Дирижабль, как средство доставки РН на космодром

[MVal]

Есть пропорциональная зависимость затрат топлива на километр пути от лобового сопротивления, есть квадратичная зависимость лобового сопротивления от скорости

А авиация об этом знает? А автомобили? Пароходы? Почему бы им не поднять экономичность снизив скорость?

- а к авиации это неприменимо - у самолета как уже говорил предельное качество ограничено, следовательно лобовое сопротивление не может быть меньше веса, деленного на качество (иначе оно просто не полетит). Как уже сказано, затраты топлива пропорциональны лобовому сопротивлению. Для аэроплана есть выбор - лететь высоко и быстро (ограничивается скоростью звука), или низко и медленно. При этом на высоте КПД движков чуть выше за счет низкой температуры холодильника (забортного воздуха), но есть "накладные расходы" на герметичную кабину, струйные течения, неоптимальные режимы движков на взлете и посадке и т.п... Выбирают выше и быстрее, т.к. скорость - это тоже экономический показатель. Для негабаритных грузов стоимость перевозки пока она не сравнима со стоимостью груза, значения не имеет.

Для самолета качество конечно, таким образом сила лобового сопротивления (опять же в оптимальных режимах) пропорциональна весу, а следовательно затраты топлива на километр пути не могут быть меньше некоторого (причем весьма существенного) минимума.

Могут. Можно вобще сделать планер который будет летать и везти груз вообще без затрат топлива. И очень меееедленно.

- В статичном воздухе - нельзя. Качество конечно даже для крыла бесконечного удлиннения (с нулевым индуктивным сопротивлением) и без фюзеляжа, а при некоторых известных примерных пропорциях миделей крыла и фюзеляжа оно еще в разы уменьшается, учитывая же ограниченное удлиннение крыла (просто в силу прочностных и габаритных ограничений) - и индуктивное сопротивление снизить существенно по сравнению с сегодня достигнутыми параметрами нельзя. Таким образом лобовое сопротивление ЛЮБОГО аппарата, летающего за счет создания аэродинамической подъемной силы не может быть меньше некоторой величины, выражаемой весом, деленным на качество.

Больше того - транспортники вблизи этого минимума и летают.

Транспортники летают на высоких околозвуковых скоростях. Максимальное значение этой скорости ограничивают проблемы звукового барьера, ато летали бы быстрее. Самолёт вообще - чем быстрее летит тем экономичнее, несмотря на квадратичный закон лобового сопротивления. Кстати, если я скажу что сила лобового сопротивления самолёта в горизонтальном полёте постоянна и не зависит от скорости вы наверно сильно удивитесь?
 Так что если б не звуковой барьер, ох они бы гоняли!

Сила постоянна, потому, что самолет в крейсерском режиме летит как раз на скоростях, когда качество макимально. (соответственно - лобовое сопротивление в ГП - минимально. Просто для разных высот эти скорости разные, но вот для заданной высоты оптимальная скорость четко определяется массой аэроплана

Дальше остается только определить, при каких скоростях полета дирижабль становится экономичнее по топливу

Ах по топливу... И по топливу он не будет экономичнее ни на каких скоростях.

- Обоснуйте, а то ваше предыдущее обоснования мягко говоря несостоятельно.

(общая экономичность - несколько более сложная функция, но тоже посчитать не проблема).

Попробуйте. Интересно глянуть на результат.

Исходные данные плиз, вообще то экономику в любом дипломном проекте по техническим специальностям считают. - надеюсь, вы институт заканчивали?

- зато самолет имеет. Вы говорили, что ветры могут существенно влиять на время в пути дирижабля - так вот на самолет они так же существенно влияют, настолько существенно, что приходится маршрут прокладывать с учетом их.

Вы может не в курсе, но самолёты (по крайней мере транспортные и пассажирские) летают по строго определённым коридорам и эшелонам без какого-либо учёта ветра. Вобще скорость самолёта настолько больше скорости ветра (даже струйных течений на больших высотах) что ветер не оказывает на него существенного влияния. А вот дирижабль...

- чушь, вы бы сравнили прокладку межконтинентальных трасс с востока на запад и с запада на восток - сильно удивитесь. А струйные течения - это довольно таки стабильные образования в отличие от ветров в приземном слое. Дирижабль может летать по погоде, а вот самолету выбирать не получится - летишь с востока на запад - всегда против ветра (если конечно не вблизи экватора или полюсов).

чтобы делать подобные выводы, нужно иметь на то право, вы же используя ошибочные (или заведомо ложные) аргументы - такого права не имеете.

То есть проблема лично во мне? С самим тезисом вы не спорите?

- тезис, что все дирижаблеприверженцы дураки я оспорил в самом начале.

Но к тому же они ещё и опасны. Аэростатический принцип создания подъёмной силы заставляет их быть огромными, летать низко и медленно и сводит на нет манёвренность. В этой ситуации гибель от воздействия погоды или столкновения с землёй лишь вопрос времени, причём очень быстрого.

- Это - правильный аргумент, но насколько эти проблемы фундаментально непреодолимы - трудно сказать, скорее никто и не пытался их преодолевать в силу узости ниши - просто немного задач, предусматривающих перетаскивание неделимых негабаритных грузов за тридевять земель по суше.

Да, по поводу супертанкеров - а почему это им скорость не повышают? Звукового барьера рядом нет, авианосцы вдвое быстрее ходют, чего же супертанкеры так тормозят? Кстати характеристики воды несколько отличаются от воздуха - если у воздуха квадратичная зависимость сопротивления от скорости, то у воды - при определенных режимах может быть и линейная, но в целом топливная экономичность танкера сильно увеличивается с уменьшением скорости, надо думать, что там другие издержки растут - и скорость порядка 15 - 20 узлов - это как раз скорость, при которой достигается минимум суммарных затрат на тоннокилометр.

[Бродяга]

Не знаю как авиация с пароходами, но автомобили совершенно точно знают об этом При равномерном движении по автобану средний расход топлива на 100 км пути минимален на скорости 80-100 км/час,

О, блин! У моего старого корыта даже в паспорте написано: экономическая скорость - 90 км/ч. Так и ездею по нашим "автобанам"...  Компьютера у меня нету, но сравнение счётчика спидометра со счётчиком бензоколонки показывает что и правда...
 У морских судов экономическая скорсть в районе 18 узлов, у реактивных самолётов - 900 км/ч. И никто скорость ниже этих величин не снижает с целью повышения экономичности. Так что тезис "чем тише тем экономичнее" не проходит.

В вакууме автомобиль подчинялся бы "самолётным законам", чем выше скорость, тем больше экономичность.

 Но с ростом скорости начинает сказываться аэродинамика, которая у автомоблия является чистыми потерями, по этой причине есть оптимальная скорость автомобиля.

 Относительно самолётов, у "Дримлайнера" экономическая скорость на 10% выше, насколько я помню.
 Вообще, самолётам "мешает скорость звука".

[Бродяга]

Кстати, я выше упомянул про расход гелия.

 Сколько гелия будет терять дирижабль за рейс и сколько он будет стоить?

 Или водродники делать будем?

[hcube]

В случае надувного ангара ворот как таковых вообще нету - оболочка наддувается гелием, наддув объема снимается, и оболочка полностью или частично поднимается на высоту достаточную для прохода дирижабля. Я так понимаю, что в ангар дирижабль только для ТО заходит - примерно как корабль в док.

Старый, достали. Вы вопрос даже не пытаетесь рассмотреть, один апломб - я, де, специалист, а остальные нифига не знают.

Цепеллин, о котором речь, строился в начале 20-го века. Сейчас есть и более прочные конструкционные материалы, и лучшие способы проектирования. И удельная мощность двигателей подросла. Поэтому сократить массу конструкции с примерно 100 до примерно 70 тонн - совершенно не проблема, с одновременным упрочнением раза в полтора, которое необходимо для повышения скорости полета со 120 до 150 км/ч. Полезная нагрузка Цепеллина - 20 тонн с использованием блау-газа или 55 тонн, если емкости для блау-газа заполнялись водородом. Но эти 20 тонн достигались при дальности полета в 10+ тысяч км, если мы летим на меньшую дистанцию, то бОльшая часть уходящей на топливо емкости может быть сконвертирована в ПН. Поэтому я и назвал прикидочную цифру в 40 тонн ПН при рейсах на 2-3 тысячи км.  Это настолько же правильная цифра, насколько правильна ПН в 40 тонн для Ан-70 при полете на 2000 км, или 30 тонн для B-747 при полете на 10000.

[Старый]

Zeppelin LZ N07
Payload:    1,900 kg (4180 lbs)

Опять 2 тонны ПН... Что он реально поднимал? 20 пассажиров поднимал?

Max. speed:    125 km/h (78 mph)
Max. flight duration:    about 24 h
Range:    900 km (486 NM)

Както скорость, продолжительность и дальность не сходятся...
 По какому параметру продолжительность определяется? По способности экипажа не спать или обходиться без еды?

[hcube]

Гелий можно выбирать, сделав двойную оболочку, и производя из внешней оболочки обратную выборку гелия откачкой и сепарацией газа. Ну, в принципе можно ;-).

Сами по себе затраты на гелий не очень велики - меньше затрат на топливо, по крайней мере ;-). Полное заполнение гелием баллона дирижабля класса Цепеллина обойдется примерно в 300 килобаксов. Потеря газа - около 5% в неделю, но она зависит от конструкции баллона. Опять же, во время строительства Цепеллина не существовала металлизированная ткань на лавсановой основе.  А использование баллонетов из чего-то подобного очень сильно снижает потерю газа.

[Гость 22]

Zeppelin LZ N07
Payload:    1,900 kg (4180 lbs)

Опять 2 тонны ПН... Что он реально поднимал? 20 пассажиров поднимал?

Написано, что "the cabin can accommodate 2 pilots and up to 12 passengers."

Max. speed:    125 km/h (78 mph)
Max. flight duration:    about 24 h
Range:    900 km (486 NM)

Както скорость, продолжительность и дальность не сходятся...
По какому параметру продолжительность определяется? По способности экипажа не спать или обходиться без еды?

Ну, мало ли по какому... Может, по вместительности емкости для отходов жизнедеятельности пилотов... Они же почти всегда над городами висят, причем низко: рекламу на себе таскают, наблюдают за дорожным движением... Большую часть времени дрейфуют, иногда подруливая

[Бродяга]

Гелий можно выбирать, сделав двойную оболочку, и производя из внешней оболочки обратную выборку гелия откачкой и сепарацией газа. Ну, в принципе можно ;-).

Сами по себе затраты на гелий не очень велики - меньше затрат на топливо, по крайней мере ;-). Полное заполнение гелием баллона дирижабля класса Цепеллина обойдется примерно в 300 килобаксов. Потеря газа - около 5% в неделю, но она зависит от конструкции баллона. Опять же, во время строительства Цепеллина не существовала металлизированная ткань на лавсановой основе.  А использование баллонетов из чего-то подобного очень сильно снижает потерю газа.

Что-то мне это кажется слишком оптимистично.
 Жарик с гелием сдувается до потери подъёмной силы за несколько часов.

 Относительно "двойной оболочки" с возвратом гелия я вообще не понял. Как это?  :shock:

[hcube]

Шарик в шарике, во внешнем шарике газ (воздух с просочившимся гелием) прокачивается и сепарируется на центрифуге скажем. Потом из 'обогащенного' газа криогеникой откачивается воздух, остается чистый гелий.

[Бродяга]

Шарик в шарике, во внешнем шарике газ (воздух с просочившимся гелием) прокачивается и сепарируется на центрифуге скажем. Потом из 'обогащенного' газа криогеникой откачивается воздух, остается чистый гелий.

Завод по производству ГЕЛИЯ с собой возить?  :shock:

[hcube]

Ну, не полный цикл ;-) Сепарация двух газов - не слишком сложный процесс. Учитывая, что у нас уже есть баллонеты, в качестве внешнего баллона может выступать легкий корпус дирижабля - проводим вентиляционную ветку по верхней балке, и отбираем воздух вместе с гелием, потом сепарируем в центробежном вентиляторе по сути ;-)

[Бродяга]

Ну, не полный цикл ;-) Сепарация двух газов - не слишком сложный процесс. Учитывая, что у нас уже есть баллонеты, в качестве внешнего баллона может выступать легкий корпус дирижабля - проводим вентиляционную ветку по верхней балке, и отбираем воздух вместе с гелием, потом сепарируем в центробежном вентиляторе по сути ;-)

Гм...
 А кто-то такое уже делал?

[Dude]

А почему не используется смесь гелия с водородом?

[Бродяга]

А почему не используется смесь гелия с водородом?

Да, кстати, она же вроде не горит.

[Dude]

Я где-то читал про смесь гелия (85%) с водородом (15%) как оптимальную для воздухоплавания.

[hcube]

Потому что крупные дирижабли не используются, а на 1000-кубометровый Акрон можно и гелия накачать, там экономичность не главное.

[Старый]

the cabin can accommodate 2 pilots and up to 12 passengers."

"can accommodate" это круто... Вобщем реально 12 пассажиров без багажа т.е. тонна.
 У меня постоянно появляется такое подозрение что дирижопельщики в полезную нагрузку записывают всё кроме корпуса непосредственно создающего подъёмную силу. То есть гондолу, экипаж, двигатели, топливо...

Ну, мало ли по какому... Может, по вместительности емкости для отходов жизнедеятельности пилотов...  

Блин, я подумал об этом но не сообразил до конца. Действительно, у них же нельзя за борт!

[Старый]

[ Выбирают выше и быстрее, т.к. скорость - это тоже экономический показатель.

Нет. Выше и быстрее самолёты летают потому что чем разреженнее воздух тем бОльшая истинная скорость соответствует тому же значению лобового сопротиволения. То есть лететь в разреженном воздухе банально легче (выгоднее по топливу) чем в плотном.

В остальном что касается дирижаблей для перевозки уникальных грузов, то дирижабль для перевозки груза диаметром метров в 10 и массой тонн в сто будет настолько огромен что его эксплуатация будет реально невозможна. Между тем сделать и эксплуатировать самолёт на 100 тонн с грузовой кабиной сечением 10х10 метров не составляет особой проблемы.
 Ну а уж грунтовый транспортёр для перевозки хотя бы такого изделия как Шаттл с заправлеными ТТУ...

[hcube]

12 пассажиров даже чисто по тушкам - это 1200 кг. А с учетом сидений получается порядка 1500.

И не надо грязи - я назвал цифру в 200 пассажиров. На 40 тонн ПН. Это по 200 кг на пассажира. Учитывая, что объем на дирижабле почти ничего не стоит, площадь грузового отсека практически не ограничена (корпус длиной 250 метров - это более 150 метров длины цилиндрической части, т.е. 50 3-метровых кают с каждой стороны) уложить в 200 кг обстановку одной каюты - совершенно не проблема. Ну да, стены будут пенопластовые. И чего? ;-)

[Старый]

А почему не используется смесь гелия с водородом?

Потому что геморроя много а толку никакого. Как впрочем и от всего в дирижоплях.