Перспективы применения дирижаблей в Казахстане

Автор: g********************@mail.ru, 27 Ноября 2011 в 18:27, дипломная работа

Описание работы

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.

Содержание

Оглавление:
Введение………………………………………………………………………………1
Раздел I. История дирижаблестроения……………………………………………..5
1.1. Трудное начало………………………………………………………………….5
1.2. Первые дирижабли………………………………………………………………6
1.3. Накануне войны………………………………………………………………….11
1.4. Советские дирижабли…………………………………………………………..20
Раздел II. Типы дирижаблей………………………………………………………..33
2.1. Тепловой дирижабль мягкой системы………………………………………...38
2.2. Полужёсткий дирижабль……………………………………………………….40
2.3. Жёсткий дирижабль…………………………………………………………….41
2.4. Легче воздуха……………………………………………………………………42
Раздел III. Перспективы применения дирижаблей………………………………..45
3.1. Сфера применения дирижабля…………………………………………………45
3.2. Коммерческая эксплуатация дирижабля……………………………………...47
3.3. Применения дирижаблей в Казахстане……………………………………….57
Раздел IV. Использование дирижабля……………………………………………..60
4.1. Конструкция дирижабля МД-900……………………………………………….60
4.2. Оборудование дирижабля МД-900……………………………………………64
4.3. Эксплуатация дирижабля МД-900……………………………………………66
4.4. Оборудование наземного комплекса для дирижабля МД-900……………..68
4.5. Доходы получаемые от эксплуатации дирижабля МД-900…………………70
Раздел V. Безопасность жизнедеятельности, охрана труда и техника безопасности при обслуживании дирижабля………………………………………………………73
5.1. Общие требования безопасности………………………………………………73
5.2. Требования безопасности перед началом работ……………………………..75
5.3. Требования безопасности во время работы………………………………….76
5.4. Требования безопасности после окончания работы…………………………78
5.5. Ответственность…………………………………………………………………78
Выводы и рекомендации……………………………………………………………79

Работа содержит 1 файл

дипломная работа.doc

— 636.50 Кб (Скачать)

     Такой дирижабль готовиться создать фирма  «Аэролит». Ожидается, что контракт на изготовление дирижабля будет подписан не только с частными фирмами, но и с властями города.

     Разработчики  утверждают, что дирижабль будет  незаменим в доставке грузов в малообжитые районы Севера и тундры на расстояния 500-3000 км. Доставка оборудования и стройматериалов будет вестись независимо от сезона работ, скорость дирижабля – 180 км/ч. Обойдётся дирижабль заказчику в несколько раз дешевле, чем любой другой способ доставки, так как фактор «бездорожья» дирижаблю не помеха.

     Впервые испытания самого крупного в России дирижабля проводились в Вольском воздухоплавательном центре Минобороны. Дирижабль был изготовлен Московской НПФ «Аэростатика» совместно с авиационным институтом. В Вольск воздушный корабль привезли по частям на машине. Специалисты центра его смонтировали, наполнили гелием газовую оболочку и помогли провести первые полёты над городом. Двигается дирижабль с помощью обычного бензинового мотора и может летать без дозаправки 4 часа.

       Академик РАН Юрий Рыжов, высказался за развитие дирижаблестроения в России. По его мнению, дирижабли могли бы стать самым экономичным видом воздушного транспорта. «Появившиеся в начале XX века дирижабли не утратили своей привлекательности к концу столетия, и в настоящее время переживают «вторую молодость», - отметил учёный. По его словам, за рубежом уже созданы и действуют дирижабли туристического назначения – с казино, рестораном, бассейном, которые пользуются популярностью у любителей путешествий. В России пока дирижаблестроение «замерло на нулевой точке», отметил Ю.Рыжов. Между тем расчёты показывают, что использование их для транспортировки грузов обошлось бы государству в 15-17 раз дешевле любого другого вида авиатранспор-

51

та, сказал он. «Особенно дирижабли были бы незаменимы для работ газовиков в Сибири и на Дальнем Востоке», - подчеркнул учёный. По его словам, модель дирижабля диаметром 40 метров и грузоподъёмностью 3 тонны, создана в России в

90-х  годах на Ульяновском авиакомплексе.  Однако, до изготовления самого  проектируемого дирижабля который должен был иметь диаметр 200 метров и грузоподъёмность 500 тонн, дело не дошло – не хватило средств. Рыжов считает, что 10-местный дирижабль мог бы обойтись не дороже 10 миллионов долларов США. По его мнению, для служб экологического контроля, береговой охраны, дистанционного геологоразведывания «альтернативы дирижаблю почти нет», если иметь в виду его экономичность и долговечность. «Если в России в начале  21 века мы не займёмся строительством дирижаблей, страна может отстать в этом виде воздухоплавания», - заключил академик.

     Специально  для ДПС разработаны модели компактных дирижаблей, кабина которых рассчитана на двух-трёх человек, в частности  серийный Аи-12М. аппараты планируется оснащать вертолётными двигателями, благодаря которым, дирижабли могут разгонятся до 200 км/ч. Этого достаточно, чтобы преследовать машины с преступниками. Большую часть времени воздушный патруль будет парить над городом. Одна из перспективных задач летающих инспекторов – поиск угнанных автомобилей, оборудованных радиомаяками.

     Дирижабли вполне могут стать альтернативой вертолетам и многим самолётам. У них достаточно «плюсов».  Главный аргумент авторов нового проекта - дешевизна эксплуатации по расчётам, час полёта дирижабля может стоить в 5-10 раз дешевле, чем на вертолёте или самолёте. Да и аппарат сам не очень дорогой, цена серийной модели – от 100 до 300 тысяч долларов США.  При этом дирижабль имеет практически неограниченный ресурс (ведь двигатели используют крайне редко).

     По  словам куратора проекта, профессора Олега  Чембровского, существуют некоторые проблемы с подготовкой пилотов. Ведь опытных инструкторов не то, что не хватает, их просто нет в России. Зато за рубежом пилотов и инструкторов

     52

немало. Предстоит также определиться с  местом базирования воздушных патрулей. По всей видимости, это будут городские аэродромы.

     В скором времени в небе Москвы, начнут курсировать пассажирские дирижабли. Опытный образец такого, с позволения сказать, общественного транспортного средства, уже представлен НВП «Аэростатика». Единственная проблема – цена – 1,5 миллиона долларов США. Кроме того, на аэростате размером 51х13 метров сможет уместиться только 9 человек. Билет обойдётся в 100-150 долларов США.

     Проектируется летающий космодром Бай-2, который  предназначен для запуска ракетоносителей на высоте нескольких километров над земной поверхностью.

     При дополнительном оборудовании грузового отсека, дирижабль способен перевозить крупногабаритные грузы (буровые, ретрансляционные вышки, турбины и другие неразъёмные грузы) на дальние расстояния. При установке на дирижабль мощной радиолокационной системы он, может быть использован в качестве платформы дальнего радиолокационного обнаружения (аналоги: А-50(СССР), АВАКС (США)).

     При запуске ракетоносителя на высоте около 7 километров, расходуется значительно  меньше горючего и мощности, чем при старте обычного ракетоносителя с земли. Этот проект способен также, решить для России проблему космодрома, их северного расположения, так как, чем ближе к Северному полюсу Земли, тем выше ускорение свободного падения. Следовательно, чем севернее стартует ракета, тем меньше необходимо горючего для её вывода на околоземную орбиту, больше полезной загрузки. Летающий космодром может осуществлять запуск ракеты ближе к экватору, т.к. он способен самостоятельно передвигаться по воздуху. Теоретическая грузоподъёмность дирижабля равна 195-270 тонн, поэтому перевозка крупногабаритных грузов на дирижабле оказывается втрое дешевле, чем на самолёте, и в 12 раз дешевле перевозки на вертолётах. Наконец, чрезвычайно важно, что дирижабли могут обходиться без аэродромов и ангаров. Если

53

технология  будет находиться на должном уровне, то огромная площадь газовых камер, позволит разместить на их верхней части, огромные площади полупровод-

никовых фотоэлементов. Электрический ток, вырабатываемый ими, будет поступать к электродвигателям с изменённым вектором тяги, что позволит сделать полёт дирижабля экологически чистым. Также летающий космодром позволит «повесить» спутник над страной заказчиком с наименьшими затратами, одновременно решив проблему экспорта космических технологий.

     Летающий  космодром Бай-2 имеет ряд преимуществ перед «воздушным стартом», осуществляемый с борта воздушного судна:

-  возможность,  запуска крупногабаритных ракет  – носителей;

-  возможность,  беспосадочного перелёта от места  загрузки до места старта, что снимает необходимость в поиске ВПП на пути следования ЛА для его заправки и аварийной посадки.

     Идеи  использовать дирижабли (стратостаты) для обеспечения связи появляются достаточно регулярно, что, впрочем, вполне объяснимо. Радиотелефонную связь за каждую гору не протянешь, ретрансляционных вышек не настроишь, даже в густонаселённой Европе. Мир будоражат всемирные проекты беспроводной телефонной связи. В основном - связи спутниковой. Преимущества последней очевидны, а вот недостатки сразу и не разглядишь. Во-первых, очень дороги запуски ракет. Во-вторых, при выходе спутника из строя пропадает всё дорогостоящее оборудование, стоящее на нём, что происходит довольно часто. А самое главное – проекты космической связи довольно долгое дело: от этапа разработки до внедрения проходит 5-8 лет. За это время пользователи требуют новых скоростей передачи информации. Оборудование, не достигнув своего назначения, может устареть.

     Поэтому, сеть дирижаблей висящих на высоте 20-25 километров, раз в год, спускающихся для замены оборудования и технического обслуживания, видится неплохой заменой группировке спутников. Тем более, что 80% потребителей информации на Земле находятся в 250 крупнейших городах.

54

     Министерство  почт и коммуникаций Японии ещё в 1997 году, начало исследования возможности расширения сети мобильной телефонной связи, на горные и малонаселённые районы с использованием дирижаблей. Эти воздушные корабли должны вознести вверх станции связи, и мобильным телефоном можно будет пользоваться там, где это сейчас невозможно.

     Сегодня многие японские города охвачены хотя бы одной сетью сотовой связи, однако в большей части сельской местности эта услуга недоступна из-за горного рельефа и малой  населённости. Но именно в этих труднодоступных  областях из-за нехватки наземных линий наиболее полезны сотовые телефоны. Дирижабли будут располагаться на высоте 20 километров, что вдвое превышает вы-

соту  полёта самолётов Гражданской авиации. Каждый дирижабль будет обслуживать территорию радиусом 35 км. Сейчас министерство рассматривает возможность использования флотилии из 20 таких дирижаблей. Если эта система будет создана, то благодаря своей дешевизне, она сможет привлечь ещё больше абонентов в дополнение к уже имеющимся в Японии 16 миллионам пользователей сотовой связи.

     Английские  учёные также работают над проектами использования дирижаблей. Платформы,  часть дирижабля, несущая телекоммуникационное оборудование High Altitude Platform, HAP, для связи на больших высотах, будут располагаться на уровне 16-22 км от поверхности земли. Энергия для их работы будет поступать от солнечных батарей. Летающие платформы смогут обеспечить передачу многих телеканалов, заменив, таким образом, системы спутникового и кабельного телевидения. Ещё одна способность платформ – возможность изменять направлении передающих антенн в зависимости от потребностей клиентов. например, в течении рабочего дня антенны направлены на центральные районы города, а вечером и в выходные – на окраинные и пригородные районы. Участники этого проекта объединены в группу под названием Helinet, куда входят 11 исследовательских команд из 6 европейских стран. Итальянские участники проекта, например, создают беспилотный самолёт на солнечных батареях.

     55

     Здесь же стоит отметить разработку компанииDaimler Chrysler Aerospace (Dasa) и воздухоплавателя Пера Линдстранда, которые сконструировали по контракту с Европейским космическим агентством дирижабль, который может плавать на высоте 21 км в течении 5 лет. Предварительная цена дирижабля – 25 миллионов долларов США.

     Но, безусловно, самый раскрученный проект принадлежит компании Sky Station (Sky Station International, Inc, Вашингтон). Он основан на базе дирижаблей, построенных на основе разработок компании Lockheed середины 80-х годов прошлого века (об этом упоминалось выше).

     В проект вошли: Aerospatiale SNI (Франция) – самый серьёзный сейчас создатель аппаратов легче воздуха; Alenia Spazio/Finmeccanica – крупнейшая в Европе итальянская фирма по производству спутникового оборудования; немецкая Dornier, дочернее предприятие Daimler-Benz Aerospace (DASA); COMSAT Laboratories (США); Thomson-CSF Communications (Франция); United Solar Systems Cоrp. и Stanford Telecom. Окончательную сборку дирижабля и координацию работы всех этих компаний проведёт флагман НАСА Jet Propulsion Laboratory (JPL). Именно JPL осуществляла самые сложные начинания НАСА последних лет, например, полёты на Марс.

     В качестве основных подрядчиков,  выбраны: Lindstrand Ballons – для изготовления дирижаблей, Alenia Aerospazio – для изготовления связной аппаратуры и Thomson-CSF ө для изготовления аппаратуры наземных станций и пользовательских терминалов.

     Станция представляет собой дирижабль с  двойной оболочкой, наполняемой  гелием. Размеры его внушительны:

- длина  157 м.;

- диаметр  62 м.;

- масса  около 15 т.;

- зона охвата – регион диаметром 700км. сравнимая с площадью Московской области.

     56

- высота  подъёма 21 км.

- срок  жизни 5-10 лет. Что сравнимо  со сроками жизни космического  аппарата, но несравнимо с ним  по стоимости.

     Кроме того, в случае поломки телекоммуникационного оборудования дирижабль можно опустить на землю и сделать ремонт. Для новой системы предложен ранее не использовавшийся сверхвысокочастотный диапазон 47,2 – 50,2 ГГц, в котором будет поддерживаться связь с наземными станциями сопряжения, подключенными к существующим телекоммуникационным сетям.

     Пользователи  получат услуги как мобильной, так  и фиксированной связи. Мобильным  пользователям будет доступна передача цифровой телефонии, факсимильных сообщений и электронной почты со скоростью 64 бит/сек. и более. Число пользователей, которые одновременно смогут пользоваться одним дирижаблем, составит около полумиллиона человек. Рассматривается даже возможность организации мобильной видеосвязи.

     Фиксированные (стационарные) пользователи получат, помимо, этого возможность видеоконференц-связи со скоростью 256 и более кбит/сек. а также передачи информационных потоков со скоростью 2 Мбит/сек. (одновременно будет доступно до 1000 таких каналов и выше). Планируется, в частности, обмен данными для доступа в Интернет со скоростями от 1 до 12 Мбит/сек. Абоненты скоростью 45 Мбит/сек. или 155 Мбит/сек. Разумеется, для передачи разных видов информации будут использоваться радиоканалы различной информационной ёмкости.Разрабатывается и специализированный абонентский терминал, который, как ожидается, будет стоить около 200 долларов США. Общая стоимость проекта (куда входят сами дирижабли и подвешенное оборудование) оценивается в 2,5 миллиарда долларов США и предусматривает создание 250 стратосферных платформ.

     Считается, что в начале 21 века через дирижабли Sky Station будут работать до 80% жителей планеты. Первые корабли появились в небе США в 2001 году.

Информация о работе Перспективы применения дирижаблей в Казахстане