• Крила
    Костенко Ліна
    А й правда, крилатим ґрунту не треба.
    Землі немає, то буде небо.
    Немає поля, то буде воля.
    Немає пари, то будуть хмари.
    В цьому, напевно, правда пташина...
    А як же людина? А що ж людина?
    Живе на землі. Сама не літає.
    А крила має. А крила має!
    Вони, ті крила, не з пуху-пір"я,
    А з правди, чесноти і довір"я.
    У кого - з вірності у коханні.
    У кого - з вічного поривання.
    У кого - з щирості до роботи.
    У кого - з щедрості на турботи.
    У кого - з пісні, або з надії,
    Або з поезії, або з мрії.
    Людина нібито не літає...
    А крила має. А крила має!

 ЗАПОРОЖСКОЕ ВОЗДУХОПЛАВАТЕЛЬНОЕ ОБЩЕСТВО «АЭРОСИЧ»

Классификация тепловых аэростатов


Воздушный шар над Запорожской Сечью фото

Международная авиационная федерация (ФАИ), штаб-квартира которой находится в Париже, занимается авиационно-спортивной деятельностью, а также регистрацией рекордов в этой области, включая космические рекорды. В соответствии со спортивным кодексом ФАИ все летательные аппараты делятся на 16 классов, которые обозначаются буквами латинского алфавита. Все воздушные шары (свободные аэростаты) относятся к классу  А , дирижабли – к классу В , самолеты – к классу С.Свободные аэростаты (класс А) делятся на пять подклассов, каждый из которых состоит из 15 категорий в зависимости от объема оболочки. Обозначение подкласса состоит из буквы, обозначающей класс, в данном случае « А», и соответственно подкласса, обозначаемого A, X, S, M,T.
К подклассу АА относятся аэростаты, подъемная сила которых создается газом легче воздуха, без бортового подогревателя воздуха и без наддува оболочки. Такие аэростаты принято называть газонаполненными аэростатами, иногда по имени создателя Жака Шарля их называют шарльерами.К подклассу АХ относятся аэростаты, подъемная сила которых создается только подогретым воздухом. В оболочке не должно содержаться никакого другого газа, кроме воздуха и продуктов горения. Этот подкласс и является подклассом монгольфьеров или тепловых аэростатов.К подклассу АМ относятся аэростаты, в которых используется как газ легче воздуха, так и бортовой подогреватель воздуха без наддува оболочки. Эти аэростаты называются по имени создателя Пилатра-де-Розье - розьерами.К подклассу AS относятся аэростаты, использующие газ легче воздуха и рассчитанные на наддув оболочки в такой степени, чтобы оказать заметное влияние на характеристики аэростата. Примером таких аэростатов могут служить аэростаты, использующие в качестве балласта атмосферный воздух, который находится под низким давлением в специальной оболочке, подвешенной под гондолой аэростата.К подклассу АТ относятся аэростаты, не попадающие в подклассы АА, АХ, АМ, AS.
ФАИ является спортивной организацией, однако предложенная ею классификация достаточно полная и используется не только в спортивном воздухоплавании.Наиболее распространенными тепловыми свободными аэростатами, используемыми в соревнованиях, являются аэростаты АХ –7 (с объемом оболочки от 1600 до 2200 метров кубических и берущие на борт 3-4 человека). Реже используются АХ-6 или АХ-8. 
Технические характеристики наиболее распространенных типов тепловых аэростатов Характеристики ТА Тип аэростатаАХ-7АХ-8АХ-9Объем оболочки,  м. куб. 1600-22002200-30003000-4000Диаметр оболочки,  м. 16-1717-18,519-20Высота аэростата, м. 202224Габариты ТА в транспортном положении,  м. 1,1х1, 2х1,31,1х1, 2х1,31,1х1, 2х1,5Количество пассажиров, чел. 2-33-44-6Максимальная полезная нагрузка, кг. 350450550Максимальная высота полета, м. 5000Длительность свободного полета, час. 1-2Максимальная скорость ветра для полета, м/с. 5Максимальная скорость ветра для привязной работы, м/с. 3-5Допустимая температура воздуха, С от -20 до +25


Конструкция тепловых аэростатов Схема аэростата краткая

 Как и во времена братьев Монгольфье, современный тепловой аэростат состоит из:- оболочки,- гондолы,- тепловой установки.В то же время все элементы имеют принципиальные отличия в конструкции и применяемых материалов.На рисунке схематично показана наиболее распространенная конструкция аэростата.

Конструкция тепловых аэростатов Схема аэростата краткая фото

 Оболочка аэростата в верхней части имеет устройство для выпуска теплого воздуха, в качестве которого на аэростатах до класса АХ-9 применяется, как правило, парашютный клапан 1. Открывается клапан с помощью фала управления 6, конец которого выведен в гондолу. Для уменьшения усилия на фале управления и симметричной передачи нагрузки на клапан фал пропущен через блок 5, который закреплен за нижние концы строп 9. В нормальном положении клапан удерживается за счет внутреннего давления в оболочке, вертикальные ленты 8, которые замыкаются на купольном кольце 12, не позволяют выпучиваться ткани клапана наружу. За кольцо 12 закреплен купольный фал 10, который используется в момент наполнения и гашения оболочки.Нагрузку  от веса гондолы, пассажиров, другого оборудования, а также внутреннего давления воспринимают  вертикальные ленты 8 и частично сама ткань оболочки. Горизонтальные ленты 4 выполняют вспомогательную роль и служат для ограничения возможного разрыва оболочки при аварийных ситуациях.Гондола 14 теплового аэростата мало чем отличается от гондолы газового аэростата, она, как правило, изготовляется из лозы и тростника, которые позволяют выдержать удары при неаккуратных посадках.Тепловая установка состоит из одной или нескольких горелок 13, соединенных рукавами с газовыми баллонами 15. Максимальная мощность каждой горелки составляет несколько миллионов ватт.Фирмы-изготовители, как правило, предлагают покупателям различную комплектацию аэростатов с основными элементами. Так, для одного типа оболочки может быть предложено несколько различных по размеру гондол и, наоборот, для одной гондолы несколько типоразмеров оболочек. Это же относится и к блокам горелок, которые могут быть одинаковыми, двойными, тройными и даже, для больших шаров, содержать четыре горелки. Любая комплектация аэростата должна удовлетворять нормам летной годности, гарантирующим безопасность применения аэростата. Конструкция теплового аэростатаОболочки Схемы оболочек
1.Внешние очертания оболочек обычных тепловых аэростатов имеет грушевидную форму и для человека незнающего может показаться даже одинаковыми. Внешний контур диктуется естественным формированием, точно так же как оболочка, наполненная постоянным давлением, стремится принять форму сферы, так и оболочка, наполненная изменяющимся по высоте давлением, будет стремиться принять грушевидную форму. Наверное, многие наполняли полиэтиленовый пакеты водой и видели, что они становятся похожими на прозрачные груши. В основном отличия оболочек разных типов, определяется раскроем ткани, способом уменьшения напряжения, конструкциями устройства выпуска воздуха и некоторыми другими особенностями, влияющими на эксплуатационные свойства.Крупные вертикальные элементы, из которых сшивается оболочка, называется – полотнищами. Детали самого полотнища – крыльями. Смотрите на рисунке.

Детали полотнища фото

Любая ткань, в том числе и применяемая при пошиве оболочек аэростатов, состоит из нитей основы и нитей утка. Основа всегда располагается вдоль длины ткани, а уток поперек длины и перпендикулярно основе. Основные схемы кроя оболочек показаны на рисунке ниже.

Основные схемы кроя оболочек фото

Схемы а) и б) наиболее распространены, они имеют небольшую выпуклость полотнищ в горизонтальной плоскости, обеспечивающую необходимую разгрузку ткани. Общее количество полотнищ, как правило, более 20. Ввиду своей относительной гладкости такие оболочки наиболее удобны для нанесения рисунков и рекламных полотен, которые на них в меньшей степени подвержены визуальным искажениям. Оболочки, выполнены по схеме а), с вертикальным расположением крыльев, более технологичны в производстве, чем оболочки б) но так как ширина ткани определяет ширину полотнища, то при ее изменении увеличивается отход ткани или приходится изменять количество крыльев, а это уже влияет на систему подвески гондолы. Оболочки, выполненные по схеме б), более универсальны, такой крой используется как на малых, так и на больших размеров аэростатах.

Схема в) позволяет несколько уменьшить общую длину швов и, следовательно, сократить затраты на изготовление, кроме того, сама оболочка приобретает оригинальный вид, как правило, количество полотнищ составляет 8 или 12. К недостаткам этой схемы следует отнести несколько большую склонность к ложкообразованию из-за порывов ветра.

В схеме г) клинья располагаются по диагонали, за счет свойства ткани вытягиваться в этом направлении возникает естественная ее разгрузка. 

Парашютный клапан 

2.Одним из важных конструктивных элементов оболочки является устройство выпуска воздуха. На больших аэростатах таких устройств, как правило, два: одно служит для управления аэростатом по высоте, другое – для экстренного выпуска воздуха при посадке. На аэростатах с оболочками объемом до 3000-3500 метров кубических применяется одно устройство, выполненное в виде парашютного клапана. Парашютный клапан выполняет одновременно функцию управления и функцию гашения оболочки при посадке, при использовании его в полете клапан автоматически возвращается на место.На аэростатах с объемами оболочек 3000 до 4500 метров кубических могут применяться более сложные устройства выпуска воздуха, совмещающие в себе функцию управления полетом и гашения оболочки при посадке. Рисунок б). Устройства экстренного выпуска для больших  аэростатов, как правило, не могут самостоятельно возвращаться в исходное состояние, чаще всего применяются так называемые разрывные полотнища. Рисунок в), г), д), ж). 

Схемы парашютного клапана фото

Для управления высотой полета на больших аэростатах могут применяться парашютные клапаны или другие клапаны, способные самостоятельно  возвращаться в исходное положение.
Фалы управления
3. 4. Чтобы пилот мог отличать разные фалы управления, свисающие к нему в гондолу, в соответствии с требованиями норм летной годности, фал управления устройством экстренного выпуска всегда делается красного цвета.
Воздухозаборник
8. Еще одним важным элементом оболочки является устройство, предотвращающее отсос теплого воздуха ветром при наполнении и старте аэростата. Применяются кольцевые устройства и устройства в виде косынки, которые называются воздухозаборниками.

устройства в виде косынки, а именно воздухозаборники фото

Воздухозаборники считаются наиболее эффективными. Они исключают образование «ложек» при ветре до 5 или 6 метров в секунду.
Купола квалифицируются по объему и грузоподъемности, т. е. максимальному весу, который купол поднимает.Тип Объем Количество колонок Количество канатов нагрузки Система выпуска воздухаA 2970-15000м3(AX-8- AX-13) 20 5 Парашютный клапан, простая velcro часть с боковым клапаном или комбинированная velcro частьN 890-5950 м3(AX-4 - AX-10) 12 - 16 Парашютный клапанO 890-4530 м3(AX-4-AX-10) 12 12 Парашютный клапан, иногда (особенно в больших куполах) простая или комбинированная velcro частьV 590 - 2550 м3(AX3 -AX-8) 8 8 Парашютный клапанZ 1840 - 2970 м3(AX-7 - AX-8) 24

Схема расположения парашютных клапанов фото

3 - Блок фала управления. Один расположен на внутренней части оболочки, на вертикальной силовой ленте. На втором блоке сходятся стропы парашютного клапана. Через блоки пропущен фал управления клапаном.4 - Фал управления парашютным клапаном. Представляет собой гибкий шнур (веревку) из прочного термостойкого материала. Предназначен для открытия парашютного клапана.

Блок горелок или горелка фото 
Блок горелок или горелка 

5 - Горелка или блок горелок. Является составной частью тепловой установки аэростата. При помощи горелки сжигается газ (пропан-бутан) и тем самым нагревается воздух, находящийся внутри оболочки.

Горелка или блок горелок фото


Горелки, говоря образно, являются силовой станцией горячего воздуха воздушного шара. С механической точки зрения это самая сложная часть шара. Горелками нагревается воздух при наполнении  шара и поддерживается температура при полете. Горелки «питаются» жидким пропаном.  Современные горелки изготавливаются с защитными коробками, которые защищают руку пилота от ожогов и удерживают тепло, излучаемое вниз от накаленной горелки. Горелка изготавливается из очень крепкой нержавеющей стали, поскольку температура сгорания пропана - около +500 С. Современные горелки воздушных шаров являются мощными – их мощность достигает 4500-6000 мегаватт.

Гондола фото

Гондола (корзина)  

6 - Гондола (корзина) изготавливается из лозы и тростника. Такая конструкция и материалы позволяют выдерживать удары при жестких посадках.Дно корзины – из устойчивой к влаге морской фанеры. Для структурного каркаса корзины используются 6-ти мм тросы из нержавеющей стали. Ими корзина крепиться к куполу. В гнезда рамы корзины и рамы горелки вставляются стойки из полиуретана. Они укрепляют и делают стабильной систему нагревания. Эти стойки и тросы покрываются кожаными оболочками, которые защищают стойки и тросы от механических повреждений. Газовые  баллоны, как правило, закрепляются кожаными ремнями в углах корзины. Устройства, футляр для карты, огнетушитель и другие принадлежности также крепятся в корзине в предназначенных для них местах.Корзины тепловых аэростатов бывают рассчитанные на количество от 4-х до 50-ти человек Четырехместная корзина(3 пассажира + 1 пилот). 

Восьмиместная кабина теплового аэростата (7 пассажиров + 1 пилот).

Восьмиместная кабина теплового аэростата фото

Корзина с двумя Т-разделами, рассчитанная на 20 пассажиров + 1 пилот. 

Корзина с двумя Т-разделами, рассчитанная на 20 пассажиров + 1 пилот фото

Двухъярусная гондола аэростата, самый большой и вместительный аэростат. Вместимость – 50 человек.

Двухъярусная гондола аэростата, самый большой и вместительный аэростат. Вместимость – 50 человек фото

Газовые баллоны

7- Газовые баллоны. Размещаются по углам внутри корзины. В баллонах содержится газ (пропан - бутан), который по шлангам подается на горелку. Баллоны бывают разные по объему,  в среднем около 40-50 литров.

Размещение газовых баллонов внутри корзины фото

9 - Место крепления фала управления. Это петля внутри оболочки, надежно пришитая к вертикальной силовой ленте, к которой привязывается конец фала управления парашютным клапаном.
Тепловой аэростат является летательным аппаратом, на который распространяется действие Воздушного кодекса  и  Авиационных правил. Летное и техническое обслуживание тепловых аэростатов осуществляется  согласно   правилам  об использовании воздушных судов  авиации общего назначения в воздушном пространстве Украины.  В  Украине существуют сертифицированные   Авиационные Учебные Центры  по подготовке пилотов тепловых аэростатов.