Изменения
Перейти к навигации
Перейти к поиску
Строка 27:
Строка 27:
Справочник автора/Дирижабли (просмотреть исходный код)
Версия 07:35, 3 сентября 2019
, 07:35, 3 сентября 2019→Вакуумные дирижабли
Вакуумные дирижабли реализованы на практике не были по причине отсутствия материалов, достаточно прочных и легких одновременно. Основное отличие от традиционных дирижаблей заключается в том, что твёрдый (в достаточной мере для того, чтобы не оказаться смятым под давлением атмосферы) баллон вместо заполнения лёгким газом вакуумируется. Преимущество заключается в пожарной безопасности (вакуум не горит) и большей, чем при использовании водорода или гелия, подъёмной силе (на единицу объёма баллона). Впрочем, последнее преимущество, скорее всего, будет компенсироваться немалой массой твёрдого баллона, да и разница по сравнению с водородными дирижаблями невелика (около 7 %), хотя по сравнению с заметно более тяжелым гелием уже существенна. При использовании традиционных материалов не из чего сделать такой корпус баллона, который бы держал атмосферное давление снаружи и при этом не весил больше, чем подъёмная сила всего баллона — однако это не значит, что подобные материалы не будут созданы в будущем. Примерно в том же веке, что и варп-двигатель, световой меч и антигравитация (которая помножит на нуль всю полезность дирижабля). Или, возможно, будет создан какой-нибудь метаматериал типа вакуумного аэрогеля, то есть такой микропористый пенопласт легче воздуха.
Вакуумные дирижабли реализованы на практике не были по причине отсутствия материалов, достаточно прочных и легких одновременно. Основное отличие от традиционных дирижаблей заключается в том, что твёрдый (в достаточной мере для того, чтобы не оказаться смятым под давлением атмосферы) баллон вместо заполнения лёгким газом вакуумируется. Преимущество заключается в пожарной безопасности (вакуум не горит) и большей, чем при использовании водорода или гелия, подъёмной силе (на единицу объёма баллона). Впрочем, последнее преимущество, скорее всего, будет компенсироваться немалой массой твёрдого баллона, да и разница по сравнению с водородными дирижаблями невелика (около 7 %), хотя по сравнению с заметно более тяжелым гелием уже существенна. При использовании традиционных материалов не из чего сделать такой корпус баллона, который бы держал атмосферное давление снаружи и при этом не весил больше, чем подъёмная сила всего баллона — однако это не значит, что подобные материалы не будут созданы в будущем. Примерно в том же веке, что и варп-двигатель, световой меч и антигравитация (которая помножит на нуль всю полезность дирижабля). Или, возможно, будет создан какой-нибудь метаматериал типа вакуумного аэрогеля, то есть такой микропористый пенопласт легче воздуха.
* Другой недостаток конструкции в том, что при разгерметизации баллона он будет заполняться воздухом (быстро или медленно — в зависимости от размеров дырки), где бы эта дырка ни была, в то время как из обычного дирижабля газ будет выходить только при разгерметизации в верхней части, а вот дыра снизу, даже большая, ему не опасна. Очевидным решением как проблемы безопасности, так и проблемы давления является делать не один баллон, а гирлянду из нескольких, причем сферической формы, помещенную в общий обтекатель.
* Другой недостаток конструкции в том, что при разгерметизации баллона он будет заполняться воздухом (быстро или медленно — в зависимости от размеров дырки), где бы эта дырка ни была, в то время как из обычного дирижабля газ будет выходить только при разгерметизации в верхней части, а вот дыра снизу, даже большая, ему не опасна. Очевидным решением как проблемы безопасности, так и проблемы давления является делать не один баллон, а гирлянду из нескольких, причем сферической формы, помещенную в общий обтекатель.
* Типичная ошибка писателей — «газ в сто раз более лёгкий, чем водород», обеспечивающий в сотню раз бóльшую подъёмную силу. Во-первых, придумать более лёгкий газ — это то же самое, что [[Справочник автора/Таблица Менделеева|придумать новое целое число]] от 0 до 1. Во-вторых, шар поднимается на архимедовой силе, которая соответствует весу кубометра ''наружного'' воздуха и равна 1,27 кг на кубометр баллона. Именно столько мы бы получили от гипотетического «[[жидкий вакуум|жидкого вакуума]]», который ничего не весит, но создаёт атмосферное давление изнутри. Все элементы конструкции, включая накачанный газ, ''утяжеляют'' дирижабль и уменьшают подъёмную силу. Выигрыш от более лёгкого газа невелик: если мы закачаем вместо гелия тот самый «жидкий вакуум», к подъёмной силе прибавится плотность гелия, 150 г/м³.
** Собственно, уже ко второй Мировой войне, подавляющее большинство дирижаблей и было устроено подобным образом. По аналогии с подводной лодкой, легкий корпус-оболочка, обеспечивающий аэродинамическое обтекание, и много эластичных баллонов-"сарделек" под обшивкой, вытесняющих из несущего объема атмосферный воздух. Преимущества очевидны - выше защищенность от утечек несущего газа, выше пожарная безопасность. Недостатки - выше вес конструкции из-за оболочек вытесняющих баллонов. На борту дирижабля есть и баллоны под давлением, не создающие подъемную силу - из них пополняется и регулируется объем газа в оболочке для спуска/подъема аппарата.
* Типичная ошибка писателей — «газ в сто раз более лёгкий, чем водород», обеспечивающий в сотню раз бóльшую подъёмную силу. Во-первых, придумать более лёгкий газ — это то же самое, что [[Справочник автора/Таблица Менделеева|придумать новое целое число]] от 0 до 1. Во-вторых, шар поднимается на архимедовой силе, которая соответствует весу кубометра ''наружного'' воздуха и равна 1,27 кг на кубометр баллона. Именно столько мы бы получили от гипотетического «[[жидкий вакуум|жидкого вакуума]]», который ничего не весит, но создаёт атмосферное давление изнутри. Все элементы конструкции, включая накачанный газ, ''утяжеляют'' дирижабль и уменьшают подъёмную силу. Выигрыш от более лёгкого газа невелик: если мы закачаем вместо гелия тот самый «жидкий вакуум», к подъёмной силе прибавится плотность гелия, 150 г/м³. Говоря проще - любой наполнитель несущего баллона используется лишь для того, чтобы вытеснитьь из объема упомянутого баллона атмосферный воздух и заменить его чем-то меньшей плотности - от гелия до вакуума. Тогда этот самый объем будет "всплывать" в воздухе аналогично надутому обычным воздухом шару в воде.
== А какие «законные» сферы применения дирижаблей? ==
== А какие «законные» сферы применения дирижаблей? ==