Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Перспективы применения дирижаблей в Казахстане

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ

КАЗАХСТАН

АО «АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

ИНСТИТУТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кафедра № 35 «Экономика и организация производства

на воздушном транспорте»

Специальность: 050901 «Лётная эксплуатация воздушного транспорта»

ЗАДАНИЕ

НА ВЫПОЛНЕНИЕ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ

Студенту: .

Тема дипломной работы: «Перспективы применения дирижаблей в Казахстане»

Утверждена приказом по Академии ГА №_____ от «_____»__________2008г.

ЗАДАНИЕ ВЫДАЛ РУКОВОДИТЕЛЬ:

____________________________________

(должность, учёная степень, звание)

____________________________________

(подпись)

ЗАДАНИЕ ПРИНЯТО К ИСПОЛНЕНИЮ:

____________________________________

(подпись студента)

«___»______2008г.

Необходимая литература, справочники, архивные и другие материалы по теме дипломной работы:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Перечень вопросов подлежащих разработке:

Перечень минимума графического материала:

Консультанты по дипломной работе с указанием относящихся к ним разделов:

разделы	консультанты, кафедра

Дата выдачи задания: «____»____________2008г.

Заведующий кафедрой № 35: ___________________________________ Гирш О.Л.

Научный руководитель: _________________________________________________

Задание принял к исполнению, студент: __________________________ Ким В.А.

Дата: «____»____________2008г.

Ф.4.04.-11

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ

КАЗАХСТАН

АО «АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

Институт профессионального образования

Кафедра № 35___________________________________

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Тема:

«Перспективы применения дирижаблей в Казахстане»

утверждена на заседании Учёного Совета Академии протоколом № _____ от

«_____»__________2008г.

Исполнитель: студент 4 курса ускоренного заочного обучения

Научный руководитель:

Консультанты:

Алматы 2008г.

Дипломная работа рекомендована к защите

Научный руководитель __________________________________________________

______________________________________________________________________

«____»____________2008г.

Дипломная работа допущена к защите

Заведующий кафедрой __________________________________________________

______________________________________________________________________

«_____»___________2008г.

Проректор по УМР – директор ИПО: профессор В.Челпаченко

С рецензией ознакомлены:

Заведующий кафедрой № _____

______________________________________________________________________

Исполнитель: В.Ким

«____»__________2008г.

Дипломная работа направлена в ГАК

Проректор по УМР – директор ИПО: профессор В.Челпаченко

«____»__________2008г.

Аннотация.

В дипломной работе на тему: «Перспективы применения дирижаблей в Казахстане», проведены исследования, по: истории развития дирижаблестроения, обоснование, описание дирижаблей, перспектива их применения в Казахстане, в самых различных сферах, а также в военных целях. Также краткий анализ преимуществ и недостатков данной авиатехники нового поколения, расчёт эффективности эксплуатации дирижабля (на примере Российского дирижабля МД-900). Проведённые исследования являются актуальными и необходимыми, так как внедрение в производственно-хозяйственную и военную деятельность авиации Казахстана комплекса новых решений, данной дипломной работы, позволит объёктивно оценить применение дирижаблей. Позволит вести успешное внедрение дирижаблей в производственную деятельность авиационных предприятий и, в условиях рыночных отношений поможет повысить эффективность работы, внедрения новых видов работ, повышения уровня обороноспособности страны. В последнее время мы всё чаще вспоминаем об этих «левиафанах пятого океана». И тому есть причина: современные учёные и инженеры предлагают именно эти летательные аппараты, построенные с учётом всех требований науки и техники, использовать в качестве транспорта XXI столетия.

Введение.

Стремление человека преодолеть силу земного притяжения и парить в воздухе подобно птице уходит своими истоками в глубокую древность. С давних времён человечеством владела мысль о свободном полёте в воздушном океане, который манил своей безбрежностью и величием. Для достижения этой цели людям пришлось пройти долгий и тернистый путь, полный как неудач, так и свершений. Проблемой полёта занимались вполне серьёзные мыслители, философы и исторические деятели, и пока учёные умы пытались более или менее научно разработать модель летательной машины, простые романтики и авантюристы прыгали с колоколен, церквей, башен и, естественно, калечились и погибали.

В Европе, начиная с XIV века, зарождается идея возможности полёта на машине, которая легче воздуха. Первые идеи о возможности использования для подъёма в воздух подъёмной силы лёгких газов можно найти в материалах, относящихся к XIV веку. Монах Альберт Саксонский писал, что дым костра гораздо легче воздуха и вследствие расширения последнего под действием огня поднимается в небо. Английский учёный Скалигер уже в XVI веке предлагал сделать из тончайшего золота оболочку и наполнить её горячим воздухом.

Важную роль в дальнейших работах в области воздухоплавания сыграло открытие в 1776 году англичанином Генри Кавендишем – водорода, или, как его называли в то время, «горящего воздуха». Уже в 1768 году шотландский химик и физик Джозеф Блэк после изучения свойств водорода, пришёл к выводу о возможности использования его подъёмной силы для будущих летательных аппаратов (ЛА).

В 80-х годах XVIII века люди вплотную приблизились к постройке ЛА, обладающих аэростатической подъёмной силой. Во французском городке Виделон-лез-Аннон над этой проблемой воздухоплавания в это время работали сыновья бумажного фабриканта Жозеф Мишель и Жак-Этьен Монгольфье. В отличии от

многих своих предшественников, они считали невозможным создание ЛА на основе мускульной силы человека. После многочисленных экспериментов в ноябре

1782 года пришёл первый успех. Официальная демонстрация полёта воздушного шара братьев Монгольфье состоялась 5 июня 1783 года в Аннонэ. Оболочка высотой 11 метров имела объём около 620куб.м. шар набрал высоту около 2000м. продержался в воздухе 10 минут и плавно опустился на землю, на расстоянии 2200м. от места подъёма. Это день начала практического воздухоплавания!

Полёты первых аэростатов продемонстрировали правильность и перспективность использования аэростатического принципа поддержания тел в воздухе.

После основательной подготовки 21 ноября 1783 года в Париже состоялся первый свободный полёт людей на воздушном аппарате, изобретённом братьями Монгольфье, который совершили физик Пилат де Розье и маркиз д'Арланд. поднявшись на высоту около 1000м. аэростат пролетел 8 км. над Парижем и через 45 мин. опустился в другом его пригороде.

Академия наук решила повторить опыт братьями Монгольфье, подготовку к нему поручила профессору физики Жаку Александру Шарлю. 27 августа 1783 года на Марсовом поле был запущен первый воздушный шар, наполненный водородом. На высоте 1000м. шар лопнул.

1 декабря 1783 года состоялся первый полёт на шаре, наполненном водородом, который построили механики братья Роберы под руководством Шарля. По сравнению с Монгольфьеровым аэростат Шарля был значительнее совершеннее.

Полёт Шарля и одного из братьев Робер продолжался 2 часа 5 минут, пройденное расстояние составило 36км., максимальная высота подъёма – около 460м. полёты Шарля продемонстрировали значительные преимущества шарльеров, как в удобстве управления аэростатом по вертикали, так и с точки зрения длительных перелётов

Шло время аэростаты - шарльеры совершенствовались, позволяя совершать всё более сложные перелёты. Неблагоприятное положение с развитием воздухо

плавания сложилось в России в царствование Екатерины II, серьёзно затормозившей разработку аппаратов легче воздуха.

Первые полёты с научными целями были совершены в начале XIX века.

24 июня 1802 года Гумбольд и Бомплан поднялись на высоту 5878м. и впервые провели измерения температуры и давления воздуха, исследовались электрические явления в атмосфере. В 1804 году в России Академия наук организовала полёт с научными целями. 30 июня академик Я.Д.Захаров поднялся на воздушном шаре, во время полёта были сделаны замеры давления, температуры, взяты пробы воздуха на различных высотах, выполнены опыты со статическим электричеством и магнитом, некоторые простейшие физиологические эксперименты.

Но подобные мирные исследования вскоре закончились.

Уже через одиннадцать лет после подъёма братьев Монгольфье, во время Великой Французской революции, решили использовать привязные аэростаты для наблюдения за австрийскими войсками. Их появление ошеломило австрийцев. При этом следует отметить, что французы впервые использовали воздушный шар для наблюдения за ходом битвы и корректировки огня артиллерии именно во время этого сражения.

Неуправляемые воздушные шары еще не раз сыграли значительную, а порой и решающую роль в военных операциях XIX века. Проведенные исследования подтвердили, что аэростат может быть очень ценным средством при обороне крепостей, но, для того чтобы научиться хорошо его использовать в полевой войне, нужно еще много кропотливо и упорно трудиться.

Но всё же, аэростаты не отвечали главной цели воздухоплавания – служить средством сообщения они не могли. Для этого необходим был управляемый аэростат, или дирижабль.

Дирижабль (от французского dirigeable – управляемый) или управляемый аэростат с двигателями, благодаря которым он может двигаться независимо от направления воздушных потоков, или воздушный корабль – это воздухоплавательный аппарат легче воздуха, в котором вес конструкции и полезного груза,

поддерживаются в воздухе благодаря подъёмной силы газа, заключённого в его корпусе.

На 2005-2008 годы существует множество проектов возрождения дирижаблей. Основная область, где они востребованы в XXI веке – это транспортировка больших и нестандартных, необычной формы грузов. Дирижаблей военного, научно–исследовательского, теле и радиотрансляционного назначения, дирижаблей патрулирования и наблюдения, пространственно – технического мониторинга местности и инженерных объектов, метеорологии и т.д. Современные дирижабли способны совершать автономные полёты до одного месяца и более, непрерывно выдерживать ветер силой до 33 м/с. Покрывать расстояния до 15 тысяч километров и более, грузоподъёмностью от 2,2 до 500 тонн.

В разработках этих «левиафанах пятого океана» принимают участие все ведущие страны мира – Россия, США, Англия, Дания, Франция, Германия и т.д.

На МАКСе – 2005 были представлены действующие дирижабли Производственной Компании АВГУРЪ - Аи-12М. 28.11.2006г. Россия приступила к серийному производству Аи-12М. разрабатывается 8 местный Аи-30 «Аргус», МД-900 по государственной программе. На авиасалоне Фарнборо компании АВГУРЪ и РосАвиаСистемы представили аэростаты военного назначения.

Раздел I.

История дирижаблестроения.

Трудное начало.

К концу XIX века в России управляемый аэростат так и не был построен. Основными причинами этого являлись техническая отсталость страны и незаинтересованность правительства в работах отечественных специалистов. В это время большую роль в организации воздухоплавательной службы России сыграл Александр Матвеевич Кованько. Он родился в 1856 году в Полтавской губернии в семье горного инженера и после окончания гимназии и инженерного училища в 1878 году был направлен на службу в 4-й понтонный батальон.

В 1884 году при управлении гальванической части инженерного корпуса образовалась комиссия для разработки вопросов «применения воздухоплавания, голубиной почты и сторожевых вышек к военным целям». Кованько назначили делопроизводителем этой комиссии. В дальнейшем он всецело посвятил себя воздухоплаванию. В 1885 году его назначили начальником команды военных аэронавтов, а в 1889 году вместе с председателем комиссии генералом Боресковым командируется в Париж для ознакомления с воздухоплавательным делом во Франции и Бельгии, а также для заказа, испытания и приемки монгольфьера системы Годара.

В 1890 году Кованько был назначен командиром Учебного воздухоплавательного парка, в 1910 году возглавлял Воздухоплавательную школу. В 1898 году Кованько принял участие в международном воздухоплавательном съезде в Страсбурге и стал затем деятельным членом Воздухоплавательной комиссии международного метеорологического комитета. С началом русско-японской войны 1904-1905 годов под его непосредственным руководством производилась радикальная перестройка материальной части крепостного воздухоплавания и разрабатывались новые облегченные образцы полевого воздухоплавательного имущества.

Многие военные руководители утверждали, что воздухоплавание в Маньчжурии не принесет пользы и что по пересеченной местности передвижение с аэростатом будет затруднено. Но Кованько в многочисленных обращениях к военному руководству настойчиво доказывал, что воздухоплавательная рота сможет передвигаться так же оперативно, как полевая артиллерия и пехота. Эта убежденность и энергия Александра Матвеевича пробивали брешь в казенной рутине. Ему поручили сформировать и возглавить Восточносибирский полевой воздухоплавательный батальон, который отправлялся на театр военных действий. Уже во время осады Порт-Артура стало ясно, какую неоценимую пользу могли бы принести осажденным русским войскам привязные аэростаты, когда с самодельно изготовленного аэростата «был рассмотрен неприятельский укрепленный лагерь, который выстрелами с наших броненосцев был расстрелян 12-дюймовыми снарядами».

Русское военное ведомство долго не хотело признать этот новый вид оружия и не имело ни одного дирижабля, хотя уже в ходе русско-японской войны с фронта от Кованько поступал запрос на дирижабли.

Развернувшееся в начале XX века широкое строительство управляемых аэростатов за рубежом, в частности в Германии, Франции и Италии, и значительные по тому времени достижения этих дирижаблей, которые могли играть немаловажную роль при проведении боевых действий, заставили русское военное министерство серьезно заняться вопросом снабжения армии управляемыми аэростатами. В 1906 году начальник Главного инженерного управления, докладывая военному министру о необходимости иметь на вооружении дирижабли, подчеркивал, что «армии, снабженные подобными аппаратами, будут обладать могущественным средством для производства рекогносцировок и могут нанести тяжелый моральный ущерб армиям, не имеющим таковых средств».

В 1906 году Главное инженерное управление намечало приобрести десять управляемых аэростатов. Но когда дело дошло до покупки дирижаблей, то необходимых средств не сумели найти. Командированный в том же году во Францию, к братьям Лебоди, профессор Федоров пытался уговорить главного конструктора фирмы инженера Жюльо перейти на русскую службу, но, как гласило разъяснение Главного инженерного управления, «ввиду огромной запрошенной им суммы в 1 000 000 руб. единовременно и 100 000 руб. ежегодного жалованья переговоры эти были прекращены».

Только в 1907 году, когда стало ясно, насколько Россия отстала в этом деле от заграницы, Главное инженерное управление вновь задумалось над этим вопросом. Назревавшая война на Балканах и перспектива войны с Германией и Турцией заставили военное министерство ускорить снабжение армии дирижаблями.

Первые дирижабли.

Первая попытка создания своими силами дирижабля была сделана в Учебном воздухоплавательном парке в 1908 году. Аэростат, названный «Учебный», строился по проекту капитана А. И. Шабского. Постройка аппарата завершилась в сентябре 1908 года. Оболочка его имела объем около 1200 куб. м и была выполнена из двух змейковых аэростатов системы «Парсеваль». Длина ее составляла 40 м, а максимальный диаметр — 6,55 м. В деревянной гондоле был установлен устаревший автомобильный двигатель «Рено» мощностью 16 л. с., который приводил в движение 2 воздушных винта. Винты располагались по обе стороны гондолы в передней ее части. «Учебный» брал на борт 3 человека, мог подниматься на высоту 800 м и развивать скорость около 21,6 км/ч. Наибольшая продолжительность полета составляла около 3 ч. Летом 1909 года дирижабль «Учебный» был модернизирован. Объем оболочки увеличили до 1500 куб. м, установили более мощный двигатель (25 л. с.), заменили винты, перестроили

гондолу. Однако дальнейшие полеты больших успехов не принесли, и аппарат в конце года был демонтирован.

В том же 1909 году русское военное министерство закупило во Франции на заводе «Лебоди» полужесткий дирижабль, получивший в России наименование «Лебедь». Одновременно с этим, созданная 21 февраля 1907 года приказом генерал-инспектора А. П. Вернандера специальная комиссия Главного инженерного управления под руководством профессора Военно-инженерной академии генерала Н. Л. Кирпичева вела разработку и постройку первого отечественного военного дирижабля. В задачи комиссии входило «производство опытов и исследований принадлежностей и материалов для постройки управляемого аэростата, а также составление по результатам опытов окончательного проекта такого аэростата».

В состав комиссии входили военные инженеры и воздухоплаватели: генерал-майор A. M. Кованько, инженер-полковник E. С. Федоров, инженер-подполковник В. Ф. Найденов, подполковник В. А. Семковский и капитан Н. И. Утешев. К работе были привлечены и крупнейшие научные силы России. По сути дела, в феврале 1907 года образовался первый в России научно-конструкторский центр по дирижаблестроению. Этот полужесткий дирижабль, вначале названный «Комиссионный», а позднее переименованный в «Кречет», был построен в июле 1909 года. По сравнению с его прототипом — французским дирижаблем «Патре», в «Кречет» были внесены значительные усовершенствования. Учтя немецкий опыт постройки полужесткого дирижабля типа «Гросс», на «Кречете» отказались от матерчатого переднего ветрореза и нижнего опорного пилона гондолы, оперение с жестким каркасом заменили двумя каплевидными горизонтальными стабилизаторами из прорезиненной ткани, сообщавшимися с основной газовой оболочкой. Кроме того, были увеличены размеры гондолы и выше расположены винты. Все это позволило существенно улучшить управляемость дирижабля и разгрузить его кормовую часть.

Заводу Лесснера в Петербурге заказали 2 бензиновых двигателя мощностью по 50 л. с. и массой не более 5 кг на 1 л. с. (не считая массы радиатора и воды для охлаждения). Завод Лесснера спроектировал и построил четырехцилиндровый двигатель мощностью 50 л.с. Однако, «на испытании этот мотор работал исправно 2 часа без перерыва... затем обнаружилось сильное разогревание масла, вследствие чего произошла порча картера», — так гласил отчет Главного инженерного управления об испытании двигателя. Время шло, а завод Лесснера никак не мог справиться с постройкой двигателя. Пришлось заказать 2 двигателя автомобильного типа заводу «Панар-Левассор» (Франция), которые были готовы только к октябрю 1908 года. Для приемки двигателей во Францию отправились Утешев и Немченко. Оказалось, что двигатели развивают мощность по 85 л.с.,

т.е. вдвое больше расчетной. Большая масса купленных двигателей автомобильного типа вызвала увеличение объема оболочки с 4073 почти до 6000 куб. м. Оболочку аэростата удалось изготовить на заводе «Треугольник». Московский завод «Дукс» построил платформу и гондолу. Четырехлопастные ореховые пропеллеры были сделаны в Петербурге Первым российским

товариществом воздухоплавания. Передачу к винтам и установку мотора в гондоле выполнил завод И. А. Семенова (под руководством военных инженеров). Одновременно Ижорский и Содовый заводы Южно-Русского общества привлекли к добыванию водорода и нагнетанию его в металлические трубы. Вначале была построена большая модель аэростата объемом 300 куб. м. на которой, изучались способы пришивки поясов и подвески платформы и гондолы.

Первый полет «Кречета» состоялся 30 июля 1910 года в 8.19, т. е. через год после постройки. После проведения испытательных полетов, в которых быладостигнута скорость 43 км/ч и продемонстрирована хорошая управляемость, дирижаблем как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, «Кречет» передали в 9-ювоздухоплавательную роту, находившуюся в Риге. Командиром корабля назначили военного воздухоплавателя Ковалевского. «Кречет» стал первым построенным в России дирижаблем, принятым на вооружение русской армии.

В том же 1910 году началась эксплуатация «Лебедя». Летом 1910 года были построены еще два русских военных дирижабля мягкой системы «Голубь» и «Ястреб». Первый — на Ижорском заводе в Колпино под Петроградом, а второй — Акционерным обществом «Дукс» в Москве. «Голубь» строился по проекту профессоров Боклевского, Ван-дер-Флита и инженера В. Ф. Найденова при участии капитана Б. В. Голубова, автором «Ястреба» стал А. И. Шабский. В июле и августе были произведены первые полеты, показавшие вполне приемлимые данные: скорость 47 км/ч, высоту 1500 м с 6-7 членами экипажа и продолжительность полета — 4 часа. Оба корабля были ренаровского типа (длинные гондолы). На «Ястребе» стоял двигатель БМВ (60 л. с.), который мог нести 1170 кг полезной нагрузки, на «Голубе» — «Кертисс» мощностью 75 л. с. Осенью того же года «Голубь» получил приз за прилет на «авиационную неделю» на Коломяжский аэродром.

В 1910 году Россия приобрела за границей еще четыре дирижабля: три во Франции — «Клеман-Байяр», названный «Беркут», «Зодиак» VII и «Зодиак» IX («Коршун» и «Чайка») и один в Германии — «Парсеваль» PL-VII, получивший имя «Гриф».

Перспективы применения дирижаблей в Казахстане 📙 Дипломная → 🆔 13050