Введение
Глава 1. Аналитическое исследование проблем и классификаций воздушно-газовых систем аэростатических летательных аппаратов 17
1.1 Роль и место воздушно - газовой системы в дирижаблях 17
1.2 Классификации аэростатических летательных аппаратов по типу воздушно - газовой системы 18
1.2.1 Открытые и закрытые воздушно-газовые системы 20
1.2.2 Баллонетные и безбаллонетные воздушно-газовые системы 24
1.2.3 Воздушно-газовые системы с различными типами подъемного газа 27
1.2.3.1 Общая характеристика подъемных газов 27
1.2.3.2 Гелий 28
1.2.3.3 Флегматизированный водород 30
1.3 Функциональные возможности воздушно-газовой системы дирижаблей жесткого типа нового поколения 32
1.3.1 Общая характеристика функциональных возможностей воздушно-газовой системы дирижаблей жесткого типа нового поколения 32
1.3.2 Управление аэростатической подъемной силой и обеспечение безопасности полета дирижабля жесткого типа нового поколения 33
1.3.3 Анализ возможных технических решений противообледени-тельной системы корпуса дирижабля жесткого типа нового поколения 35
1.3.4 Использование воздушно-газовой системы в качестве воздушно-балластной системы высокого давления 38
1.4 Выводы по 1 главе 39
Глава 2. Разработка методики проектирования параметров воздушно-газовой системы дирижабля жесткого типа нового поколения 42
2.1 Методика проектирования геометрических и физических параметров воздушно-газовой системы дирижабля 42
2.1.1 Учет неоднородности изменения давления и температуры газовс подъемом на высоту 42
2.1.2 Расчет изменения объема газа в дирижабле с учетом термодинамического процесса в элементах воздушно-газовой системы 45
2.1.3 Общая потребная площадь основных элементов воздушно газовой системы дирижабля 47
2.2 Методика оценки поступающего в корпус дирижабля теплового потока, необходимого для борьбы со снегом во время стоянки дирижабля под открытым небом 48
2.2.1 Математические модели вычислительной термо- и газодинамики для аналитического и численного теплового расчета противообледенительной системы корпуса дирижабля 50
2.2.2 Оценка доли площади поверхности дирижабля, закрываемой снегом за малый интервал времени 52
2.2.3 Методика оценки теплового потока, направленного на плав ление снега 53
2.3 Выводы по 2 главе 54
Глава 3. Расчет и экспериментальные исследования воздушно газовой и противообледенительной систем дирижабля жесткого типа нового поколения 56
3.1 Определение основных параметров воздушно-газовой системы дирижабля в зависимости от его объема, высоты полета, скороподъемности и типа несущего газа 56
3.1.1 Определение параметров воздушной системы 56
3.1.2 Определение параметров газовой системы 57
3.2 Расчетное исследование основных параметров противообледенительной системы корпуса дирижабля 61
3.2.1 Исходные данные 61
3.2.2 Численный метод на адаптивной сетке 62
3.2.3 Расчет теплового потока, уносимого с поверхности дирижабля, в осесимметричнои постановке задачи при заданной температуре поверхности и скорости окружающего воздуха 63
3.2.3.1 Постановка граничных условий 64
3.2.3.2 Результаты численного моделирования ветрового обдува корпуса дирижабля 65
3.2.3.3 Оценка теплового потока, направленного на плавление снега 67
3.2.3.4 Выбор формулы для расчета коэффициента теплоотдачи от стенки дирижабля, пригодной для оперативных расчетов дирижаблей различных размерностей и с различным способом подачи тепла 68
3.2.3.5 Определение минимальной и максимальной тепловых мощностей с учетом выпадения снега на минимальную площадь и максимальную площадь дирижабля 69
3.2.4 Численное моделирование выпадения снега на корпус дирижабля 72
3.2.5 Исследование вариантов системы обогревы корпуса дирижабля 75
3.2.5.1 Способ подачи теплого воздуха снизу в зазор между внешней оболочкой и газовыми отсеками 75
3.2.5.2 Способ подачи теплого воздуха в нижний объем корпуса дирижабля 80
3.2.5.3 Способ подачи теплого воздуха в верхнюю часть оболочки дирижабля 81
3.2.6 Оценка потребной суммарной тепловой мощности для работы лучшего варианта противообледенительной системы дирижабля 86
3.3 Выводы по 3 главе 87
Глава 4. Практические рекомендации по заданию геометрических и физических параметров воздушно-газовой системы многоцелевых, транспортных и высотных дирижаблей жесткого типа 90
4.1 Расчетный блок «Аэростатика» как составная часть программного комплекса формирования облика дирижабля 90
4.2 Схемные решения воздушно - тепловой противообледенительной системы корпуса дирижабля жесткого типа 94
4.3 Оценка возможности использования воздушно-газовой системы в качестве воздушно-балластной системы высокого давления 95
4.4 Выводы по 4 главе 99
Заключение 100
Список сокращений 103
Список литературы
