шум, чтобы курьерская служба не превратила небо в полный стадион вувузел.
А почему не рассмотрена одна из важнейших проблем большегрузных дирижаблей: избыточная подъемная сила после выгрузки груза? Вот привезли вы 100 тон груза, скинули его на землю и у вас высвободилась колоссальная подъемная сила. Как от нее избавляться? Что делать с излишнем газом? Сжимать, стравливать в атмосферу? Сколько это будет стоить?
Я бы полетал на таком. Учитывая что дирижабли при наборе большой высоты еще и перемещаться быстро могут, вполне могли бы заменить самолеты.
Стремная штука.
С одной стороны понятно почему. "Плавать" в воздухе можно по сути почти бесплатно, а вот с другими летательными аппаратами такой фокус не пройдет. Либо надо быстро лететь (самолет), либо быстро вращать лопасти (вертолет). На оба процесса накладывается требование тратить много топлива, что сразу требует быстро полусать отдачу, либо топливо будет улетать в трубу впустую. А тут - держишься в воздухе потом у что весь из себя такой легкий :)
С другой стороны - легкий объект сильнее подвержен влиянию среды, которая сама очень даже подвижна, и что более печально - неравномерно подвижна. Т.е. может получиться, что дирижабль летит как воздушный шарик. Вроде и летит, но туда, куда дует ветер :) Но это не очень значимое достижение :) Подводные лодки тут в более выгодном положении, так как на глубине движение воды не такое сильное.
Рулить как подводной лодкой тоже не выйдет. Воздух намного менее плотный, а скорость маленькая.
-----------
Важным моментом является грузоподъемность :) Конечно легко обещать 200 тон, но пока имеем 28 тон, что по сути равно среднему транспортному самолету. Чтобы нести 200 - надо стать больше в 7 раз, при этом сохранить все остальные пропорции, что не так уже и легко. А шары то нет, так как грузоподъемность происходит от подъемной силы, а та - от объема дирижабля. Грубо говоря, это надо увеличить все размеры в два раза. Т.е длина будет хорошо так за 200+ :)
Ну и такой момент. Обещают высокую дальность полета, типа 4000+ тыщи км. Но это уже до фига. Он же не самолет. При скорости в 100 км в час - это почти двое суток непрерывного полета. Тут и людей больше надо, так как банально столько за "баранкой" не высидеть. И комнаты, где поспать.
Я думаю, что полетит ... ну а чего бы ему не полететь. Но вот найдет ли он свою нишу для грузоперевозок - ХЗ. Если что-то очень габаритное - то наверное да. Тут плюс в том, что он банально может довезти груз прям в точку, без сложных "перепаковок". Это реально да. Но тоже ведь не всегда. В городской застройке не вариант, а часто надо именно туда. В горах - удачи с ветрами там :)
Но молодцы - есть деньги, пробуют
Чтобы нести 200 - надо стать больше в 7 раз
Он внутри условно пустой, так что надо стать больше лишь в 3,66 раза. Закон куба-квадрата.
С такой математикой возможно есть ниша для дирижаблей-сверхгигантов, которые заменили бы неторопливые трансконтинентальные сухогрузы. Если делать их полностью беспилотными, дорогой гелий можно заменить дешевым водородом. От этого же водорода можно по ночам питать энергоустановку. А если использовать высотные воздушные течения — вообще интересная экономика может выйти.
Ну давайте смотреть математику
Подъемная сила пропорциональна объему, которые есть третья степень от линейного размера. Если увеличиваем полезную массу с 28 тон до 200, то при сохранении пропорций надо увеличить объем в 7 раз (приблизительно). Т.е. стать больше в 7 раз.
Увеличение объема в 7 раз ~= увеличению линейного размера в два раза, о чем я и написал
Или я туплю где-то
-----------
Водород - ну такое. Если что, есть плюс - никто не будет мучиться :)
----------
Течения - ну так и сейчас самолет может к приборной получить +100 чисто засчет ветра на высоте. Но с тем же успехом и -100. Просто лететь то надо сейчас
------------
Трансконтинентальные суда берут на борт 10000+ контейнеров, или 200+ тыщ тон, если это балкер на изи :) Ну такая себе замена :)
увеличению линейного размера в два раза
Да, всё так, но площадь оболочки вырастет как квадрат линейного размера. Но то такое, оценка всё ещё слишком оптимистична, ведь с кратным увеличением точечной на неё нагрузки (подвешенного полезного груза) вырастут и требования к несущей способности оболочки, что потребует её толщину хитрым образом профилировать под распределение растягивающих и сжимающих сил.
Был тут замечательный цикл статей, "Цивилизация Пружин", и в нём приводились некоторые соображения по массовому совершенству несущих конструкций. В частности, было такое утверждение: экономически эффективный самосвал может увезти груза столько, сколько весит сам (т.е. коэф. массового совершенства ~1), а выполненная на острие научно-технического прогресса ракета потянет в 30 раз больше собственного сухого веса.
Полагаю, дирижабль по своей геометрии и инженерным подходам к конструированию всё же ближе к ракете, чем к самосвалу, а также учитывая, что ракеты ныне массово производятся тем же SpaceX, можно с умеренным оптимизмом утверждать, что дирижабль-сверхгигант с Q ~10 технически осуществим по цене порядка суммарной стоимости ракет такой же плюс-минус суммарной грузоподъёмности.
Edit
Дирижабль грузоподъемностью 200 тыс. тонн таким образом сам имел бы сухой вес в 20 тыс. тонн, и при заправке водородом имел бы объем ~260 млн. кубометров. Если бы он был шарообразным, то его диаметр был бы около 800 метров.
Выгода от такого "контейнеровоза" была бы в том, что гавань для приема не обязана находиться на побережье.
Полагаю, дирижабль по своей геометрии и инженерным подходам к конструированию всё же ближе к ракете, чем к самосвалу, а также учитывая, что ракеты ныне массово производятся тем же SpaceX, можно с умеренным оптимизмом утверждать, что дирижабль-сверхгигант с Q ~10 технически осуществим по цене порядка суммарной стоимости ракет такой же плюс-минус суммарной грузоподъёмности.
Вы забыли о топливе. Ракета - наоброт, люто неэффективная по этому показателю конструкция. Так как в ней условно 95, а то и все 98% - топливо. А полезная нагрузка болтается где-то в районе процентов. По памяти пишу, проверять лениво, да и не важно.
Плюс на ракету влияет физика (шучу, она на все влияет), но в силу реактивности, закон Циолковского обойти низя :) Именно в силу особенности получения ускорения для ракеты.
Поэтому - сорян, никакого сходства :)
---------------------------------
Сухая масса - тоже важна, но больше именно для самолетов и кораблей. Так как там, при том же балансе сухого веса и остального (это легко узнать, просто сравнив полную взлетную массу и сухую) можно играться топливом и остальным полезным весом. Дирижабль ближе именно к кораблю, так как он "плавает" и у него почти нет проблем с аэродинамикой, по сравнению с самолетами, и требований к перегрузкам. Для него объем прямо пропорционален массе, что почти аналогично кораблям, где есть водоизмещение и возможность впихнуть полезное в остаток сухой массы.
Но плотность воздуха на порядки меньше, поэтому задача для корабля намного проще :) Небольшой объем подводной части дает большую массу водоизмещения и оставляет кучу места для остального. Главное не пролюбить остойчивость
А у дирижабля надо просто немеряно объема, чтобы накопить хоть сколько нибуть полезной массы :)
Вы забыли о топливе. Ракета <…> неэффективная <…>. <…> в ней <…> 98% — топливо.
Так то оно так, да только ракету я рассматривал не как транспортное средство, а с лишь точки зрения эффективности (массового совершенства) её конструкции.
Что ракета, что дирижабль — суть бочка под давлением, которая конструктивно обязана выдерживать это самое давление плюс вес нагрузки (у ракеты вес топлива является нагрузкой на её сухую конструкцию), да плюс нормативные перегрузки.
Так вот, люди таки научились делать конструкцию ракеты такой совершенной, что она выдерживает нагрузки в 30 раз больше своего сухого веса.
Теперь про дирижабли. Вы совершенно верно заметили, что при масштабировании грузоподъемности дирижабля в 8 раз его линейные размеры увеличатся в 2 раза. Я лишь дополнил, что дирижабль состоит в основном из оболочки, а её площадь растёт как квадрат линейных размеров (а также её вес, ведь она не нулевой толщины). На самом деле даже быстрее чем квадрат, т.к. каждый дополнительный килограмм веса оболочки потребует дополнительный объем дирижабля чтобы эту оболочку поднять. Но точно медленнее чем куб. Зависит от удельной прочности оболочки (прочность на разрыв отнесённая к плотности).
Мне было интересно, какого размера дирижабль возможно построить на текущем уровне развития технологий и при каком размере это ещё будет экономически эффективно, если использовать дирижабли для трансконтинентальных контейнерных перевозок.
Почему именно для контейнерных перевозок? Потому что все остальные ниши уже заняты другими летательными аппаратами. А тут тебе и потенциальный рост эффективности логистики, и новые рынки, ведь люди живут на суше, а просто суши на нашей планете гораздо больше чем суши граничащей с морем.
Edit
Но и в качестве супер-яхты тоже годно. Покупатели точно найдутся. Только заправлять придётся гелием. Не уверен, правда, что на земле есть столько гелия (мировое производство ~100 млн. кубов, как раз на 1/3 контейнеровоза хватит).
Edit2
Интересно, насколько сильно бабахнет, если в эти расчетные 260 млн. кубов водорода попадёт немного уличного воздуха и потом это всё радостно сдетонирует? 2800 ТДж тепла это не шутки :D
Так вот, люди таки научились делать конструкцию ракеты такой совершенной, что она выдерживает нагрузки в 30 раз больше своего сухого веса.
Основная совершенность конструкции ракеты - в двигателе, в котором температуры гуляют за 2000+ градусов, а он выдерживает. Ну и еще в насосах, чтобы топливо подавать, и еще много где :)
Хотя да, задача остаться целой, будучи наполненной до краешков тоже сложная. Но далеко не самая главная.
Ну и для дирижабля нагрузки намного меньше, в виду того, что скорость и ускорение просто не сравнимы.
Человечество такие штуки научилось делать больше 100 лет назад, когда ракетостроение еще даже в формулах не было (или уже было?)
Почему именно для контейнерных перевозок? Потому что все остальные ниши уже заняты другими летательными аппаратами.
Есть негабарит :) Некоторые даже строят специальные самолеты под такие задачи (Airbus Beluga - Wikipedia ), но там все равно ограничения по фюзеляжу существенные
Но точно медленнее чем куб.
Скорее всего дирижабли большого объема можно будет хранить только в "надутом" состоянии, так как иначе конструкция будет банально не выдерживать собственный вес. А тут либо без утечек, либо бесконечная подкачка :)
Кстати, я не скажу за все ракеты на жидкостном топливе, но для некоторых этот прием также использовался точно. Иначе не получается создать конструкцию, которая не развалится сама по себе. Только внутреннее давление. Но с ракетой проще в том смсле, что ее сделал, запустил и все. А дирижабль жалко разваливать так быстро :)
И еще, надувая для устойчивости конструкции, мы увеличиваем плотность и уменьшаем подъемную силу. Поэтому тут тоже "пичалька". Ракете все равно, так как она летит на реактивной тяге. Ей бы Циолковского преодолеть, не развалиться и не потерять управление. А с дирижаблем такой финт не пройдет, так как ему надо "плавать". Т.е. если вы возьмете простой мяч и качнете его больше чем на атмосферу, даже его внутренее содержимое станет тяжелее воздуха у земли, так как в том же объеме воздуха будет "больше". Поэтому тут этот финт из ракетостроения не пройдет
А почему все рассматривают либо чистый водород, либо чистый гелий? Если мне память не изменяет, то при примешивании к водороду какого-то количества гелия (вроде четверти или трети) водород перестаёт гореть.
Водород - ну такое. Если что, есть плюс - никто не будет мучиться :)
Гинденбург намекает, что будут...
Я хочу заметить, что на разных высотах ветер дует в разных направлениях. Иногда - в противоположных. Вопрос - найти нужную высоту.
Мне кажется, самая реальная для них ниша: воздушная яхта для миллиардеров. Они все равно миллионы вышвыривают на пафосные лодочки. А тут и понты, и яхта, которая может "плыть" вообще везде, хоть через Сахару, с роялем и фотомоделями
Связка самолет + вертолет, решает все проблемы дальности и отсутствия ВПП. Самолетом быстро и в больших количествах можно перебрасывать грузы на большие расстояния, вертолетами доставлять их в любую точку, даже туда где и вертолет сесть не сможет - разгружать с внешней подвески или на висении из самого вертолета.
ИМХО дирижабль это тупиковая ветвь, максимум на что пригоден - как аттракцион для развлечения, ну еще может быть платформа для длительной разведки или патрулирования местности, ретрансляторы еще можно размещать, правда тут он будет со спутниками конкурировать.
правда тут он будет со спутниками конкурировать.
ниша разная. спутник, любой, это outdoor coverage, а тут на высоте километра над территорией можно спокойно делать indoor. причем в данном случае речь будет идти о дирижабле размером в первые десятки метров, пожалуй.
Привязывать только надо, а то унесет к чертям :)
Ну вот да. Аппарат легче воздуха в сценариях, в которых надо просто как можно дольше болтаться в небе, по определению выгоднее тяжёлых. Но если так задачу ставить, то нужен не дирижабль, а аэростат с активной коррекцией точки висения.
Вот насчет "по определению" как-то есть сомнение у меня. Да, все эти аппараты легче воздуха не тратят энергию на то, что-бы висеть в в воздухе. Но, зато, им придется немало тратить энергии на то, что-бы висеть над одной точкой земли, в сценарии использования в качестве ретранслятора. Либо его надо привязывать к этой самой земле, но тут возникают уже другие сложности и ограничения - нужен прочный и не слишком тяжелый трос, этот трос может создавать помехи для полетов (не зря ведь в войну аэростаты использовали для создания помех бомбардировщикам). Может оказаться, что какой-либо дрон, с солнечными батареями, большими крыльями, с хорошим аэродинамическим качеством, будет экономичнее и дешевле сам по себе.
дрон такого класса ночью будет бесполезен, никаких аккумов не хватит.
Считать надо. Сейчас есть очень хорошие аккумуляторы и очень совершенные планеры с высоким аэродинамическим качеством. На крайний случай можно оснастить такой дрон двигателем, что-бы ночью поддерживал его полет. Можно его подзаправлять в воздухе, в общем да, есть свои сложности, так их и у аэростатов (дирижаблей) хватает - им точно так-же нужно топливо или емкие аккумуляторы, что-бы ночью не унесло куда-либо далеко.
Кажется, существует схема весьма узкого применения, в которой некоторые недостатки дирижаблей удаётся преодолеть. Я имею ввиду перевозку воздушным путём больших объёмов природного газа. Он несколько легче воздуха - значит, может летать. Никакой грузоподъёмности не требуется, поскольку наполнитель и есть груз (а если паче чаяния какая-то грузоподъёмность и обнаружится, можно возить попутные грузы). Нет срочности в доставке - значит, не требуется большая скорость и строгий маршрут. Экипаж может составлять 1...2 человека, мощность мотора - минимально необходимая, топливо - сам перевозимый газ. Есть предпосылки для движения караваном, тогда экипаж нужен только для головного воздушного судна.
Правда, баллон такого дирижабля придётся каким-то образом делать складным, дабы обеспечить переправку из места финиша обратно в место старта. Но надеюсь, это проблема решаемая.
Тут выглядывает призрак Гинденбурга.
Плотность природного газа 0.657, сжиженного газа - 450 кг/м3. То есть придется сделать 700 рейсов газового дирижабля вместо одного рейса танкера со сжиженным газом (который имеет габариты 300 метров в длину и 50 метров в ширину). Танкер может привезти 20 тысяч тонн сжиженного газа за неделю, а дирижабль будет мотаться туда-сюда несколько лет чтобы привезти такое же количество газа (30 млн кубометров).
Танкером на большие расстояния, дирижаблями - мелкий опт недалеко от порта.
Далее - пакетами
Мелкий опт газа - это баллоны опять же со сжиженным газом. На газовых автозаправках - также сжиженный газ. Есть ли смысл везти его в газообразном виде и затем сжижать?
Мелкий опт газа - это баллоны опять же со сжиженным газом.
Кажется, Вы путаете "пропан-бутан" и "природный газ" (метан). Последний при нормальной температуре, сколько помню, не сжижается (сколько помню, у него сверхкритическая температура - под -100, просто помню, что -80 от "сухого льда" недостаточно для сжижения, и танкеры СПГ несут танки, окружённые сжиженным азотом). Да и заправки с "природным газом" вполне себе существуют, просто из-за более мелких и тяжёлых баллонов, сжатый метан не используется на легковых автомобилях, а вот на автобусах и грузовиках, одно время, пользовался популярностью.
Конечно экзотика, но рядом с домом паркуется Goodyear. Сегодня на прогулке видел.
Вполне себе летает последние 40 лет. Засветился в фильме Flight of the Navigator.
https://visitpompano.com/see-do/goodyear-blimp-base/
Зона военных конфликтов? Дирижабля может затроллить до рапидной неконтролируемой посадки любой гражданский бухой идиот с нарезным, которых целый африканский континент и довольно в обеих америках.
Гелий - так вообще невозобновляемый ресурс (будучи добыт, он потом улетает в верхние слои атмосферы и улетает в космос одним из первых, это вам не вода, которая обратно дождем выпадет).
Про ветер и трудности его преодоления вообще молчу.
В сухом итоге даже классические деревянные парусники практичнее как вид транспорта - они не так сильно уступают теплоходам, как дирижабли - любому другому воздушному транспорту.
А летать в облаке вулканического пепла - никем не перекрываемый плюс дирижабля. Ибо поставить два мощных фильтра для двух двигателей, с возможностью их очистки в полёте - задача вполне рядовая. Другое дело - как часто так надо летать.
Ну и вывоз дирижабля из эллинга занимает время не больше чем выкатывание самолёта сравнимых размеров. Всё давным- давно отработано. Система рельсовых путей и электрических тележек-якорей прекрасно с этим справляют.
Для переброски конструкций до 500 тонн очень бы пригодились. Отлить из монолита каркас коттеджа на заводе это -50 процентов стоимости. Нет огромных капитальных затрат на строительство. Хотя при появлении модульных грузовых платформ на основе квадрокоптеров с нормальными источниками энергии конкурировать не смогут.
А если мы говорим, условно, про Африку или джунгли Амазонии, там вы вряд ли найдете ВПП в ближайшей доступности. Какие есть варианты?
Ещё сложнее в Африке или джунглях Амазонии найти в радиусе двух тысяч километров ангар с дирижаблем :)
Оптимальным применением дирижабля может оказаться гибрид дирижабля с теплоходом или поездом для отдалённых регионов. Представьте: караван дирижаблей плывёт над рекой/морем/железной дорогой, его буксирует теплоход/тепловоз и надувает тёплым воздухом от своих дизелей. Проблема по сути одна - парусность. Сильный порыв ветра может сдёрнуть дирижабль, несмотря на наличие "якоря".
А чем это лучше недорогой и грузоподъемной баржи?
Это вы мысль придумали!
Вообразите дирижабль, шагающий якорями по поверхности земли/воды. Вес единичного якоря надо подобрать так, чтобы запаса подъемной силы хватало для его отрыва и перемещения в новое место.
Нет проблемы балласта, частично решена проблема парусности, в любой момент можно "прижаться к земле" и переждать непогоду.
Кстати, при якорении дирижабль сможет ходить галсами.
Надо запускать беспилотные дирижабли-маршрутизаторы-ретрансляторы, чтобы транслировать LTE/LoRa/Wi-Max.
Дирижабли могут взлететь как прогулочная яхта и как транспорт для негабаритных грузов (например лопасти огромных ветряных электростанций).
Скорее всего небольшого размера беспилотные разведывательные дирижабли мы увидим в ближайшее время на войне.
А большие - это просто игрушки для богатеньких.
Для них отсутствует сейчас ниша. Тем не менее я рад что есть такие миллиардеры как брин которые свои детские мечтания реализуют в таких проектах.
А нужны ли реально дирижабли вроде Pathfinder