Вакуумный дирижабль

[Energy_ML]

Забываете о вакуумированном состоянии гелия и водорода, которые сгладят нагрузки в разумных пределах

Давайте с вами так. Молярная масса воздуха условно 29г/моль. Один моль газа при нормальных условиях - это 22,4 литра. Молярная масса водорода -2 (Н2 -двухатомный газ). Гелия -4 Итого - в воздушной атмосфере объем водорода в 22,4литра будет обладать подъемной силой 29-2=27 грамм. А гелия - 29-4=25 грамм. Если вы будете как-то понижать давление водорода или гелия скажем будет там 0.5 бар, то в первом случае это будет 28 грамм, а во втором 27 грамм. То есть выигрыш будет скажем для водорода на 100%-28/27= 3,7% во втором - 100%-27/25=8%. То есть при падении давления вдвое грузоподьемность увеличивается на считанные %. Имеет ли это цимес? Очевидно нет!

Вывод - грузоподъемность дирижабля зависит не сколько от того, насколько легкие газы в него закачены (водород/гелий), а сколько от того - в насколько тяжелом газе он "плавает" сам. Типа водоизмещения судна - вытеснил тонну воды... тонну груза можешь удерживать на плаву. Посему было бы неплохо скажем плавать в атмосфере Аргона(39г/моль)/Криптона (83г/моль) или СО2(44г/моль) или даже Радона(222 г/моль). Тады да... но снижение давления внутри оболочки и так наполненной легким газом ничего не даст толком!

Второе -0.5 бар давление уже существенное и нагрузки уже значительные. То есть и такое давление будет недостижимо без прочных распорок и оболочки. Ничего они там сгладить не способны. Эффект мизерный при падении давления вдвое. а если скажем слегка вакуум в 0.9 бар?    

 

[Карабас]

Цитата не моя: о возможности работать с гелием или водородом (совместно с воздухом) я уже догадался, но не для "сглаживания нагрузок". Эффект от применения вакуума простой: возможны полёты без гелия и/или водорода (по слухам именно водород стал причиной аварии самого большого дирижабля). Проще решается и проблема балласта. Конечно применение безопасного гелия сильно упрощает всё и вся, но если с гелием проблемы... Считать проще не исходя от молярной массы. а от плотности газов: для воздуха от 1,225 кг/м куб., гелия 0,178 кг/м куб. Возможная подъёмная сила 1 м куб. 1 кг (абсолютный вакуум) и 0,8 кг (гелий при нормальном давлении). А материал для "прочных распорок и оболочки" уже есть. Вакуум должен быть не глубже 0,9. Но важно не это, а возможность вывести из забвения (и даже небытия) этот вид аэростатов (и дирижаблей на их основе).

 

[Energy_ML]

Чушь несете.... водород - поросту горит и неплохо бахает. И это основная причина показаний к тому, чтобы применять абсолютно инертный гелий. Это раз.

С гелием нет никаких проблем. С чего вы это решили? не такой уж и ценный газ.... сам его покупал в баллоне для надувания шариков.

Молярная масса и плотности -в общем-то одинаковые вещи.  Вы сами себе противоречите и врете. если у 1м3 воздуха - масса 1,2754 кг, то и подъемная сила будет такая же. Откуда вы взяли 1 кг?. А у гелия -с вычитанием. То есть 1,2754-0,178 = 1,0974. Итого - 1,2754/1,0974= 1,16. То есть рост на 16% относительно вакуума.

Прочного материала нет! Приведите что именно имеете ввиду? Масса материала и распорок "сожрет" весь полезный эффект... и даже не то что сожрет, а сделает полет невозможным.

 

[Карабас]

Дирижабли Цеппелина успешно летали на водороде (пока одного из них не подожгли) так как американцы гелий немцам не продавали. Сейчас гелий относительно дёшев для шариков, но для дирижабля нужны сотни кубометров и практически безвозвратно. Плотность воздуха на уровне моря 1,225 кг/м куб. (по ГОСТ 4401-81 для расчётов летательных аппаратов - температура +15 град. давление 760 мм рт. ст.). При плотности "вакуума" 0,125 кг/м куб) его подъёмная сила (без учета веса каркаса и оболочки)1,1 кг. У самого воздуха (без нагрева или вакуумирования) подъёмной силы (в воздухе) НЕТ. Ну и что? Институт ВИАМ разработал бороволокнит и карбоволокнит с подходящими свойствами (КМБ-3к с плотностью 2000 кг/м куб.; прочностью при сжатии 1500 МПа; модулем упругости 260 ГПа. КМУ-1в с плотностью 1550 кг/м куб.; прочностью при сжатии 540 МПа; модулем упругости 180 ГПа). Кроме того по упомянутому ГОСТ давление на высоте 2000 м составляет 596 мм рт. ст. поэтому расчётный перепад давления на оболочке может быть только 0,7 кг/см. кв. Всё это не очень похоже на "чушь". Осталось только правильно рассчитать каркас для оболочки.

 

[летавший, как то раз)))...]

Институт ВИАМ разработал бороволокнит и карбоволокнит с подходящими свойствами (КМБ-3к с плотностью 2000 кг/м куб.; прочностью при сжатии 1500 МПа; модулем упругости 260 ГПа. КМУ-1в с плотностью 1550 кг/м куб.; прочностью при сжатии 540 МПа; модулем упругости 180 ГПа). Кроме того по упомянутому ГОСТ давление на высоте 2000 м составляет 596 мм рт. ст. поэтому расчётный перепад давления на оболочке может быть только 0,7 кг/см. кв. Всё это не очень похоже на "чушь". Осталось только правильно рассчитать каркас для оболочки.

Для тех, [highlight]кто в бронепоезде[/highlight], все ваши "[highlight]супер-пупер волокна от ВИАМ[/highlight]", выдержат давление в 125,6 тонн, на площади 12,56 м[sup]2[/sup], но чтобы "не вылазить за показатель КМУ-1в с плотностью 1550 кг/м куб." ?  Вы делали пересчёт???
Так вот, прежде чем "[highlight]ваять каркас[/highlight]" - сначала найдите что-то попрочнее бороволокнита, карбоволокнита, и пр-я, и пр-я, и пр-я! :IMHO

 

[Карабас]

Опять ля-ля вместо конкретики. Чем Вам не понравился бороволокнит? Тем, что изделия из него не дёшевы? Композит для МС-21 не дешевле, хоть и импортный. Какой "перерасчёт" и чего именно я должен сделать? Каркас я уже рассчитал, возможную подъёмную силу аппарата разумных габаритов определил. А у Вас кроме цистерны, доведённой до ужасного состояния ошибкой обслуживающего персонала НИЧЕГО нет. И это аргументы инженера в споре? "Ваять" каркас оказалось трудно, но интересно (получил огромное удовольствие). А "искать" материалы не моя задача. Их разрабатывают материаловеды, но искать информацию о новых материалах трудновато.

 

[летавший, как то раз)))...]

Какой "перерасчёт" и чего именно я должен сделать?

[smiley=happy.gif]
Знакомо словосочетание СОПРОМАТ? Вот по нему и попробуйте определить, и здесь(!) выложить толщину [highlight]вамипредлагаемого[/highlight] материала оболочки из расчёта 1м2 - 10 000 тонн нагрузки, и с троекратным запасом прочности :IMHO вместе посмеёмся  а то "[highlight]хихикаете тихосамссобою[/highlight]", пощёлкивая клавиатурой, в поисках [highlight]леговерных ЛОХ-ов[/highlight]  [smiley=happy.gif]

 

[Карабас]

Сопромат (как и диамат!) я сдавал в 1955-м году и уверен, что это слово (почему же "словосочетание"?) мне знакомо больше, чем Вам. Пользуясь "Справочником машиностроителя" (в его редколлегии есть и мой преподаватель) я сделал расчёт и эластичной герметичной оболочки (опирающейся на решётчатый каркас) и деталей самого каркаса (трубок из бороволокнита). "Здесь!" выкладываю толщину оболочки (ткань из кевларового волокна с 2-сторонним покрытием из защитного полимера) - всего 0,08 - 0, 09 мм. Она работает на растяжение как гибкая полоска между опорными кольцами каркаса (пролёт 50 - 60 см) при расчётном перепаде давления на оболочке 0,75 кг/см кв. Это всего 7500 кг/м кв., но для полётов на высоте 2000 м больше и не нужно. Запас прочности, правда, только 1,5, но это предложил один из "собеседников" на ветке. Что ещё потребуют "леговерные ЛОХ-и"? Выложить САМ расчёт толщины? Нужно задаваться конкретными размерами каркаса.

 

[летавший, как то раз)))...]

[highlight]Запас прочности, правда, только 1,5,(1)[/highlight] но это предложил один из "собеседников" на ветке. [highlight]Что ещё потребуют "леговерные ЛОХ-и"?[/highlight](2) [highlight]Выложить САМ расчёт толщины?[/highlight](3) [highlight]Нужно задаваться конкретными размерами каркаса[/highlight].(4)

1. "[highlight]Хиловато[/highlight]" для авиации! [smiley=happy.gif] Эт вам не палатка рыбачка :IMHO
2. Если им станет интересно - увидим  Для меня уже и так видно, - "[highlight]...Картина маслом![/highlight]"(С)
3. Попытайтесь!  :
4. О! Вот тут то и "[highlight]...Зарыта собака[/highlight]"!(С)  [smiley=happy.gif] Посмотрим, как вы "[highlight]нерогатку[/highlight]" сделать умудритесь, да так, чтобы подъёмная составляющая не пострадала!  ;D ;D ;D

 

[Карабас]

И что за картину маслом Вы увидели? Необычный для авиатора летательный аппарат? На чужой для Вас ветке ещё и не то увидите. Мне предложил такую величину более близкий к дирижаблестроению форумчанин. Палатку "рыбачка" делают не из кевлава. Эта ткань применяется для изготовления оболочек аэростатов (в США). Мне попалась ссылка за 1973-й год. Расчёт гибкой полосы, перекрывающей пролёт 50 - 60 см изложен в "Справочнике машиностроителя" (т. 3; изд. 1962 г. стр. 23). Собака зарыта и на неё мы не посмотрим. Я сделал расчёт для каркаса в виде цилиндра с радиусом (по геометрическим осям образующих каркас стержней) 10 и 15 м. При меньших габаритах аппараты еле-еле понимаются над уровнем моря. Но расчёт гибкой полосы как гибкой нити годится для любых габаритов каркаса, но зависит от принятого расстояния между опорными кольцами цилиндра.

 

[летавший, как то раз)))...]

[highlight]И что за картину маслом Вы увидели?(1)[/highlight] [highlight]Необычный для авиатора летательный аппарат?(2)[/highlight] На чужой для Вас ветке ещё и не то увидите. Мне предложил такую величину более близкий к дирижаблестроению форумчанин. [highlight]Палатку "рыбачка" делают не из кевлава(3)[/highlight]. [highlight]Эта ткань применяется для изготовления оболочек аэростатов (в США)(4)[/highlight]. Мне попалась ссылка за 1973-й год. Расчёт гибкой полосы, перекрывающей пролёт 50 - 60 см изложен в "Справочнике машиностроителя" (т. 3; изд. 1962 г. стр. 23). Собака зарыта и на неё мы не посмотрим. Я сделал расчёт для каркаса в виде цилиндра с радиусом (по геометрическим осям образующих каркас стержней) 10 и 15 м. При меньших габаритах аппараты еле-еле понимаются над уровнем моря. [highlight]Но расчёт гибкой полосы как гибкой нити годится для любых габаритов каркаса, но зависит от принятого расстояния между опорными кольцами цилиндра.(5)[/highlight] 

1. Я уже упомянал,  [smiley=happy.gif] забываете...
2. Я и более экзотические видывал, работая в Академии наук СССР 
3. ...увы! Сейчас и из кевла[highlight]Р[/highlight]а палатки УЖЕ есть
4. Внутреннее давление "сами мерили" в аэростате, чтобы заявлять это "[highlight]как факт[/highlight]"???  [smiley=happy.gif]
5. А [highlight]опорные кольца[/highlight] от деформаций, ЧТО будет удерживать?! 

 

[Карабас]

Для "легковерных" но ленивых лохов, увидевших картину маслом там, где её никто не рисовал, приведу расчёт по "Справочнику": упругую оболочку, перекрывающую пролёт между опорными кольцами цилиндрического каркаса, МЫСЛЕННО разобьём на полоски шириной 1 см, работающие как гибкая нить. При расположении опор на одном уровне вертикальная составляющая реакции опоры равна: (равномерная нагрузка по длине пролёта, кг/см)х(длина пролёта,см)/2. В нашем случае в первом приближении это 0,75х50/2=18,75 кг. Горизонтальная составляющаяравномерная нагрузка по длине пролёта)х(длина пролёта в квадрате)/8х(провис нити максимальный - в нашем случае в средине пролёта). Рекомендуют принимать величину провиса не более 1/5 от длины пролёта. Примем 1/6. Тогда горизонтальная составляющая: 0,75х50х6/8=28,125 кг. Полная реакция опоры (равна натяжению полоски шириной 1 см) 33,8 кг. По сведениям из И-нет волокна из КЕВЛАРА (простите за допущенную ранее опечатку!) характеризуются плотностью 1450 кг/м куб; пределом прочности при растяжении 2,76 ГПа и модулем упругости 131 ГПа. Мне привычнее  старые размерности: 25121,5 и 1,19х10 (в степени6) кг/см. кв. Приняв "хиловатый" (для авиации коэффициент запаса 1,5, получим допустимое напряжение при растяжении волокон 16747,7 кг/см. кв. Примем 16700 кг/см. кв. Тогда необ ходимая толщина полоски из КЕВЛАРА будет 33,8/16700х1=0,002 см. Если это общая толщина нитей основы, то следует прибавить сюда толщину нитей утка (которые в этом направлении нагрузку не воспринимают). Общая толщина КЕВЛАРА будет 0,004 см. Вес 1 м. кв. такой ткани составит 1,45х0,04=0,058 кг. Эта величина пригодится нам в дальнейшем. Вот такая картина маслом (вологодским, но фальсификатом?). Дальше буде страшнее.   

 

[Карабас]

Чтобы закончить с оболочкой. Ткань из КЕВЛАРА должна быть защищена с обеих сторон от влияния кислорода и ультрафиолета. Я выбрал для этого дублирование плёнкой из полиэтилена толщиной 0,02 мм (вес 1 м кв. 0,91х0,02=0,0182 кг), что должно обеспечить и и достаточную непроницаемость для газов. Вес 1 м. кв. такой многослойной эластичной оболочки будет 0,058+0,0182х2=0,094 кг. После получения размеров деталей опорного кольца расчёт оболочки может быть уточнён (реальное расстояние между опорами гибкой полоски несколько меньше чем пролёт между опорными кольцами. Опорные кольца будет удерживать их достаточная прочность и жёсткость (упругость), которые нам (если "лохи" заинтересовались) предстоит найти в дальнейшем. Пока Вы имеете то, сто Вы просили: оболочку. А я (в молодости) "работал" в Ленинградской Академии художеств (подрабатывал натурщиком) и в Кировском театре (разнорабочим). Куча экзотики, но и кое-какие деньги к стипендии.

 

[летавший, как то раз)))...]

Для "легковерных" но ленивых лохов, увидевших картину маслом там, где её никто не рисовал,

[smiley=happy.gif] Сударь, вы не только невежливы, но и крайне невнимательны :IMHO

МЫСЛЕННО

разбивайте всё что вам угодно! Хоть "[highlight]полоски[/highlight]", хоть "[highlight]горизонтальные составляющие[/highlight]", хоть "[highlight]ночные вазы[/highlight]" - после ваших "[highlight]вступлений[/highlight]", мне абсолютно неинтересны ваши "[highlight]выступления[/highlight]"!

Адьёс и удачи в освоении прописных истин  

[smiley=vrolijk_26.gif]

 

[Карабас]

Не интересно, так и не высовывайтесь больше: другого для работавших в РАН к меня нет.

 

[летавший, как то раз)))...]

Не интересно, так и не высовывайтесь больше

[smiley=happy.gif] Вы мне "[highlight]указ[/highlight]"???!!! [smiley=lolk.gif] Вот уж даже не догадывался!!! ;D
Шепну на ушко, интерес к "кабот[highlight]Т[/highlight]ажу", а-ля  [highlight]де Боссэ[/highlight] - на этом форуме вами же и ограничен :-/  [smiley=beer.gif]Увы!

 

[Карабас]

Сознаюсь: удивлён, что расчёт каркаса отнесён Вами к разряду прописных истин. На ушко: эта тема открыта по МОЕЙ просьбе.Я надеялся на доброжелательное обсуждение с объективной оценкой результата. Увы...А в чём теперь виноват ещё и де Боссе?Нет информации, что он хотел применить токую растянутую на каркасе оболочку.

 

[летавший, как то раз)))...]

Сознаюсь: удивлён, что расчёт каркаса отнесён Вами к разряду прописных истин.

[smiley=happy.gif] Чё-чё-чё???  ;D Дублирую:

Сударь, вы не только невежливы, но и крайне невнимательны

Знаете что, давайте так, если мне что-то выдумать потребуется, - я сам буду это выдумывать, а не буду перепоручать это за меня, - вам :IMHO Договорились? 

Я надеялся на доброжелательное обсуждение с объективной оценкой результата. Увы...

С начала и я к вам  [smiley=happy.gif] отнёсся доброжелательно, да когда вы понесли околесицу, да с невежеством и не вежливо - извините, "бананьев, нема!"(С) :IMHO

Нет информации, что он хотел применить токую растянутую на каркасе оболочку.

Вы меня провоцируете на собеседование??? [smiley=happy.gif] Извините, я выбор стараюсь делать один раз, и объективно 

 

[Карабас]

Нет, я просто думал, что у Вас проснётся Ваше инженерное любопытство. Но, видимо, авиаторам это не свойственно. Зачем мне Вас "провоцировать" я Вас на СВОЮ тему даже не приглашал: сами возникли со своим гонором и (теперь) и выбором.

 

[Карабас]

Видимо, не возникло. Жаль. Моя попытка переслать продолжение расчёта уважаемому "однажды летавшему" как личное сообщение успехом не увенчалась: или я что-то не освоил в пользовании ПК (староват для таких игрушек) или абонент закрыл для меня свой почтовый ящик. Попробую "прикрепить файл" к этой реплике на ветке.