Дирижабль

Дирижабль

ДИРИЖАБЛЬ  “D-1500”

СОБИРАЕМЫЙ  ИЗ  ОТДЕЛЬНЫХ  УКРУПНЕННЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ  МОДУЛЕЙ

Общественное  конструкторское  бюро  по  воздухоплаванию

Киев-2008 г

Основным назначением аэростатического летательного аппарата (АЛА) - дирижабля является перевозка коммерческих грузов массой до 1,5 т.

Особенностью дирижабля является возможность транспортировки грузов как на внешней подвеске, так и внутри корпуса гондолы дирижабля. Кроме этого, он может выполнять функции патрулирования, мониторинга и технического обслуживания трасс газо-нефтепроводов линий электропередач и др. в труднодоступных районах.

При  работе  над  этой  конструкцией  учитывались  пожелания  коммерческих  структур  о  создании  небольшого  мобильного  информационно-координационного  центра, при  помощи  которого  можно  было  бы  непосредственно  у  производителя  решать  коммерческие  вопросы. Например, в  труднодоступных  горных  районах  Карпат, вести  переговоры  о  поставке  сельхозпродукции  на  равнинные  территории. Подобные  задачи  были  сформулированы  бизнесменами  Китая, России (тундра, Кавказские  горы, и т.п.)

Данная  работа  выполнена  на  стадии  технических  предложений. Требует  соответствующего  оформления  и  перехода  к  дальнейшим  стадиям  проектирования, т.е  эскизного  и  рабочего  проектирования.

 

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Длина оболочки 63550 мм
Диаметр оболочки 14426 мм
Высота дирижабля 22950 мм
Ширина дирижабля 19927 мм
Объем оболочки 6902 куб м
Взлетная масса 5100 кГ
Коммерческая нагрузка 1500 кГ
Максимальная скорость полета 150 км/ч
Крейсерская скорость полета 95 км/ч
Высота крейсерского полета 500-1000 м
Максимальная высота полета 2000 м
Дальность полета 1500 км
Силовая установка поршн.дизельный
двиг. N =4 Х 110 кВт

 

Общий вид АЛА

Назначение:

транспортная перевозка пассажиров и грузов

Компоновка дирижабля

Дирижабль “D-1500” является типичным представителем полумягких дирижаблей, выполненных по классической сигарообразной схеме. Дирижабль имеет длину 64 м, диаметр оболочки 14 м,  объем 7000 м3.

Корпус дирижабля имеет обтекаемую форму, образуемую мягкой газонепроницаемой секционной оболочкой, собранной из составных продольных полотнищ, которые образуют меридиональные обводы формы оболочки, замыкаемые с концов носовым и хвостовым конусообразными жесткими куполами.

В нутрии оболочки размещены и закреплены секции газовых отсеков, спроектированные эквидистантно внешним обводам оболочки

Нижняя часть оболочки сконструирована таким образом, что внизу вдоль корпуса в соответствующем месте встроен специальный катенарный пояс к которому пришпаговывается кильферма – основной несущий модуль с гондолой – грузовым отсеком.

Его наиболее характерными особенностями являются: модульное конструктивное исполнение всех основных узлов и агрегатов, а также два носовых и два хвостовых модуля дизельных силовых установок с отклоняемыми рулевыми плоскостями за винтом, для управления изменением вектора тяги.

Силовая схема конструкции.

Прямая, треугольная в  поперечном сечении, киль-ферма проходит внутрь оболочки сквозь теоретический контур в нижней части оболочки и крепится к ней посредством переходного катенарного пояса по периметру. Киль-ферма дирижабля представляет собой жесткую ферменно-балочную конструкцию и имеет 25 поперечных силовых элементов-шпангоутов жесткой ферменной конструкции.

Размеры сечения шпангоута киль-фермы (2,2 м х 1,9 м в средней части) позволяют удобно разместить внутри нее агрегаты соответствующих систем, емкости с балластом и топливом, а также трубопроводы необходимые для топливной и балластной системы, электрические коммуникации и оборудование дирижабля, системы управления силовыми установками и дирижаблем. Организованы проходы к силовым установкам, служебные помещения и т.д.

Расстояния между шпангоутами 1,0 м.

Размеры сечения основных шпангоутных и стрингерных балок 80мм х 100 мм в средней части киль-фермы. Форма сечения - треугольная, как наиболее технологичная. Стенки балок выполнены методом штамповки из тонкого стального листа толщиной     0,5-1,0 мм и соединены при помощи точечной сварки.

По концам балок привариваются крепежно-шарнирные узлы.

По диагоналям клеток, образуемых шпангоутами и стрингерными балками, а также по диагоналям клеток ферм шпангоутов заложены тросовые расчалки и подкосы, обеспечивающие конструкции киль-фермы жесткость на изгиб и кручение.

В нижней части киль-фермы, в узлах шпангоутов вмонтированы устройства навески гондолы дирижабля. В ней расположена кабина экипажа и пассажирско-грузовой отсек дирижабля. В зависимости от назначения дирижабля и требований заказчика возможны различные компоновочные решения гондолы, которую можно видоизменять и монтировать на киль-ферму посредством предусмотренных узлов, что позволяет выпускать дирижабли различных модификаций.

Гондола дирижабля имеет аналогичную с киль-фермой конструкцию и обшита с внешней стороны листами стеклопластика толщиной 1,0 – 1,5 мм при помощи клее-клепанных соединений. Внутренняя обшивка, в зависимости от назначения дирижабля, выполнена из декоративно-защитных материалов с соответствующей тепло-звукоизоляцией.

 

Конструктивная схема  АЛА

 

Силовая установка

Размещение силовых установок вдоль корпуса дирижабля выполнено попарно, т.е. два двигателя в передней части киль-фермы, два - в хвостовой ее части.

Передние двигатели силовых установок приводят во  вращение винты, которые оборудованы специальными отклоняемыми, на угол до 35?, рулевыми плоскостями, позволяющими отклонять струю воздуха от винта в вертикальной плоскости дирижабля, что позволяет изменять наклон траектории полета.

Хвостовые  силовые установки, оборудованы такими же отклоняемыми рулевыми плоскостями, позволяющими отклонять струю воздуха от винта в горизонтальной плоскости дирижабля, что позволяет управлять дирижаблем по курсу. Этим можно изменить вектор тяги силовых установок и осуществлять управление дирижаблем на около нулевых скоростях полета и в режиме висения, что облегчает маневры дирижабля при швартовочных операциях.

Силовая установка дирижабля создана на базе серийно выпускаемого дизельного двигателя мощностью 100 л.с. Двигатели установлены продольно внутри дирижабля в специальных отсеках киль-фермы и приводят в движение находящиеся снаружи винты в кольцевых насадках.

Питание двигателей топливом осуществляется из специальных расходных баков, расположенных в непосредственной близости с машинным отделением, а подача топлива в расходные баки осуществляется посредством специальных трубопроводов и насосов основной топливной системы дирижабля.

Кабина экипажа.

Дирижабль “D-1500” имеет объем 7000 м3 , продолжительность полета до 8 часов, имеющиеся на его борту системы и оборудование обосновывают применение экипажа в следующем составе: командир дирижабля; второй пилот (зам. командира дирижабля); бортинженер (борттехник) дирижабля.

Кабина для двух членов экипажа размещена в передней части гондолы дирижабля и оборудована необходимым пилотажно-навигационным оборудованием, а также органами управления дирижаблем. Рабочее место бортинженера организовано в киль-ферме дирижабля и оборудовано электромеханическими приборами контроля за работой силовых установок и систем дирижабля, а также соответствующими органами управления.

 

Конструктивная  схема  кильфермы - кабины  экипажа

 

 

Конструктивная  схема  кильфермы - кабины  экипажа

Гондола длиной 14 м выполнена из металлического каркаса и обшивки из  пластика. Пол, потолок и шпангоуты обшиты легкими и высокопрочными панелями из полимерного материала. Гондола прикрепляется к киль-ферме посредством 8-ми переходных силовых узлов.

Иллюминаторы гондолы и лобовое остекление из прозрачного пластика обеспечивают хороший круговой обзор.

Пассажирско-грузовая кабина.

В объеме пассажирско-грузовой кабины, в передней ее части сразу за кабиной пилотов находится помещение санузла оборудованного биотуалетом.

По бортам размещены 2 ряда пассажирских кресел для 10 человек, а над ними откидные сумки-контейнеры для размещения багажа и ручной клади.

Поскольку кабина не герметичная, то обогрев и вентиляция осуществляется общими для всей кабины приточно-вытяжными устройствами в полете. Индивидуальный обдув осуществляется электровентиляторами на местах.

При демонтаже кресел, организовывается грузовая кабина. Она предназначеная для перевозки грузов требующих поддержания положительной температуры во время полета (по сравнению с контейнером, подвешенным снаружи), для перевозки крупногабаритных грузов, а также грузов, по общему весу близких к максимальной грузоподъемности дирижабля, в условиях, когда не нужна быстрая погрузка-разгрузка и возможна длительная неподвижная швартовка дирижабля. Состояние грузов, перевозимых в грузовой кабине, можно контролировать в полете.

 

Конструктивная  схема  грузовой  кабины  гондолы  АЛА

 

Под грузовую кабину выделяется грузовой отсек размером 7,7м х 1,5м х 1,9м.

Конструктивно грузовая кабина состоит из одного отсека в хвостовой части гондолы. Такие размеры позволяют перевозить грузы, спакетированные на поддонах, и большой ассортимент габаритных моногрузов.

Для обеспечения выполнения погрузочно-разгрузочных работ грузовая кабина снабжается грузовым люком с входной дверью-трапом. Проем грузового люка 1,3 м принимается как расстояние между боковыми стойками шпангоута на уровне пола в хвостовой части гондолы.

Газовая оболочка.

В качестве несущего газа на дирижабле используется инертный газ гелий, а в качестве маневренного газа – флегматизированный гелием водород (безопасная гелиево-водородная смесь). Размещаются они в газовых отсеках по всей длине корпуса дирижабля.

В качестве гелиево-непроницаемого материала для газовых отсеков оболочки дирижабля используется многослойный пленочно-тканевый материал, а для внешней поверхности оболочки полиэфирная ткань покрытая с внешней стороны для защиты от атмосферных воздействий полиуретаном со специальным лакокрасочным слоем.

Газовые емкости, содержащие подъемный газ, расположены в 3-х отсеках, образуемых стоящими рядом соответствующими баллонами. Они представляют собой замкнутые герметичные конструкции, повторяющие конфигурацию внутренних объемов оболочки дирижабля

Особенность конструкции газовых баллонов дирижабля состоит в том, что они прикреплены к потолочной части оболочки и при наполнении их  газом, нагрузки от возникающей сплавной силы передаются на силовую внешнюю оболочку дирижабля

Средний газовый баллон имеет внутри два специальных матерчатых катенарных пояса для крепления тросов внутренней подвески кильфермы к оболочке дирижабля.

От верхних  узлов шпангоутов киль-фермы, через специальные герметизирующие устройства, отходят троса к внутренним катенарным  поясам пришитым к верхней части оболочки. Это позволяет, по возможности, уравнять нагрузки, приходящиеся от киль-фермы к газовместилищу в средней и концевых частях оболочки.

Каждый газовый баллон снабжен газовым клапаном, предназначенным для обеспечения автоматического открытия и выпуска несущего газа из оболочки при превышении давления выше допустимого. Клапаны и мягкие, с кольцами жесткости, вытяжные шахты газовых баллонов смонтированы в сопрягаемых зонах, образуемых торцами газовых баллонов

Автоматическое открытие клапана происходит в процессе подъема дирижабля или при его перегреве, когда внутреннее давление превышает 40-50 мм. вод. ст.

Носовой и хвостовой газовые баллоны, имеют дополнительные полости для размещения маневрового газа. Клапаны этих полостей имеют принудительный привод из кабины управления и выведены в вытяжные шахты оболочки дирижабля.

Полости между оболочкой и газовыми баллонами используются как воздушные баллонеты и наддуваются воздухом идущим по трубопроводам от воздухозаборников расположенных у винтов силовых установок дирижабля

 

Конструктивная  схема  газовой  оболочки  АЛА

 

Система наполнения дирижабля несущим газом состоит из рукавов-штуцеров большого диаметра (100-150 мм) - для принятия газа гелия из газгольдера, малого диаметра - для принятия газа гелия из баллона высокого давления, а также подобных штуцеров для принятия водорода из специальных газгольдеров и баллонов.

От штуцеров гелиевого наполнения идет рукав вдоль кильфермы дирижабля, в котором установлены индивидуальные ответвления к каждому газовому баллону через перекрываемый клапан. У каждого перекрываемого клапана имеется специальный сигнализатор, соединенный с манометром, по которому определяют величину заправки газом каждой емкости.

Сводная информация о величине давления газа в каждой емкости также выведена на щиток пилотской кабины.

Хвостовое оперение.

Оперение дирижабля ? - образное, состоит из 3-х неподвижных, расположенных под углом 120?, стабилизаторов, верхний из которых  установлен вертикально по оси симметрии оболочки, что обеспечивает больший клиренс (расстояние между нижними поверхностями стабилизаторов и землей).

Форма и площадь всех трех стабилизаторов и рулей одинакова, и соответствует минимальному шарнирному моменту. Каркас оперения выполнен из тонкостенных стальных гнутых профилей. Стабилизаторы сконструированы в виде свободностоящих пространственных ферм, имеющих обтекаемую форму.

На стабилизаторах смонтированы, на шарнирных навесах, аэродинамические рули направления и высоты.

Электрическое, радиотехническое и пилотажно-навигационное оборудование

Дирижабль, в основном, оборудован электрическим, радиотехническим и пилотажно-навигационным оборудованием, которое широко применяется на самолетах.

В качестве источников электропитания потребителей используются самолетные генераторы переменного тока напряжением 115В, 400Гц (по 2 генератора на каждом борту), приводимые двигателями силовых установок дирижабля.

Вторичными источниками электропитания постоянным током напряжением 27В, являются два статических преобразователя..

В качестве аварийных источников постоянного тока напряжением 27В используются аккумуляторы, обеспечивающие электропитанием потребителей первой категории, необходимых для благополучного завершения полета в случае отказа основных источников питания.

Кроме того на борту дирижабля имеются источники электропитания с напряжением 6В, 400Гц для подсвета пультов управления и светопроводов, и напряжением 220В, 50Гц для питания бытовых приборов.

Пилотажно-навигационное оборудование дирижабля объединено в комплекс.

Управление комплексом осуществляется двумя резервирующими друг друга вычислителями. Управление вычислителями осуществляется с пультов-индикаторов, установленных на рабочих местах пилотов.

Эти пульты-индикаторы используются для управления курсовой инерциальной системой, системами ближней навигации и радиосвязи.

Основная полетная информация отображается на многофункциональном цветном индикаторе (8 Х 6”), установленном на приборной доске пилотов. Этот же индикатор используется в качестве пульта управления погодной радиолокационной станции с отражением препятствий по маршруту полета.

Курсовая инерциальная система навигации совместно со спутниковой системой и вычислителями взаимодействуют с автоматической системой управления и обеспечивают точное вождение дирижабля по заданным маршрутам.

На дирижабле также установлены радиотехнические средства ближней навигации, радиосвязи, переговорные устройства, цифровые регистраторы полетной и речевой информации, ответчик "свой-чужой", навигационные огни, обеспечивающие автономную навигацию и прибытие в заданное место в случае отказа автоматических систем.

Контроль за работой двигателей, электрических и механических систем дирижабля осуществляется с помощью электромеханических приборов, устанавливаемых в кабине пилотов и техническом отсеке ботринженера.

При плохой видимости посадочной площадки на дирижабле включается дистанционно управляемая посадочная фара, а для координации взаимодействия экипажа с наземным причальным персоналом на дирижабле установлена система громкоговорящего оповещения на землю.

Система управления полетом.

На дирижабле D-1500 устанавливается электрическая с гидроусилителями дистанционная система управления полетом.

Система управления дирижаблем D-1500 содержит:

каналы управления маршевыми силовыми установками с дизельными двигателями;

каналы управления величиной и направлением вектора тяги воздушного винта каждого из четырех установленных на дирижабле маршевых двигателей;

каналы управления выпускными клапанами специальных секций газовых баллонов и всех объектов балласта, предназначенных для изменения сплавной силы и углов атаки (дифферента) дирижабля;

каналы управления аэродинамическими рулями направления и высоты;

На дирижабле D-1500 установлены:

четыре маршевые силовые установки с дизельными двигателями с управляемой мощностью (оборотами) и шагом (тягой) воздушного винта;

аэродинамические рули - руль направления на вертикальном киле и две секции руля высоты на левой и правой консолях ? -образного оперения;

газодинамические рули, представляющих собой управляемые рулевые поверхности и расположенные: рули направления – за воздушными винтами кормовых маршевых силовых установок, рули высоты – за воздушными винтами носовых маршевых силовых установок.

два управляемых выпускных клапана на газовых баллонах (передний и задний  - для одновременного или раздельного управления сплавной силой);

управляемые сливные клапаны на балластных емкостях (передний и задний - для одновременного или раздельного управления сплавной силой).

В некоторых каналах управления предусматривается дублирование (резервирование) источников электроснабжения, электрических, гидравлических и механических магистралей, исполнительных механизмов.

Балластная система.

Балластная система предназначена для управления дирижаблем в вертикальной плоскости при отсутствии или недостаточной эффективности аэродинамических рулей, или же параллельно с ними.

В качестве балласта на дирижабле чаще всего используется вода, как наиболее дешевое и удобное в перемещении вещество. Основной её недостаток - в условиях отрицательных температур необходимо добавлять в неё соль либо антифриз для снижения точки замерзания.

В общем случае, на борту дирижабля должно быть 0,6 тонн балласта. Весь балласт делится на 2 объема: 0,2 тонны посадочного и 0,4 тонны расходного.

Баки снабжены сливными кранами большого расхода.

Перекачивающие насосы, установленные в магистральном трубопроводе балластной системы, позволяют перемещать при необходимости центр тяжести балласта, управляя тем самым углом тангажа дирижабля. С помощью таких же насосов производится заливка воды в баки из наземных источников.

Баки снабжены электродистанционными датчиками уровня. Все краны электромагнитные с дистанционным управлением. Это позволяет на пульте управления в любой момент времени иметь информацию о весе и центре тяжести балласта.

Топливная система.

Основное назначение топливной системы - питание топливом силовых установок дирижабля.

Общий вес дизельного топлива на дирижабле - 750 кг.

Это топливо размещается:

в 4-х баках емкостью по 100 л каждый, находящихся вблизи центра объема газовместилищ;

в 2 баках по 100 л каждый, в близи носа и хвостовой части дирижабля;

в 4 расходных баках, емкостью по 50 л вблизи каждого из 4 двигателей.

Баки емкостью по 100 л удалены от центра объема для обеспечения возможности изменения центровки дирижабля путем перекачки топлива между баками.

Расходные баки каждого из пары двигателей закольцованы для повышения надежности.

Топливная система сообщается с частью баков балластной системы, которые при необходимости также могут заполняться топливом для увеличения дальности полета.

Каждый топливный бак имеет дренаж, датчик уровня с 10- ти процентным шагом показаний и сигнализатор минимально допустимого остатка топлива.

Все краны и электронасосы - с электродистанционным управлением. Пульт управления топливной системой в любой момент дает информацию об остатке топлива и обеспечивает возможность: дозаправки, перекачки между баками, слива, перекачки в расходные баки и из них.

 

Размещение причально-швартовочного оборудования на борту АЛА

 

Состав причально-швартовочного оборудования

В состав причально-швартовочного оборудования входит оборудование, устанавливаемое на борту дирижабля, и наземное причально-швартовочное оборудование.

К причально-швартовочному оборудованию, установленному на борту дирижабля относятся :

Главный швартовочный трос, прикрепленный в носовой части дирижабля;

Кормовой швартовочный трос, выпускаемый из кормовой части дирижабля;

Кроме того, на дирижабле установлены: в передней части – передний буксировочный трос, в кормовой части – задний буксировочный трос. Передний и задний буксировочный тросы являются элементами автономных электрических лебедок, позволяющих регулировать длину тросов. Оба троса могут взаимодействовать с швартовочными тросами дирижабля .

Наземное причально-швартовочное оборудование включает:

причальный круг – площадка диаметром 800 – 1000 м, свободная от посторонних предметов высотой более 2 м;

спланированная без деревьев и построек площадка диаметром 400 – 500 м, в центре которой находится в виде пирамиды пилон, в верхней части которого имеется узел, вращающийся вокруг вертикальной оси;

балластная тележка с грузом на самоориентирующихся колесах, установленная на покрытой асфальтом круговой рулевой дорожке;

набор балластных грузов общим весом не более 1,5 тс, расфасованный в мешках по 10 – 15 кг и находящийся на 4-х тележках с самоориентирующимися колесами;

средства балансировки – вода, песок, дробь и т.д.

 

Наземное причально-швартовочное оборудование

 
 НАДУВНЫЕ РЕКЛАМНО-ОФОРМИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ООО "НРОК", Consultation: Artem - Создать сайт самому - просто!
SPRAVKA.UA - Бизнес-Каталог товаров и услуг Украины
GISMETEO: Погода по г.КиевКурс доллара
Яндекс.Метрика
Каталог webplus.info Украинский портАл До Харькова - один клик Львівський каталог сайтів Hosting Ukraine Украина онлайн Admir - Бесплатные объявления Киев
грузоперевозки
Грузы и транспорт, грузоперевозки
Бесплатная
раскрутка сайтов Надувные фигуры пневмофигуры геостаты пневмостенды
@FreeMarket.kiev.ua