Как дирижабли контролируют высоту?

У пилота дирижабля есть три способа регулировки подъемной силы:

1. Каждому транспортному средству легче воздуха нужен балласт, чтобы регулировать его вес. Это может быть песок, но в основном используется вода.

2. Дирижабль лишь частично заполнен гелием. Конверт удерживается в натянутом состоянии за счет заполнения воздухом внутреннего мешка, называемого баллонетом . Если в этот мешок надавить еще немного воздуха, то общая плотность газов в оболочке возрастет, а объем останется практически постоянным. Это позволяет осуществлять точную настройку. Передние и задние баллонеты даже позволяют регулировать угол наклона.

3. Когда дирижабль движется, воздух обеспечивает небольшую динамическую подъемную силу или прижимную силу, в зависимости от угла тангажа и отклонения руля высоты. Это немного сложно, потому что дирижабли неустойчивы, а команда тангажа приведет к потере высоты ниже критической скорости.

Баллоны на этом чертеже дирижабля Goodyear в разрезе пронумерованы 2 и 4.

В безветренный день больше всего беспокоит солнце. Если оболочка подвергается воздействию прямых солнечных лучей, она нагревается, и газ внутри также нагревается, в результате чего дирижабль поднимается. Если солнце закрыто облаком, газ охлаждается и теряет подъемную силу. В малооблачные дни не так просто удержаться на той же высоте!

Еще одна угроза — неустойчивый градиент температуры атмосферы. Пилотам-планеристам это нравится, потому что это дает им сильные термики, но газ внутри дирижабля будет вести себя так же, как тот пузырь более теплого газа, который вызывает термики. Когда дирижабль поднимается, газ внутри охлаждается медленнее, чем окружающий воздух, и при подъеме дирижабль набирает подъемную силу. На спуске становится совсем плохо: теперь и газ прогревается медленнее, и дирижабль при снижении теряет подъемную силу. Пилоту дирижабля нужно сбросить немного балласта или создать более динамичную подъемную силу, иначе его корабль врежется в землю.

Дирижабли большой дальности, такие как LZ-127, использовали в качестве топлива смесь углеводородных газов. Эта смесь (названная Blaugas ) была сбалансирована так, чтобы быть такой же тяжелой, как воздух, и заполнила некоторые газовые ячейки внутри оболочки. Израсходованное топливо вытеснялось воздухом, поэтому в дальней поездке не требовалось регулировки подъемной силы.

Внутри дирижабля находятся баллоны , наполненные воздухом. Их можно легко надуть с помощью компрессора и сдуть во внешнюю атмосферу, не тратя впустую драгоценный подъемный газ, особенно в новых конструкциях, где подъемным газом обычно является безопасный, но дорогой гелий.

В нежестких и полужестких судах баллонеты находятся внутри газовой камеры. В жестких кораблях баллонеты находились между газовыми камерами и вместе с ними сдерживались наружной обшивкой.

Обычно есть как минимум два баллонета, носовой и кормовой, для обеспечения контроля тангажа.

Что касается контроля высоты, то дирижабли на самом деле стабильны по высоте. Когда корабль всплывает, оболочка не позволяет газу расширяться так же быстро, как падает внешнее давление, что снижает плавучесть. Конечно, по мере сжигания топлива вес уменьшается, и давление необходимо соответствующим образом регулировать, чтобы поддерживать высоту. Многие дирижабли также имеют поворотные двигатели, обеспечивающие дополнительную тягу вверх или вниз.