Особенности конструкции воздушного шара

Международная стандартная атмосфера.

МСА — условное вертикальное расположение плотности, температуры и влажности воздуха в атмосфере Земли, которое по международному соглашению представляет среднегодовое и среднеширотное состояние.

Основа для расчётов параметров МСА (плотность, температура и влажность воздуха, скорость звука, кинематическая вязкость) — уравнения статики атмосферы и состояния идеального газа.

Цель создания: унификация исходных значений параметров атмосферы, характеристика лётных и аэродинамических данных самолётов при одинаковых параметрах воздуха.

Согласно МСА в тропосфере температура воздуха понижается на 6,5 градуса через каждый километр.

Высотность

Высотность определяется положением самолета относительно моря.

Параметры высотности: температура, плотность воздуха, баралистическое давление, влажность, электрическая плотность воздуха.

Вибрационные нагрузки и линейные ускорения

Вибрации характеризуются частотой, амплитудой, ускорением. Знакопеременны. Оказывают наиболее разрушающее воздействие.

Линейное ускорение характеризуются ускорением, длительностью, знаком воздействия ускорения.

Возникающие при вибрациях и линейных ускорениях перегрузки оцениваются соответствующими коэффициентами. Для уменьшения воздействий вибраций устанавливают амортизаторы или используют демпфирующие материалы. От лин. ускорений амортизаторы почти не спасают.

Воздействие лин. ускорения эквивалентно увеличению массы аппаратуры. Требует усиления прочности конструкции.

Основные отличия дирижабля от аэростата и воздушного шара

Дирижабль	Аэростат	Воздушный шар
Перевозка пассажиров и грузов	Статические наблюдения или действия	Перевозка пассажиров
Пилотируемый аэростат с гондолой	Прикреплён канатом к лебёдке	Шар с пассажирской корзиной
Изменяемый объём оболочки	Изменяемый объём оболочки	Фиксированный объём оболочки
Имеет двигатель и воздушный винт
Обтекаемая форма оболочки, оперение

Особенности конструкции воздушного шара

Воздушный шар:

купол: купол теплового воздушного шара шьется из прочных нейлоновых тканей – полиэстера или полиамида, внутренняя сторона которых покрывается полиуретаном (силиконом). Куски ткани - сегменты – сшиваются в колонки, которые потом сшиваются между собой. Отверстие надувания купола обшивают лентой из защитного материала. Далее на куполе зашиваются вертикальные и горизонтальные ленты нагрузки. Количество лент разное, в зависимости от количества колонок и формы купола. На верхушке ленты крепятся к кольцу верхушки, а внизу лента обвода крепится к канатам подвески купола.

корзина: корзины обычно изготавливается из лозы, дно корзины – из устойчивой к влаге морской фанеры. Для структурного каркаса корзины используются тросы из нержавеющей стали. Ими корзина крепится к куполу. В гнезда рамы корзины и рамы горелки вставляются стояки из полиуретана. Они укрепляют и делают стабильной систему нагревания. Эти стояки и тросы покрываются кожаными оболочками, которые защищают стояки и тросы от механических повреждений. Газовые цилиндры, как правило, закрепляются кожаными ремнями в углах корзины. Устройства, футляр для карты, огнетушитель и другие принадлежности также крепятся в корзине в предназначенных для них местах.

горелки: горелки являются силовой станцией горячего воздуха воздушного шара. Горелками накаляется воздух при надувании шара и поддерживается температура при полете. Горелки «питаются» жидким пропаном, который до сгорания в спиралях горелки превращается в газ. Поэтому почти половину горелки составляет спираль. В горелку сжиженный газ попадает из газового цилиндра. В спирали жидкий пропан накаляется, и прогревшись он превращается в газ. Накаленная горелка работает более производительно, чем холодная. Современные горелки изготавливаются с защитными коробками, которые защищают руку пилота от ожогов и удерживают тепло, излучаемое вниз от накаленной горелки. Горелка изготавливается из очень крепкой нержавеющей стали.

Типы дирижаблей

Тип оболочки: мягкие, полужесткие, жесткие.

Тип силовой установки: с паровой машиной, с бензиновым двигателем, с электродвигателем, с дизелями, с газотурбинным двигателем.

Тип двигателя: крыльевые, с воздушным винтом, реактивные.

Назначение: пассажирские, грузовые, военные.

Способ создания архимедовой силы: с использованием лёгкого газа, с использованием горячего воздуха (термодирижабли), комбинированные.

Способ управления подъемной силой: стравливание подъёмного газа, изменение температуры подъёмного газа, закачка/стравливание балластного воздуха, изменяемый вектор тяги силовой установки, аэродинамический.