Аэростат, как управляемый парашют?

 
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
В "Занимательной физике" Перельмана (достал я эту книгу на CD) есть занятная статья про воздушные шары по типу аэростатов. Мол, спортсмен открывает небольшой чемоданчик, наполняет оболочку легким газом (водородом, надо полагать). Вес спортсмена и шара минус подъемная сила (по закону Архимеда) в районе 1 кг. Это позволяет делать прыжки на 45 м высотой и до 100 м в длину. Этим увлекались в СССР в 1930-х годах.

Возникла идея. А почему бы не использовать это в качестве весьма необычной замены парашюта? Делаем оболочку из сверхтонкого лавсана (2-5 мкм), наполняем гелием (водород легче и дешевле, но гелий негорюч). Гелий поступает под давлением из баллона по типу воздушного - для акваланга. Баллон после наполнения (прямо в воздухе) может сбрасываться, а может и нет. Регулируя объем шара (я посчитал для подъемной силы в 120 кг - вес снаряженного бойца - это объем вытесняемого воздуха около 523 м3, следовательно, радиус шара составит около 4-5 метров при заполнении гелием), можно регулировать полет по высоте (снижение-подъем), а используя направление ветра, можно заранее расчитать и направление полета. Аэродинамическое качество - какое изволите!

Пленка из сверхтонкого лавсана обеспечит радионевидимость. Отсутствие теплового нагрева (как в обычных воздушных шарах) - ИК.

Также мне думается, что система эта будет более надежна по части раскрытия, чем парашют. Впрочем, и она может комплектоваться аварийным парашютом (хотя бы на уровне обычной "запаски").

Также можно рассмотреть идею о совмещении аэростата-парашюта с винтовым двигателем - тем, с коими на парапланах летают.

Какие есть предложения/критика по этой идее?
 
+
-
edit
 

valture

опытный

при сильном ветре - снесет нафиг ... :-[
 
RU AlexDrozd #05.07.2006 11:53
+
-
edit
 

AlexDrozd

опытный
★☆
Маленькая поправка, это не аэростат, а "свободный шар".

>наполняем гелием (водород легче и дешевле, но гелий негорюч).

Зато и утекает через оболочку куда быстрее водорода. Водород горюч и взрывоопасен в смеси с воздухом, так что "считать надо".

>можно регулировать полет по высоте (снижение-подъем)

Со снижением все просто - выпустить часть газа из оболочки, а вот подъем? Это надо какой-то балласт иметь про запас. Либо не весь газ выпускать из баллона, а иметь небольшой запас для маневра по высоте.

>Также можно рассмотреть идею о совмещении аэростата-парашюта с винтовым двигателем - тем, с коими на парапланах летают.

Шар для этого не подходит, нужна "сигара". Но скорости параплана при одинаковом движке не добиться.

 
RU AlexDrozd #05.07.2006 11:54
+
-
edit
 

AlexDrozd

опытный
★☆
[quote author=valture link=topic=40331.msg773483#msg773483 date=1152085650]
при сильном ветре - снесет нафиг ... :-[
[/quote]

Так и парашют сносит ;)
 
+
-
edit
 

valture

опытный

угу - при весе 1 кг унесет как пушинку и об
дерево шмякнет ....
управлять такой штукой при сильном ветре
практически невозможно ,особенно на малой
высоте ...
 
RU spam_test #05.07.2006 12:31
+
-
edit
 

spam_test

аксакал


Зато и утекает через оболочку куда быстрее водорода.
 

где-то меня уверяли, что водород быстрее гелия утекает, мол, молекулы меньше.
Почему аватар не меняется?  
RU AlexDrozd #05.07.2006 12:34
+
-
edit
 

AlexDrozd

опытный
★☆
угу - при весе 1 кг унесет как пушинку и об
дерево шмякнет ....
управлять такой штукой при сильном ветре
практически невозможно ,особенно на малой
высоте ...
 


Пардон, а вес "экипажа" ? Естественно, будет сносить по ветру. Но если есть маневр по высоте, можно найти походящий воздушный поток, как это делают при полетах на свободных шарах или монгольфьерах.
Кстати, маленькие шары-"прыгуны" (в привязном варианте) использовали в 1941-м в Ленинграде, с их помощью маскировали шпиль Адмиралтейства.
 
RU AlexDrozd #05.07.2006 12:37
+
-
edit
 

AlexDrozd

опытный
★☆
где-то меня уверяли, что водород быстрее гелия утекает, мол, молекулы меньше.
 


А у гелия текучесть выше. Не знаю, летали же на водороде, еще и хранили его в переносных мягких газгольдерах, откуда передавливали в аэростаты (и обратно). А материалы оболочек были не нынешние.
 
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Управлять можно через два клапана. Впускной - для увеличения объема шара (при первичной надувке оставляем запас), и выпускной - для стравливания (для снижения). Запас газа в баллоне по типу акваланга. При необходимости система сбрасывается, человек выпускает парашют. Хотя можно, думаю, и на таком шаре приземляться.

Понятно, что сносить будет, но направление ветра - вещь, в общем, учитываемая. ::)

Скорости параплана и не предлагается достигать. Это просто позволит немного повысить устойчивость на курсе и управляемость.

Вообще, водород идеален (самый легкий, добывается проще и дешевле гелия), но не очень нравится его горючесть.
 
+
-
edit
 

killik

опытный

Насколько помню кубометр водорода поднимает килограмм.
Отсюда при массе человека и шара 100 кг получается диаметр шара 6 м. Хм...

P.S. Площадь оболочки 450 м2
 
RU spam_test #05.07.2006 13:12
+
-
edit
 

spam_test

аксакал


А материалы оболочек были не нынешние.
 

а нынешние насколько полно позволяют "запереть" гелий?
Почему аватар не меняется?  
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Насколько помню кубометр водорода поднимает килограмм.
Отсюда при массе человека и шара 100 кг получается диаметр шара 6 м. Хм...
 


У меня получалось 4,7 м. :) Только радиус, а не диаметр.
 
RU sergey_manakov #05.07.2006 13:17
+
-
edit
 

sergey_manakov

втянувшийся

Водородно-воздушная смесь- не самовоспламеняющаяся. Так что если не курить - то и на водороде спокойно лететь можно.

И ещё пропеллер с педальным приводом приделать. ;)

И готов идеальный городской транспорт.
 
RU AlexDrozd #05.07.2006 13:19
+
-
edit
 

AlexDrozd

опытный
★☆
а нынешние насколько полно позволяют "запереть" гелий?
 


Не знаю, я как-то современным воздухоплаванием не интересовался. Да сейчас больше монгольефьеры в моде.
 
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Водородно-воздушная смесь- не самовоспламеняющаяся.
 


Да, я считал. Но объем вырастет. Масса воздуха - это балласт.
 
RU sergey_manakov #05.07.2006 13:22
+
-
edit
 

sergey_manakov

втянувшийся

Это я в смысле - можно и на чистом водороде безопасно лететь.
 
+
-
edit
 

killik

опытный

У меня получалось 4,7 м. :) Только радиус, а не диаметр.
 


100 м3 = 3.14*r3*4/3

http://mathem.h1.ru/geometr5.html
 
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
У меня было так.

V= 4/3*pi*R3 = 1,333*3.14*53 = 523 м3

523 м3 = 523000 л

Масса водорода на 523 м3 = 47 кг.

Ну и так далее...
 
RU AlexDrozd #05.07.2006 14:07
+
-
edit
 

AlexDrozd

опытный
★☆
Вот: http://aas.augurballoons.ru/?id_cat=1&id_cat_item=4&id_cat_element=12

Аэростат Au-8, объем 185 м3, диаметр - 7 м, грузоподъемность - 100 кг. "С помощью специальной подвесной системы пилот имеет возможность "скачками" перелетать на достаточно большие дистанции".
 
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Провел перерасчет для водорода, так как считал для гелия. Для создания грузоподъемной силы в 120 кг, нужно вытеснить 120 кг воздуха. Считаем вытесняемый объем. Плотность воздуха - 1,2928 г/л.

120000/1,2928 = 92821,7821 ~ 92822 л.

Следовательно, 120 кг воздуха имеют объем 92822 л. Заполняем этот объем (92,8 м3) водородом, чья плотность при норм. условиях - 0,0899 кг/м3

92,822*0,0899 = 8,344 кг

Объем по V=4/3*pi*R3

R3 = V/4,188 = 92,8/4,188 = 22,16

R = 2,8 м

Хм, вопрос появился. А получившиеся 8,34 кг массы водорода в шаре - от грузоподъемности шара их нужно отнимать?
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
spam_test
где-то меня уверяли, что водород быстрее гелия утекает, мол, молекулы меньше.
 


Вас жестоко обманули :)
Даже атом гелия меньше атома водорода, что уж говорить об атоме гелия в спавнении с молекулой Н2?

AGRESSOR
Хм, вопрос появился. А получившиеся 8,34 кг массы водорода в шаре - от грузоподъемности шара их нужно отнимать?
 


Естественно.
 

GOGI

координатор
★★★★
523 кубометра это даже при 100 МПа в баллоне будет 523 литра. Нифиговый такой баллон
1  
RU AlexDrozd #06.07.2006 10:25
+
-
edit
 

AlexDrozd

опытный
★☆
523 кубометра это даже при 100 МПа в баллоне будет 523 литра. Нифиговый такой баллон
 


Да, с баллоном то промашка вышла, даже если на 200 кубов ориентироваться.
Автомобильные баллоны под водород расчитаны на давление 400 атм, т.е. 200 кубов - 500 литров. А еще сам баллон сколько весит.
 
RU Андрей Суворов #06.07.2006 10:52
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

где-то меня уверяли, что водород быстрее гелия утекает, мол, молекулы меньше.
 

С чего это у водорода молекулы меньше? Легче - да, а меньше-то с чего? Гелий - одноатомный газ, а водород - двухатомный. Молекулярная орбиталь водорода больше атомной орбитали гелия, к тому же гелий-4 - дважды бозон.
 
+
-
edit
 

AleX413

опытный

Математики... ;)
Молекулярная масса водорода = 2 г/моль, воздуха ~ 29. Это на 22.4 литра. Стало быть 27 граммов разницы делим на 22.4 и получаем 1.2 г подъемной силы на литр, или кг/м3. На 100 кг надо 83 куба или шарик, радиусом 2.7 метра, с площадью 92 м2. На самом деле больше - давление на высоте меньше, P0*exp(-h/8) - водороду тоже надо бы расширяться, иначе подъемная сила будет ограничена.
В общем с Архимедом плохо дело :( Правда можно сделать надувное крыло, которое и управляться будет лучше обычного парашюта, и раскрываться надежнее, и газа понадобится меньше... И даже не суть важно какого газа - хоть от пиротехнического газогенератора, как в аирбэгах... Или в "воланчиках" - все уже украдено до нас ;)
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru