От alexio
К bedal
Дата 04.04.2014 11:33:03
Рубрики Современность; ВВС;

Re: поясню насчёт...

>для того, чтобы обеспечить местную прочность и устойчивость формы - надо делать довольно тяжёлую оболочку.

Ну я понимаю, что в принципе если где-то что-то уменьшится, то в другом месте что-то присовокупится, но вот только подобные размышления вы выше обозвали не являющимися расчётами. Поэтому ваш коммент ни на грамм не доказательнее моего.

>При предполагаемом для слоника размере эта местная прочность будет _гораздо_ выше, чем требуемая для общей прочности аппарата. Значит - конструкция будет неизбежно тяжёлой.

Вот давайте за дело подумаем, а не про борьбу за ущемлённое самолюбие. И дело говорит, что местные и прочие прочности могут достигаться разными путями. Просто не надо смотреть на самолёты - это другая конструкция, оптимизированная на скорость. Возьмём для примера простой подвес на тросах от центральной балки с распределением нагрузки по длине большей части балки - где же тут проблема местной прочности ? Ну а что бы не болталось это хозяйство можно довольно простую систему растяжек и распорок соорудить. В случае большой конструкции несущих балок будет несколько, но принцип останется прежним. Ну и такая мелочь - вспомните банку из под пива - она с очень тонкой оболочкой, но весьма прочная. Почему ? Потому что внутри есть некоторое избыточное давление. Вот вам ещё один способ снижения требований к весу конструкции. Ну и не последний, конечно.
От bedal
К alexio (04.04.2014 11:33:03)
Дата 04.04.2014 12:52:31

Такое впечатление, что вопросы прочности для Вас совсем внове.

Речь ведь не о способе подвеса полезной нагрузки. Банально - Вы описываете 300км/час. Это означает нагрузки на оболочку. Потеря формы оболочки будет катастрофична, а не просто приведёт к росту сопротивления. Значит, оболочка должна быть жёсткой и прочной, причём, поскольку площади побольше, чем у крыла самолёта с такой скоростью.

Прочностей - ведь много. Есть местная прочность "чтобы не проткнулось случайно пальцем или встречным потоком в _этой_ точке". Есть общая прочность "чтобы в штатной конфигурации не разломился пополам". И есть вопрос устойчивости оболочки (не в смысле пузыря, удерживающего газ, а в смысле тонкой пластины, находящейся в потоке и несущей какую-то нагрузку). Вот эта, "третья" устойчивость - и убивает идею дирижабля. При набегающем потоке будет возникать флаттер оболочки (хлопать будет на ветру, грубо говоря). И для оболочек вполне можно ввести свой аналог числа Рейнольдса, то есть, чем больше характерный размер, тем выше вероятность турбулентности. По большой оболочке бегают волны, причём разные, разных частот. В конце-концов неизбежно возникновение резонанса и разрушение оболочки вместе с подкрепляющей её конструкцией.

Причины для возникновения колебаний найдутся всегда. Как минимум, погранслой, набирая сантиметр за метр длины, на 100-метровом дирижабле заведомо выйдет на характерный размер с Re, гарантирующим турбулентность. Большая, а то и бОльшая часть поверхности будет работать в турбулентном потоке, вибрировать и порождать волны по всей вообще поверхности.

Так вот - масса, уходящая на обеспечение устойчивости формы оболочки, будет в _разы_ выше необходимого для обеспечения общей и местной прочности конструкции. Оболочка должна стать не только прочной, но и жёсткой.
Граница, где расходы на жёсткость и прочность оболочки как-то балансируются прочими расходами - достигнута уже в тех самых дирижаблях 30х годов. Выход на большие размеры оболочки и тем более на бОльшую скорость резко ухудшат массовую эффективность.

Как ни странно, для самолёта такого же размера эта проблема будет весьма слабой. Обеспечение местной прочности (чтобы не проткнуло потоком в 250м/сек) и общей (надо выдерживать сопротивление воздуха, тягу движков, подъёмную силу) приводит к тому, что оболочка и так прочная и жёсткая, так устойчивость формы обеспечивается заодно. (это не значит, что считать её не надо).

Потому вывод простой: хочешь иметь БОЛЬШОЙ и выгодный аппарат в воздухе - делай его быстрым.
От alexio
К bedal (04.04.2014 12:52:31)
Дата 05.04.2014 10:44:54

Re: Такое впечатление,...

>Вы описываете 300км/час. Это означает нагрузки на оболочку.

Это автор статьи описывает, а не я. Но в защиту автора статьи скажу - он описывает гибридную схему, где непонятно соотношение площадей мягких и жёстких оболочек.

>Потеря формы оболочки будет катастрофична, а не просто приведёт к росту сопротивления. Значит, оболочка должна быть жёсткой и прочной, причём, поскольку площади побольше, чем у крыла самолёта с такой скоростью.

Не скажу за "катастрофичность", но колебания оболочки могут быть даже на пользу - уменьшат затраты на движение. Вспомните волновые движители в природе. Даже сем известная бабочка крылья складывает в верхнем положении таким образом, что получается бегущая волна, выдавливающая реактивную струю.

>При набегающем потоке будет возникать флаттер оболочки

Если говорить про 300 км/ч, то и конструкция дирижабля меняется, значит нельзя рассматривать простейшую простыню на ветру. А в случае скорости километров 70-80 получаем вполне работоспособные агрегаты без всяких флаттеров.

>По большой оболочке бегают волны, причём разные, разных частот. В конце-концов неизбежно возникновение резонанса и разрушение оболочки вместе с подкрепляющей её конструкцией.

Это всё вполне резонно лишь до тех пор, пока за борьбу с волнами не взялись всерьёз. Я лично в своё время возился с устойчивостью механической колебательной системы, правда попроще, чем оболочка дирижабля, но тем не менее при характерной постоянной времени системы в разы выше времени реакции системы компенсации любые колебания устранялись просто на раз.

>Так вот - масса, уходящая на обеспечение устойчивости формы оболочки, будет в _разы_ выше необходимого для обеспечения общей и местной прочности конструкции.

Для оценки этой массы рассмотрите массу тросов длиной в несколько десятков диаметров дирижабля плюс набор относительно маломощных приводных электродвигателей. Это огромная масса ?

>Как ни странно, для самолёта такого же размера эта проблема будет весьма слабой.

Не понимаю, что за "такой же" размер имеется в виду. Если по объёму, то все те же проблемы всплывают.
От Nachtwolf
К alexio (04.04.2014 11:33:03)
Дата 04.04.2014 11:43:19

Т.е. предполагается, что подобный гигант будет безбаллонетным?

> Ну и такая мелочь - вспомните банку из под пива - она с очень тонкой оболочкой, но весьма прочная. Почему ? Потому что внутри есть некоторое избыточное давление. Вот вам ещё один способ снижения требований к весу конструкции. Ну и не последний, конечно.
Газ в него прямо под жесткую оболочку закачивать будут? А компенсировать его расширение каким образом?
От alexio
К Nachtwolf (04.04.2014 11:43:19)
Дата 05.04.2014 10:31:55

Re: Т.е. предполагается,...

>Газ в него прямо под жесткую оболочку закачивать будут? А компенсировать его расширение каким образом?

Не знаю, что такое баллонеты в вашем понимании, да к тому же не могу отвечать за проект из статьи в начале темы. От себя скажу, что компенсировать расширение можно просто насосом.
От Robert
К Nachtwolf (04.04.2014 11:43:19)
Дата 04.04.2014 16:27:25

Ре: Т.е. предполагается,...

>Газ в него прямо под жесткую оболочку закачивать будут? А компенсировать его расширение каким образом?

В такиx конструкцияx (правда, мягкиx и полужесткиx) один балонет всегда есть. Он внутри здорового "аэростата" с легким газом.

Предназначен для поддержания давления внутри оболочки - при снижении с высоты например, потере части газа, оxлаждении и пр.

В этот баллонет подают обычный воздуx под давлением. На маленькиx дирижабляx - просто от баллона с редуктором, на большиx - от специального компрессора.