http://chapleeng.livejournal.com/ ([identity profile] chapleeng.livejournal.com) wrote in [community profile] engineering_ru2016-02-26 03:43 pm

Держаться за воздух.

Оригинал взят у [livejournal.com profile] chapleeng в Держаться за воздух.
                                                                                     
          Рассказ об авиации, с отступлениями, картинками, видеофильмом, антрактом и буфетом.

Скунс на англицкой мове будет – Skunk. Чтением о похождениях самогонщиков, которые варили самогон именно из этого ароматного зверька описываемых в популярном в конце 50-ых годах комиксе «L’il Abner» увлекался г-н Кларенс Леонард Джонсон. И был он не просто грамотным, а даже очень, к тому же еще он течение сорока с лишним лет руководил одним из отделений фирмы «Lockheed Martin», которое занимается секретными разработками. Он по праву считается одним из талантливейших авиаконструкторов XX века. Холл Хиббард (главный инженер корпорации «Lockheed»), однажды сказал о нём: «Этот чертов швед буквально видит воздух».
То ли из-за тех комиксов, то ли из-за вони от находившегося рядом химзавода, но прилепилось к подразделению «Lockheed's Advanced Development Project division» совсем другое название - «Skunk Works».



А поскольку делать самолеты (и не только самолеты) у них получалось отлично, то в знак уважения к «фирме» на некоторых изделиях появилось изображение скунса.


А самолеты у них выходили ого-го какие. Например, SR-71



А знаете ли Вы, что именно в «Skunk Works» в 1981 году была закончена разработка первого в мире самолета малой радиолокационной заметности F-117 (он же Lockheed F-117 Night Hawk, он же в безграмотной популярной литературе - «Стелс»), который 18 июня того же года совершил свой первый полет?
Далее были не менее интересные изделия, такие как «Sea Shadow» (Морская тень) — опытное судно-невидимка



И выросшее из него и принятое на вооружение армией США Littoral Combat Ship и его модификации.
Ну да ладно, это дела прошлого века, а 31 января 2006 года из ангаров «Skunk Works», вышло такое чудо - дирижабль P-791.



Фирма держала, да и, наверное, держит полную информацию об этом дирижабле в секрете.  На первый полет не был приглашен никто, однако не заметить такое в густонаселенной Калифорнии было сложным. То, что просочилось в литературу и интернет я попробовал собрать, перевести и рассказать Вам.
Итак, слушаем и не говорим, что не слышали…
Обратите внимание, что речь идет об аппарате с полностью управляемыми фазами полета. Не частично контролируемом полете, когда надо выйти на аэродром +/- 200-400 м, где происходило вот что. С вершины причальной мачты сбрасывали гайдроп (толстый длинный канат), который прокладывали по земле по ветру. Дирижабль подходил к мачте с подветренной стороны, и с его носа также сбрасывали гайдроп. Люди на земле связывали эти два гайдропа, и затем лебёдкой дирижабль подтягивали к мачте — его нос фиксировался в стыковочном гнезде. Кстати, причаленный дирижабль может свободно вращаться вокруг мачты, как флюгер. Американские военные дирижабли 1950—1960-х годов требовали усилий около 50 матросов для надёжной посадки, и возможно поэтому после появления надёжных вертолётов они были сняты с вооружения.
Да, а знаете ли Вы, что перед первой мировой войной наиболее мощными воздухоплавательными державами были Россия, имевшая в Петербурге крупный «Воздухоплавательный парк» с более чем двумя десятками аппаратов, и Германия, обладавшая 18 дирижаблями. В состав военно-воздушного флота Австро-Венгрии входило только 10 дирижаблей.



В рассматриваем нами случае мы наблюдаем «осознанный» взлет, полет и посадку на любую площадку.



Большая часть информации получена из видео на котором Bob Boyd, руководитель программы гибридных дирижаблей Lockheed Martin Skunk Works, говорит о дирижабле P-791.
Вопрос 1: а зачем оно надо?
Существует большой разрыв между использованием морских судов и самолетов для транспортировки грузов как в коммерческих, так и в военных целях. Корабль может нести много и недорого, но медленно. Грузоперевозчикам данный вид транспорта обойдется от 6 до 10 центов за тонно/милю. Рейс от Китая до США займет от двух до трех недель. Грузовой самолет может переместить грузы по всему миру за считанные часы, но это обойдется в 50 – 60 центов за тонно/милю, кроме того, объем груза ограничен. С гибридным дирижаблем мы выходим на транспортировку значительных объемов грузов в течение трех дней по цене 25 центов за тонно/милю. Мы пытаемся заполнить эту среднюю нишу.
Вопрос 2: как это сделано?
Аппарат имеет около 37,5 м в длину, около 16 м в ширину и около 9 метров в высоту. Первый полет прошел 31 января 2006 года. Все основные компоненты P-791 – рубка, двигатели, топливопроводы, рули управления, подушки ACLS – крепятся на внешней стороне оболочки. Единственные элементы, что лежат внутри оболочки – это гибкие перегородки, простирающиеся вдоль швов трех долей дирижабля, обеспечивая форму и прочность, и баллонеты, расширяющиеся и сужающиеся для выравнивания давления, связанного с расширением и сужением гелия с высотой. Оболочка аппарата соткана из вектрана – легкого высокопрочного материала, подобного кевлару. Соединение элементов материала осуществлялось термосклеиванием или химическим склеиванием по швам. Моторы и винты смонтированы в подвижных алюминиевых кольцеобразных гондолах, что позволяет направлять их вверх, вниз, влево, вправо для подъема, спуска и руления. Узлы крепления передних двигателей прикреплены к оболочке, два кормовых двигателя крепятся на композитных дугообразных рамах, повторяющих контуры оболочки. Мотор, винт и крепежная система образуют движитель. 4 таких блока обеспечивают P-791 максимальную скорость около 56 миль/ч. Используется автоматическая цифровую систему управления полетом, которая использует ультразвуковой анемометрический датчик давления для сбора данных. Данная система позволяет пилоту просто нанести линию на дисплей с подвижной картой, показывая, куда он хочет отправиться, и система отреагирует, адаптируется к условиям и позаботится обо всем остальном
Вопрос 3: Почему такая форма корпуса. Как насчет пробоин?
Проведенные по программе AeroCraft опытно-конструкторские работы показали, что трехдольная оболочка летает лучше, чем имеющие форму сигары исторические дирижабли или почти овального профиля аппараты. При данной конструкции аппарата около 80% полной силы обеспечивает сила Архимеда, оставшиеся 20% - подъемная сила. Что подняться в воздух аппарат должен развить скорость около 23 км/ч. Ветер должен обдувать всю оболочку.
Дирижабли имеют очень низкое давление (в оболочке) – около 690 Па. Дирижабли «Goodyear» постоянно получают пробоины от выстрелов идиотов, пытающихся сбить их. Однако газ выходить настолько медленно, что экипаж может приземлиться и залатать пробоину. В наш дирижабль не стреляли, но если бы это случилось, оболочку можно было бы восстановить, используя самоклеющуюся заплатку.
Вопрос 4 – шасси?
P-791 использует четыре воздушные подушки, расположенные на наружных долях. Руление транспортного средства можно рассматривать, как полет на воздушной подушке. Особенностью этих подушек является возможность их работы в реверсе, т.е. они могут не нагнетать воздух под «юбку», а наоборот высасывать его оттуда, и создавать эффект «присасывания», что имеет значение при работе с грузовыми операциями в ветреную погоду. Давление воздуха также может быть использовано для распределения нагрузок в надувной конструкции.


Запоздалое послесловие.
17 марта 2011 года компания Aviation Capital Enterprises [Калгари, Канада] объявила, что объединяет усилия с Skunk Works по созданию, испытаниям и сертификации в соответствии со стандартами Федерального управления гражданской авиации США семейства гибридных дирижаблей, предназначенных для коммерческой транспортировки тяжелых грузов. Aviation Capital будет реализовывать гибридные дирижабли на коммерческом рынке, в то время, как Lockheed Martin сохраняет права на военный рынок.
Самая крупная разрабатываемая модель получила название SkyLiner. Ожидается, что этот исполин поднимется в небо в 2016 году, будет иметь 244 метра в длину и сможет поднять 500 тонн груза. Корабль будет оборудован шестью турбовинтовыми двигателями, каждый из которых будет вращать винт большого диаметра. SkyLiner будет использоваться на международных и трансокеанских маршрутах.
На Paris Air Show в июне 2015 года, Lockheed Martin объявила о том, что все необходимые шаги по сертификации завершены, и компания начинает принимать заказы, с поставками начиная с 2018 года. По прогнозам Aviation Capital, емкость рынка составляет порядка 300 дирижаблей. Потенциальных заказчиков рассчитывают найти в таких регионах, как Север Канады, Бразилия, Центральная Америка, Африка и Ближний Восток.



Использованы материалы из:

http://www.engineering.com
http://lockheedmartin.com/us/products/HybridAirship.html
http://sci-lib.com/article1232.html

©  Chapleeng , 2016



[identity profile] sam-buddy.livejournal.com 2016-02-26 12:55 pm (UTC)(link)
И все эти поделия летали чуть лучше утюга, брошенного с балкона.

[identity profile] sam-buddy.livejournal.com 2016-02-26 01:11 pm (UTC)(link)
В Сербии, помнится, несколько хваленых Ф-117 завалили древними советскими ПЗРК, после чего тихо сняли эти самолеты с вооружения. Про отвратительные летные характеристики можно и не упоминать.
Новейшие же разработки фирмы затачиваются под страны третьего мира, как видим.
Edited 2016-02-26 13:18 (UTC)

[identity profile] jambojet.livejournal.com 2016-02-26 01:46 pm (UTC)(link)
Как я помню подробности, там вообще была скорее засада, чем настоящее сбитие.
Стелс летал через узкое ущелье, по одинаковому маршруту несколько раз, с одинаковой скоростью (в нарушение инструкций).
За взлетом с аэродрома наблюдали и сразу после взлета отзванивались, однажды через нужное время (х минут) в нужный участок неба пальнули из засады, с нужного места.

В таких условиях, в принципе, и из пушки можно было бы завалить...

[identity profile] ubpskh (from livejournal.com) 2016-02-26 02:21 pm (UTC)(link)
Сняли F-117 по причине появления F-22, у которого помимо малозаметности самого планера есть еще труднообнаруживаемая РЛС, бесфорсажный полет на 1,7М и сверхманевренность на сверхзвуке.

Помимо Югославии, где был сбит один F-117 (и он, кстати, был единственным официально сбитым самолетом -- по крайней мере, сербы помимо него нашли только еще двигатель от успешно вернувшегося на аэродром А-10), F-117 применялся еще и в Ираке.

С самых первых минут войны он был в самом пекле -- использоваося для уничтожения тогда еще живой Иракской ПВО, сбившей в общей сложности порядка 50 самолетов, но ни одного F-117

Так что не надо напраслину возводить

[identity profile] nukesmoke.livejournal.com 2016-02-26 03:20 pm (UTC)(link)
Хмм... F-117 - судя по количеству выпущенных машинок, скорее похож на опытную машину, которую додавили до малой серии на чьём-то авторитете. Хотя глядя на стоимость - кто же не захочет помимо 64х111, ещё и 64х150 ? :))))))

[identity profile] Джейси Дентон (from livejournal.com) 2016-02-28 12:12 pm (UTC)(link)
>>> и сверхманевренность на сверхзвуке

Которую никто и никогда не видел, даже на демонстрациях.
Или у вас сверхманевренностью принято какие-то другие вещи называть? Ну там, радиус разворота на 1м в 50 км, вместо 150?

[identity profile] lazy-flyer.livejournal.com 2016-02-26 01:01 pm (UTC)(link)
Терзают меня смутные сомнения...

[identity profile] gruppman.livejournal.com 2016-02-26 01:05 pm (UTC)(link)
Прикольно ... на такую байду пилотом.
Мне нравится... вернее, понравилось бы.
Не спеша так, через океан едешь.

[identity profile] purgelin.livejournal.com 2016-02-26 01:19 pm (UTC)(link)
В океане не знаю, но идея с шасси-присоской хороша.

[identity profile] koldoblin.livejournal.com 2016-02-27 05:25 pm (UTC)(link)
пока встречный ветер не заставляет повернуть назад.. и ты медленно летишь домой... типа, этот раз не повезло долететь..

[identity profile] gruppman.livejournal.com 2016-02-27 05:35 pm (UTC)(link)
Главное, что медленно.. а не стремительно, как на реактивном.

[identity profile] georgova.livejournal.com 2016-02-26 01:32 pm (UTC)(link)
Какая плюшечка! Дисигнеры этти вдохновлялись, не иначе.

[identity profile] revered-.livejournal.com 2016-02-26 02:36 pm (UTC)(link)
Очень мило, но хорошо бы разбавить ссылками на первые две части.

[identity profile] nukesmoke.livejournal.com 2016-02-26 03:16 pm (UTC)(link)
SR-71 гениален. Про остальное - сказать затрудняюсь. Хотя говорят, что если что-то выглядит естественно красивым - функционирует нормально...

[identity profile] nlothik.livejournal.com 2016-02-26 03:47 pm (UTC)(link)
Гениален-то он гениален, только бестолку он. Советы быстро допилили свои ракеты, так, что они могли догнать и Блекбёрда.

[identity profile] nukesmoke.livejournal.com 2016-02-26 03:50 pm (UTC)(link)
Ну он хоть красив! :))))

[identity profile] nlothik.livejournal.com 2016-02-26 03:53 pm (UTC)(link)
Это без вопросов!!! В жизни ещё больше впечатляет -- это ОГРОМНАЯ ДУРА, размером с бомбардировщик.

[identity profile] nukesmoke.livejournal.com 2016-02-26 03:54 pm (UTC)(link)
Наши её за таковую и приняли :))))) Хотя в целом знали, что у амеров нема движков, что бы сделать бомбарь с таким ходом :)))))

[identity profile] koldoblin.livejournal.com 2016-02-27 05:28 pm (UTC)(link)
У нас в музее рядом с аэропортом стоит. Он как спортивные машины для рекордов скорости.. На один раз. Слетал, показал свою круть.. и цену.. и в музей...

[identity profile] vokinal.livejournal.com 2016-02-26 04:16 pm (UTC)(link)
Локхид-Мартин маются дурью и занимаются распилингом/откатингом бюджета.

[identity profile] koldoblin.livejournal.com 2016-02-27 05:36 pm (UTC)(link)
Суть современной экономической системы - фактически работает 10% населения, остальных нужно пристроить чтоб по улицам не шлялись. Государство создаёт кучу контор, где "планктон" перекладывает бумажки, для рабочеклассного материала, есть дороги, которые вечно ремонтируют, фабрики по переработке мусора.
Но для инженеров нужно что-то другое, вот их и сгребают в милитаризированные компании с доступом, чтобы принимать только коренных американцев, иммигранту туда не пробиться. Уровень специалистов там не ахти. Государство их просто подкармливает из бюджета, чтобы были при деле. Так вот и работает современное общество.

[identity profile] vokinal.livejournal.com 2016-02-27 05:41 pm (UTC)(link)
Спасибо, что согласились с моим тезисом распилинг/откатинг made in USA.

[identity profile] ikaktys.livejournal.com 2016-02-29 06:32 am (UTC)(link)
Intel&Co тоже когда то лет 15-20 почти этим же как бы занимались, а теперь сравни Intel и ..мм.. дааа... Эльбрус + Байкал.

[identity profile] vokinal.livejournal.com 2016-02-29 06:37 am (UTC)(link)
Простите, Вы не могли бы пояснить Ваш комментарий? Я немного не могу концы с концами в Вашем тексте свести. Я не говорю, что Ваш комментарий плох, я искренне не могу понять его сути и направления.

[identity profile] ikaktys.livejournal.com 2016-02-29 06:49 am (UTC)(link)
в Intel и прочие фирмы Silicon Valley вливались достаточно бешенные деньги в 50-70 годах, и они не пытались их отбить за пол года а ля продавая "Эльбрус" за $4000, 20 лет "пилили", примерно как то так :

https://habrahabr.ru/post/218171/

[identity profile] vokinal.livejournal.com 2016-02-29 07:02 am (UTC)(link)
Где и когда я что-то говорил про "Интел"?

[identity profile] ikaktys.livejournal.com 2016-02-29 07:04 am (UTC)(link)
Intel для примера, там очень много фирм было и есть, и что не обязательно и L-M "пилят" бюджет.

[identity profile] vokinal.livejournal.com 2016-02-29 07:19 am (UTC)(link)
Не вижу логики. Если фирм много, то как это доказывает, что Л. - М. не "пилят" бюджет? Все хотят получить кусок бюджетного "пирога", да мало кому удаётся.

[identity profile] ikaktys.livejournal.com 2016-02-29 07:23 am (UTC)(link)
у L-M таки полезный выхлоп есть, стабильный и очень неплохой, потратить 10-20млн на фоне этого - игрушки для отработки технологий про запас, ну и просто поразвлекаться.

[identity profile] vokinal.livejournal.com 2016-02-29 08:12 am (UTC)(link)
По Вашей логике даже у приёма героина есть "полезный выхлоп": обезболивает ведь! И пофиг, что вызывает жуткую аддикцию.

З.Ы. Да, я знаю, что морфин и героин, вместе с кокаином, выросли из желания медиков найти обезболивающие/наркоз.

[identity profile] ikaktys.livejournal.com 2016-02-29 08:13 am (UTC)(link)
ась ?
ну посмотри ради интереса реализованные проекты LM

[identity profile] kichiro-sora.livejournal.com 2016-02-26 05:09 pm (UTC)(link)
Я летал на гудеровском блимпе, и он был прекрасен! Беззвучный полет в комфортабельном салоне - это было рулез. Но блимп бесполезен по большому счету, кроме как для туризма. В тексте ничего не говорится про преимущества дирижопля перед существующими системами транспорта. Они вообще есть хоть какие?

Про приземлится в случае чего и поставить заплатку - повеселило. Афтар явно не представляыет себе масштаба предприятия... Блимпы огромны и просто так нигде кроме аэродрома базирования не призамляются. Это не вертолет.

Также замучаешься лезть вверх по гигансткой гладкой оболочке :)

[identity profile] mipt-stan.livejournal.com 2016-02-26 06:59 pm (UTC)(link)
Проблем в классическом дирижабле было много.
- дорогущий гелий, который улетучивается через оболочку из любого материала
- огромная парусность, из-за которой пришвартованный дирижабль часто срывало с креплений и било о ближайшее строение
- малая скорость, сравнимая со скоростью ветра на крейсерской высоте. То есть в отличие отсамолёта, он может просто "не выгрести" против ветра, а топлива при этом сожжет дофига.
- обледенение для такой махины катастрофично, а противообледенительную систему для него сделать непросто
- большой размер и относительно малая прочность могут привести к разлому конструкции от турбулентности
- для управления подъемной силой в классической конструкции приходилось стравливать наружу гелий, а он опять же очень дорог.

Интересно, как решены, и решены ли этипроблемы в конструкции Локхида? Подозреваю, что не совсем.

[identity profile] djkmomega.livejournal.com 2016-02-26 07:13 pm (UTC)(link)
насчет последнего читал, что поступают подобно подводной лодке -- гелий сжимают в баллоны, а на его место запущают воздух. Это для утяжеления. Для облегчения, наоборот, воздух вытесняют гелием. А в остальном - да, проблемы есть. Посмотрим, что получится

[identity profile] cat-miaow.livejournal.com 2016-02-27 02:28 am (UTC)(link)

Боевые дирижабли это забавно  )))

[identity profile] koldoblin.livejournal.com 2016-02-27 05:29 pm (UTC)(link)
Это как японское аниме..

[identity profile] dlazerka.livejournal.com 2016-02-27 06:32 am (UTC)(link)
SR-71 это не самолёт. Это шайтан-балда, доставшаяся нам от пришельцев-инопланетят. Как говорили в музее, где одна копия такого стоит, инженеры как-то решили найти хотя бы одну деталь, сделанную до них в другом ЛА. Не нашли -- все детали, даже самые мелкие и тривиальные, каждый болтик и краска, были уникальны.

690 Па? Да ну, откуда цифра? Гугл не знает, а Википедия говорит что те же блимпы Goodyear как-раз таки на давлении гелия и держатся. Если бы там было 690 Па, то они бы сдулись сразу в тряпочку.
Или вы имеете ввиду кПа? Но тогда почти 7 атмосфер это не низкое давление ни разу, в три раза больше чем в шине автомобиля, хлопок бы при пробое получился эпический.
Edited 2016-02-27 20:22 (UTC)