Дирижабли как средство связи и наблюдения.

[Старый]

Спутник тоже запустили не в 20-х, 30-х, 40-х годах. Тоже не быстро получилось.

Со спутниками такого не было чтобы они были а потом вымерли вытесненные более совершенными видами техники.

[Татарин]

Сферический дирижабль, который мы с Вами обсуждаем в этом и только в этом лирическом отступлении от основной темы, всегда можно поеврнуть так, чтобы направление на Солнце было перпендикулярно нормали к поверхности солнечных батарей.

Это как?

И так, баланс веса дирижабля выглядит так
оболочка - 2.3 тонны (ссылку дал),

До оболочки еще доберемся.
Сначала с энергетикой.

пленочные солнечные батареи - 2.2 тонны (сылку дал),

+конструкции (модуль СБ от "голой СБ" знаете чем отличается?), высокоамперная разводка, преобразователи и их охлаждение...

топливные элементы - 5 тонны (ссылку дал);

+компрессор ТЭ, системы охлаждения, преобразователи, высокотемпературные электролизеры высокого давления, компрессор, газовая арматура (ресиверы, теплообменники), баллоны высокого давления, сама вода.

Посчитаем энергетику.
Пусть нам требуется 180кВт в течение ночи - 8-и часов. Это 1440кВт*ч.

1440кВт*ч / 0.7 (КПД топливных элементов) / 0.95 (КПД преобразователей) / 0.95 (КПД электродвигателей) ~= 2300кВт*ч = 8.2ГДж мы должны иметь на этот период. Как минимум. К расходам компрессора, который обеспечивает ТЭ воздухом - мы еще вернемся.

Это 68 кг водорода.
Какова масса баллонов для хранения 68кг водорода?
Какое давление выберем для хранения (с учетом, что газ из электролизера мы сжимаем бортовым компрессором - небесплатным, весомым, и жрущим сколько-то электричества)?

Это летом на широте Питера. А зимою на той же широте среднесуточная инсоляция падает в 6 раз, а потребность в аккумуляции - за счет короткого светогого дня - вырастает в 4 раза.


Чтобы наработать этот водород мы должны потратить
2300кВт*ч / 0.70 (КПД высокотемпературного электролизера) / 0.95 (КПД преобразователей) = 3500кВт*ч + расходы компрессора (рассмотрим позже, когда станет известным давление в баллонах).
Итоговый КПД идеального цикла с наилучшим оборудованием - около 40%. Это означает, что питерской зимой, например, нам придется иметь солнечных батарей не 180кВт, а где-то в 30 раз больше. Как минимум в 30.

спутник Ямал со всеми передатчикми - 1.2 тонны (ссылку дал)

устройство электрического разложения воды - 1 тонна (почему нет).

Потому что нет. Потому что около трех тонн весит промышленный электролизер на 150кВт, и мы не учли насосов, компрессоров, теплообменников и прочей фиготени, которая в таких случаях прилагается. Конечно, я не берусь утверждать, что меньше трех тонн электролизер невозможен... но уж "что выросло - то выросло", теперь Вам нужно показать, что свои 180кВт Вы упакуете в тонну со всеми причиндалами...

В сумме получаем 11.7 тонн.

Подъемная сила 13 тонн. Есть запас.

Это Вам кажется.

При необходимости можно увеличить объем. С учетом потерь на оболочку при увеличении дирижабля на каждые дополнительные 100 000 м2 (в длину, при той площади поперечного сечения) будем получать дополнительный вес полезной нагрузки около 5 тонн.

Хорошо. Увеличивайте.

Но сначала определимся с давлением в баллонах.

[ДалекийГость]

Старый: "Так сферический дирижабль или нет?"

Сферический дирижабль был только в лирическом отступлении.

Если Вам интересна тема сферических дирижаблей и теоретичекие аспекты управления их ориентацией, то откройте новую специальную тему. Обещаю принять участие.

А в этой теме давайте останемся в рамках Гиденбургоподобного дирижабля. Сложно обсуждать несколько разных вещей одновременно.

Для солнечных батарей рассматриваемого дирижабля, я использовал Ваш коэффициент 18.


Старый: "Узнайте какая на самом деле удельная масса и удельная мощность СБ на спутниках"

Спутникам - спутниковое, а дирижаблям - дирижабельное. Дирижаблям не нужны панели солнечных батарей.


Старый: "Дык в данном случае нужно брать ссылки с официальных сайтов потребителей."

Здесь были приведены ссылки на официальные сайты потребителей, которые разрабатывают подобные дирижабли.


Старый: "Ненавязчиво так скромненько вы свою химеру поставили в один ряд с программой Аполлон."

Почему же мою? Была много  ссылок, что многие фирмы разрабатывают подобные дирижабли. Локхид, например.

Вы верите, что такая фирма существует?

[Дмитрий Виницкий]

Локхид разрабатывает прототип-демонстратор. Не передергивайте. И прокомментируйте, пожалуйста, размеры этого протипа.

[Татарин]

Вы, кажется, путаете. это Вы должны обосновывать собственные идеи, а вовсе не оппоненты. Кстати, а откуда возьмется вода. когда вы ее разложите. И сколько будет весить цистерна с водой?

Около 2.5 тонн - вода. А цистерна - фиг ее знает...

[ДалекийГость]

Татарин: "Пусть нам требуется 180кВт в течение ночи - 8-и часов. Это 1440кВт*ч."

Даже больше. Я мспользовал оценку, которую сделал Старый. Если я правильно понял, он считал, что ночь в дви раза длиннее дня.


Татарин: "Это 68 кг водорода."

Для 16 ночных часов будет 176 кг водорода и 2816 кг (176*16) кислорода.


Татарин: "Какова масса баллонов"?

Предположим, что кислород и водород хранятся в оболочках, аналогичных тем, из которых сделана оболочка самого дирижабля.

Татарин: "Какое давление выберем для хранения (с учетом, что газ из электролизера мы сжимаем бортовым компрессором"

Давайте, вначале, рассмотрим вариант без компрессора. То есть храним при внутреннем давлении дирижабля. Чем это плохо?


Татарин: "Итоговый КПД идеального цикла с наилучшим оборудованием - около 40%"
Татарин: " солнечных батарей не 180кВт, а где-то в 30 раз больше"

Старый сделал оценку без учета кпд, получилось в 18 раз больше.
Значит нужно в раза больше. Добавится еще 2 тонны солнечных батарей.


Татарин: "Потому что около трех тонн весит промышленный электролизер на 150кВт"

Приведите пожалуйста ссылку на электролизеры. Можно на изготовителя. Не очень понятно, зачем нужна такая масса, чтобы разлагать граммы воды в секунду.

Затраты на разложение воды - 20 МДж/кг (правильно?). Для 150 кВт, получим 7.5 грамм воды секунду. Это мало. Зачем требуется три тонны?


Татарин: "Но сначала определимся с давлением в баллонах."

Давайте. Зачем нужно сжимать водород и кслород?


Спасибо за конструктивный подход.

[Старый]

Сферический дирижабль был только в лирическом отступлении.

Значит реальный дирижабль будет поварачиваться длинной стороной вдоль ветра. И направление СБ будет определяться направлением ветра а не направлением на солнце.

Если Вам интересна тема сферических дирижаблей

Тема дирижаблей мне неинтересна вообще.

А в этой теме давайте останемся в рамках Гиденбургоподобного дирижабля.

Вот, вот. И поэтому не забываем о жёстком каркасе. Но о нём потом.

Спутникам - спутниковое, а дирижаблям - дирижабельное. Дирижаблям не нужны панели солнечных батарей.

Почему же? Условия работы СБ на таком дирижабле будут мало отличаться от условий работы на спутнике. На спутнике даже легче - невесомость.

Здесь были приведены ссылки на официальные сайты потребителей, которые разрабатывают подобные дирижабли.

Вы хотели сказать "с сайтов организаций которые пытаются выбить деньги на постройку дирижабля"? Нет, нужны ссылки на сайты потребителей которые РЕАЛЬНО ЭКСПЛУАТИРУЮТ предлагаемые СБ.  

Почему же мою?

Потому что на данном топике вы её представляете.

Была много  ссылок, что многие фирмы разрабатывают подобные дирижабли. Локхид, например.

"Подобные" это какие? Которые по многу суток летают на солнечной энергии?
 Если даже так то "ни разу не продемонстрированные" и "общеизвестные" это не одно и то же. Вы вынуждены постоянно подменять понятия и это вас не красит. Это показывает что у вас нет аргументов.

Вы верите, что такая фирма существует?

Опять подтасовываете понятия? "Существует такая фирма" и "существует такой дирижабль" - это не одно и то же.

[ДалекийГость]

Postoronnim V: "Локхид разрабатывает прототип-демонстратор"

Вот именно, что прототип. Локхид собирается делать такие дирижабли.


Postoronnim V: "прокомментируйте, пожалуйста, размеры этого протипа."

Если кртако, то нормальные размеры.

Но давайте не будем отвлекаться на другие проекты. У нас тут  собственный проектт. Я же не могу все время менять исходные данные.

[Дмитрий Виницкий]

То есть вы умнее Локхида? Они, кстати, осваивают госсредства по военной программе. И прототип еще полетел. и не факт, что полетит. Да, а что вы про самолетики скажете?

[Старый]

Даже больше. Я мспользовал оценку, которую сделал Старый. Если я правильно понял, он считал, что ночь в дви раза длиннее дня.

В два. Я взял Москву а не Питер.

Для 16 ночных часов будет 176 кг водорода и 2816 кг (176*16) кислорода.

То есть в массе нужно учесть 3 тонны газов и баллоны для них?

Предположим, что кислород и водород хранятся в оболочках, аналогичных тем, из которых сделана оболочка самого дирижабля.

При каком давлении? Какой будет объём оболочек? Аэродинамическое сопротивление?

Давайте, вначале, рассмотрим вариант без компрессора. То есть храним при внутреннем давлении дирижабля. Чем это плохо?

Объёмом. И на подъёмную силу постоянный переход жидкость-газ очевидно будет влиять.

Старый сделал оценку без учета кпд, получилось в 18 раз больше.
Значит нужно в раза больше. Добавится еще 2 тонны солнечных батарей.

И даже сделаный при невероятных допущениях задел исчезнет.

Давайте. Зачем нужно сжимать водород и кслород?

Считается что чем выше давление тем меньше масса системы хранения. [/quote]

[Старый]

пленочные солнечные батареи - 2.2 тонны (сылку дал),
топливные элементы - 5 тонны (ссылку дал);
устройство электрического разложения воды - 1 тонна (почему нет).

Видите: вы изобрели электростанцию круглосуточной мощностью 200кВт массой всего 8 тонн не расходующую ни грамма топлива. Для небольшой деревни в 100 домов достаточно. Почему бы сторонникам данных дирижоплей для пробы не построить наземный образец и даже не попытаться его где-нибудь внедрить?
 Ну хотя бы просто построить чтоб доказать всем что такое в принципе возможно?
 И так ведь проще: оболочку и всякую систему управления строить не надо. В том что оболочку построить можно никто и не сомневается...

[Зомби. Просто Зомби]

Видите: вы изобрели электростанцию круглосуточной мощностью 200кВт массой всего 8 тонн не расходующую ни грамма топлива.

И три года без обслуживания/ремонта? :mrgreen:  :mrgreen:  :mrgreen:

[Зомби. Просто Зомби]

...просто, типа, воткнул вилку в розетку...? :roll:
 :mrgreen:  :mrgreen:  :mrgreen:

[ДалекийГость]

Старый: "Видите: вы изобрели электростанцию круглосуточной мощностью 200кВт массой всего 8 тонн не расходующую ни грамма топлива."

Это не я. Там в ссылке написано, какая фирма изобрела.


Старый: "Почему бы сторонникам данных дирижоплей для пробы не построить наземный образец и даже не попытаться его где-нибудь внедрить?"

Образец у них есть. Но наземные гидроэлектростанции и электростанции на газе, угле, мазуте намного дешевле.
Поэтому и не внедряют.


Старый: "То есть в массе нужно учесть 3 тонны газов и баллоны для них?"

Газов -да, а с баллонами пока не уверен.


Старый: "При каком давлении? Какой будет объём оболочек? Аэродинамическое сопротивление?"

При наиболее эффективном давлении. Вы знаете чему оно равно?
Я пока не соображу.

Дополнительного аэродинамичекого сопротивления не будет. Все хранится внутри дирижабля. А может и правда сделать не геливеый, а водородный дирижабль, как тут кто советовал?


Старый: "И даже сделаный при невероятных допущениях задел исчезнет."

Увеличим длину дирижабля. Я же написал.


Старый: "Считается что чем выше давление тем меньше масса системы хранения"

Может быть.

[Дмитрий Виницкий]

В общем, я устраняюсь от дисскусси по существу, как несостоявщейся. Но вдогонку, раскажите о своем мнении о самолетах-ретрансляторах?

[Старый]

Это не я.

Но вы здесь представляете эту идею.

Там в ссылке написано, какая фирма изобрела.

Изобрела, а с изготовлением действующего образца проблемы?

Образец у них есть.

У них есть действующий образец? А где о нём можно узнать подробнее?

Но наземные гидроэлектростанции и электростанции на газе, угле, мазуте намного дешевле.
Поэтому и не внедряют.

Странно... Электростанция расходующая топливо дешевле чем электростанция которая его не расходует?

а с баллонами пока не уверен.

А какой точки зрения придерживается Локхид?

При наиболее эффективном давлении. Вы знаете чему оно равно?
Я пока не соображу.

Ну тут или при давлении окружающей среды или в баллонах высокого давления. Третьего не дано.

Дополнительного аэродинамичекого сопротивления не будет. Все хранится внутри дирижабля.

А несущий газ на это время стравливается за борт? Или загоняется в баллон?

А может и правда сделать не геливеый, а водородный дирижабль, как тут кто советовал?

Вам это чемто поможет?

Увеличим длину дирижабля. Я же написал.

Как вы думаете: почему никто не делает длинных тонких дирижаблей? Типа просто не догадались?

[ДалекийГость]

Значит так.

Храним только водород и воду. Для сжигания водорода используем кислород окружающего воздуха. Туда же выводим кислород, получаемый при электролизе.

Водород не сжимаем.

Посчитаем какой объем будут занимать необходимые 176 кг водорода.

Примем для простоты, что давление в дирижабле такое же, как на высоте 20 км. То есть в 18 раз меньще атмосферного. На самом деле давление в дирижабле будет меньше и водород будет занимать меньший объем.

При атмосферном давлении плотность водорода - 0.09 кг/м3. Значит водород будет занимать объем 35 000 м3 = 18*176/0.09 м3.

Это меньше 10 процентов объема всего дирижабля. Немного.

Водород хранится в отдельной оболочке внутри дирижабля.

Или, как вариант  - у нас не гелевый, а водородный дирижабль, совсем как Гиденбург, только длинее. Тогда и специальной оболчки не нужно.

И так, добавилось 3 тонны воды. Это 50 000 м3. Дирижабль стал длинее на 70 м.

Остается открытым вопрос с элетролизерами.

[Старый]

Значит так.
Храним только водород и воду. Для сжигания водорода используем кислород окружающего воздуха.

А как мы его отделяем от азота?

Водород не сжимаем.

Тогда кажинный раз вечером дирижопель будет всплывать вверх и из него выходить газ. А утром он будет снижаться а газ обратно возвращаться не будет.
 А я не знаю: чего, действительно изобрели топливные элементы на воздухе?

[ДалекийГость]

Старый: "У них есть действующий образец? А где о нём можно узнать подробнее?"

На их официальном сайте.


Старый: "Электростанция расходующая топливо дешевле чем электростанция которая его не расходует?"

Точно! Еще Менделеев возмущался. Но так вот и живем.


Старый: "при давлении окружающей среды"

Да, это нормальный вариант.


Старый: "Вам это чемто поможет?"

Не нужно отделять водород от гелия внутри дирижабля. Но можно и на оболочку потратится.


Старый: "Как вы думаете: почему никто не делает длинных тонких дирижаблей?"

Я совсем не против сделать его потолще и подлинее. Я же объяснял -  чем больще, тем лучше.


Старый: "А какой точки зрения придерживается Локхид?"

У дирижабля Локхида размеры больше нашего.

[ДалекийГость]

Старый: "А как мы его отделяем от азота?"

А мы сжигаем водород в воздухе. Что осталось, то азот.


Старый: "Тогда кажинный раз вечером дирижопель будет всплывать вверх"

Зачем же. Мы сохранеям объем дирижабля постоянным, так чтобы не всплыввать. А вот давление в нем будет меняться. Из-за 176 кг водорода - в пределах 10 процентов.

Давление регулируется с помощью специальных оболочек, находящихся внутри дирижабля. Без них нельхя обойтись в мягком дирижабле.