Модели тепловых шаров на солнечной энергии
Мой опыт в воздушных шарах очень скромный. У меня летал шар диаметром 60см. Нагревался феном. В зале поднимался до потолка, секунд пять там висел и медленно опускался вниз.
Конечно, идея сделать Р/У тепловой дирижабль - просто витает в воздухе.
Самое сложное придумать, чем нагревать. В этом плане, солнце очень интересный вариант.
Я думал о зальном варианте дирижабля. С огнем шутки плохи, а солнца в зале нет.
А что если поставить фен и питать его от аккумуляторов?
Я тут немного прикинул… Поправте или прокомментируйте. 😃
Допустим берем шар диаметром 3 метра. Его объем будет равен 14м3.
Допустим, что мы хотим поднимать 200г (Взлетная масса 😃 шара)
Принимая на веру:
где-то не более 20град. Подьемная сила около 80гр на 1м3 Расчеты +\- лапоть.
Это 4грамма на 1градус на 1м3.
Получается, что воздух надо нагреть на 3.5градуса.
Теплоемкость воздуха 1кДж/(кг*К), К - Кельвин (градус 😃 )
Плотность воздуха 1.2кг/м3
Получаем 17кг * 3.5градуса = 60кДж
Дж=Вт*с
Если взять липо 1500мА/ч 3S 11.1В.
По весу укладывается, но с трудом.
Он может отдать 1.5А * 11.1В *3600с = 60кДж 😃
Вывод:
Поскольку зависимости везде линейные, плюс воздух будет остывать и его надо подогревать, литий себя поднять не сможет. 😦
А что если первоначальный нагрев сделать феном или солнцем, а дальше поддерживать температуру феном от аккумуляторов?
20градусов , я имел ввиду угол атаки или его положение относительно горизонта.Просто горизонтально он висеть ровно не будет. сделав уздечку из четырех или трех строп так, чтобы натянув дирижабль как змей занял положение +20град. тоесть носовая часть смотрит немного вверх.и когда дует ветер он поднимается как змей, вернеестоит в небе подобно змею. только змей поднимает аэродинамическая сила, а дирижабль просто всплывает.
можно пригрузить хвост…В зале возможен подьем возле большого светлого окна.школьный спортзал ит.д.лучи солнца должны освещать весь корпус.
а насчет нагрева? может придумать что то наподопие ВЧ печи микроволновки?
нужен генератор который будет нагревать фольгу или подобие которая будет излучать тепло…ну а просто спираль нагревать как у фена энергоемкое занятие…может и неподнимет литевую батарею.
Привет всем .
Продолжая тему теплового аэростата, разместил новые фотки.
Сегодня я поднял дирижабль на 20,потом 30м. Особенности настройки: Так как корус стремится поднять хвостовую часть, я подвесил груз,который стабилизировал дирижабль в горизонтальном положении.
А если точнее он должен висеть горизонтально, но нос на 15-20градусов вверх. См рисунок.На рисунке проказана носовая уздечка и груз в хвостовой части.Этот груз тянет хвост вниз( пластик бут.) подобрать ее вес,(подливать воду),так чтобы дирижабль занял нужное положение.Удерживая за уздечку он поднимиться. Если не пригружать хвост, дирижабль поднимит хвос вверх (как ракета) и будет так висеть…
Еще в хвостовой части можно подвесит на шнурке с грузиком флаг,вымпел рекламу…
Еще ,скажите кто то еще делал аэростат? Разместите свои фотки,всем будет интересно посмотреть.
Я разместил эскиз стропления(передней уздечки) смотрите рис. В штиль модель стоит почти вертикально,поэтому угол уздечки показанный на рис.должен быть больше.В ветер до 4м/с угол острее, так как ветер сремится вытянуть дирижабль к горизонту.
Под “брюхом” три пары строп для уравнове его положения по горизонту.
Учтите , что груз(пласт бут с водой) подвешана так, чтобы при натянутых стропах нос поднялся на 15-20град относительно горизонта.Это и есть его стандартное положение.Носовая уздечка лишь удерживает его от сноса ветром.
Я свою модель запускал до 5м/с. но лучше в штиль или 1-2М/с.
Кроме того поднятый под углом нос,в ветренную погоду работает как змей, поднимая корпус вверх.
Еще на фото под брюхом, заметен воздушный карман( как воздухозаборник у параплана).Это сделано для того, чтобы встречным потоком поддерживалось внутреннее давление, что в свою очередь придает жесткость всему корпусу, а также стабилизаторам(не провисают)
Это просто подобие рукава в внутри в оболочке отверстие, чекрез которое входит наружный воздух, а внутри оболочки простейший лепестковый колапан. (например диаметро отверстия 150мм кватрат из пленки со сторнами 25 на 25см накрывает сверху ,закрепив по углам кусочками скотча.
встречный поток проходит внутрь баллона приподнимая лепестки,а обратно перекрывает отверстие и не выходит ) Такойже принцип работы у парашютного клапана на настоящих тепловых воздушных шарах.
Как его сделать видно на фото.Он размещен в забней части баллона.,под брюхом.
СОВЕТ для тех кто делает: Рекомендую увеличить размер воздухозаборника в два раза,чем изображенно на фото.Быстрее будет наполняться.
Три пары строп свисающих под брюхом" рекомендую увеличить в полтора раза.Так как в ветер замеченна тенденция к раскачке. Поэтому Ц.Т рекомендуется опустить вниз, тоесть удлинить стропы.Модель будет стабильнее.
Эти изменнения я собираюсь сделать на своей модели.
1- увеличить размер воздухозаборника.( у меня радиус 20см, буду делать примерно 30-35см )
2-стропы по бокам балллона (для груза) удлинить в два раза. Модель будет стабильнее висеть в ветерок…
3- В носовую уздечку вставить резиновый амортизатор, который в ветерок растянется, и тем самым уменьшит угол,тоесть оптимальный угол автоматичестки сам выставится при усилении ветра, что в свою очередь не будет рвать фал.
4- В носовую часть изнутри вставить пластмасовую крышку от банок(для консервации) они примерно 9см диаметром, снаружи оболочки крес накрес широким скотчем усилить носовую часть, а внутри эту крышку приклеить двухстороним скотчем. Затем продев шнур завязать узел.
Это делается для того, что бы в вектер не вырвало носовую центральную уздечку(уже было такое раз)крышку не вырвет из носовой части.
(для облегчения вставки ее носовую часть, необходимо примерно на растоянии 50см от носа сделать в оболочке разрез и через нее вклеить крышку в носовую часть изнутри.А потом этот разрез заклеить широким скотчем.Вот и все.
Все это сделает его более стабильным.😃
МОИ данные по модели: макс высоту поднял дирижабль более 30м.(можно было и выше)
держал его при 4-5М/с.
На фото видно рукав по брюхом"
Привет TREK!
Впечатлили твои успехи! Мечтаю собрать конструкцию для фотосъемки, грузоподъемностью два с половиной кг.
Пробовали сегодня с сыном запустить для начала что-то вроде шара - дирижабля… не полетел 😦
Мешки использовали черные, для мусора 160 литров. Размеры “бочки” получились три метра длиной, на полтора в диаметре. Даже горелкой газовой нагревали! Не хочет взлетать, и все. Конструкция встает вверх только с горелкой, без неё валяется.
В чем проблема может быть? Слишком маленький? Дыры? Толстые мешки?
Привет.
Изделия менее 2м диаметром,нужно делать из тонкого материала. Дирижабль лучше от 4м длины. и 1.5 диаметром.При модели как у меня 6м длины и 1.8 диаметром, можно и толстые пакеты.Я когда делал свой хотел с экономить на весе и брал для оклейки 2см скотч.В итоге всеравно все швы усилил 5см скотчем.(для прочности) и летает нормально. Мой цепелин" в солнечный день поднимал полтора литровую пластиковую бутылку почти доверху наполненую песком. Запускать нужно в полдень когда максимальный прогрев.
Вообще я смотрю так, как нет дымки" и солнце поднялось выше 45град от горизонта (это примерно 11часов) ,так все модели летят, к вечеру все валяются на земле…(солнце близко к горизонту).
В ветренную погоду до 3-4М/с рекомендуется уровновесить дирижабль так, чтобы его нос на 20град выше горизонта был тоесть положительный угол +20град.
Когда потяните за уздечку он подобно змею поднимается и с усилением ветра все сильнее… А это как-никак дополнительная грузоподъемность.
В вашем случае три метра длины…думаю, что дело не в весе(толщины пленки), а скорее недостаточный солнечный прогрев, либо большая горловина-вытекание теплого воздуха.
Если горловина внизу должно тянуть,а если в хвостовой части -будет вытекать…лучше завязать.
А протестировать можно так подвесив на удочке за нос (горловина внизу) нагревайте горелкой должен подняться…
Несколько советов.
для уровновешивания подьемной силы и стабилизации в воздухе.
Можно применить несколько простых вариантов.
рис 1-Если подвезать фал только за носовую часть,то при дальнейшем нагреве оболочки хвостовая часть поднимется вверх.Чтобы этого непроисходило, необходимо привязать второй фал за хвостовую часть и меняя натяжение хвостового фалая. тем самым регулируем его положение ввоздухе.
рис2- показано его правильное положение.чтобы задать угол 20град,необходимо отрегулировать три пары строп.На рисунке видно,что задняя стропа привязана к кольцу,кольцо скользит по передней стропе.
Когда подвесите груз, все три стропы натянуться равномерно. груз фиксируется в точке 2.Его положение на стропе подобрать таким образом,чтобы получить необходимый угол в 20град.(все зависит от формы и объема оболочки)
Рис3- на первом изображении показан груз на короткой стропе.Это делает его нестабильным.Дирижабль будет сильно раскачивать в ветерок. На втором рисунке длиная стропа,- сдерживает колебания.Оптимально подвесить на растоянии равному длине дирижабля.(если 6м оболочка, значит задняя стропа должна быть тоже 6м.±0.5м
Рис4-Показана оболочка в оздухе под углом 20град. Все стропы натянуты и снизу виден воздухозаборник,под оптимальным углом к встречному потоку, что в свою очередь позволяет поддерживать постоянное давление в оболочке.Маленькое изображение внизу- это простейший мешок карман в задней части наполняемый также встречным потоком.Если кому трудно делать три стабилизатора, то проще один большой мешок, который заменить эти стабилизаторы.
На фото дирижабля видно подвешенную пластиковую бутылку с водой вместо груза.
ЕЩЕ…
Вот еще пару рисунков.
Рис1.
Видно где должны быть привязные кольца для строп. Разделите длину балона на три части и что важно место крепления колец(отмечен.крестиком) находятся ниже оси симметрии!!!
Тамже видно где распологается рукав" клапана.
А-Усиление в носовой части. Разрезали оболочку 20-25см и через нее вклеели наприм полиэтиленувую крышку от " трехлитровых банок".Удобно посадить на двухстроний скотч.Продели петлю уздечки и вывели наружу.Потом заклеили этот разрез скотчем.
Снаружи место выхода петли для уздечки внахлест крест на крест широким скотчем усилить!!!
Такое усиление не даст вырвать уздечку и крышку при ветре…
Рис.2
На рис. показан клапан.Как сделать?
Это представляет собой простой конус приклееный скотчем к нижней части балона в задней его части примерно напротив заднего кольца стропы.
Из пленки вырезаем конус, примеряем его на месте кусочками белого скотча ставим метки- где будят проходить края конуса на оболочке.
Конус нужно крепить так чтобы в передней части образовался карман-воздухозаборник" .
Теперь попорядку:
Разложили оболочку на полу. Вырезали конус.Наложили его и сделали отметки.Примерно в задней части конуса , в оболчке сделали ответстие клапана как на рис А.
Отверстие клапана нужно усилить скотчем по краям.
Рис.В- вырезали из пленки квадрат по ширине перекрывающим отверстие в большим два раза.
Изнутри оболочки! -закрепить его по краям скотчем(изнутри удобно делать через заднюю горловину дирижабля)
А теперь по меткам на оболочке наложили конус" и проклеили 2см скотчем.И незабыть усилить скотчем переднюю часть конуса(можно вставить в кромку шнурок. В полетном положениее карман не будет подлипать к брюху" он пот тяжестю шнурка будет отвисать вниз)
Теперь готово!
Как это работает?
На рис С
воздух входит в карман, потом в отверстие клапана, приподнимает пленку и наполняет оболочку.А обратно невыходит пленка залипает на отверстии и перекрывает выход воздуха (по типу парашютного клапана на настоящих тепловых шарах)
Я наполнял свой вентилятором примерно на 90%,завязывал горловину.Встречный ветерок через клапан додувал" за пару минут оболочку до упругого состояния .Стабилизаторы не провисали!
ТЕСТ- как определить наполняемость?Если стабилизаторы “стоят” значит давление хорошее! Если провисают, значит либо гдето утечка через щель на швах,либо маленький клапан.
На своем я сделал два отверстия клапана одно за другим.(одного было мало)
Что я сделал нового на своем?
1-Увеличил размер воздухозаборника в два раза и пришлось сделать еще одно отверстие клапана одно за другим -их теперь два.
2-Увеличил первоначальную длину строп.У меня получается фиксированный постоянный угол примерно 20град.Тоесть дирижабль в подвешенном состоянии с грузом стоит" относительно горизонта с поднятым носом примерно 20град. Более длинные стропы не раскачивают его в воздухе, он более стабильно висит и при небольших порывах ветра…
Груз полтора литровая пластиковая бутылка,подливая воду уровновешиваем подьемную силу.При ветре 3м/с и хорошем прогреве поднимал почти полностью наполненную водой бутылку.
3- вставил резиновый амортизатор в носовой части уздечки. при порывах ветра парируются рывки.
Вот теперь могу сказать что практически завершил строительство дирижабля до его окончательного вида и конструкционных особенностей.
Хотелось бы узнать еще кто то сделал подобное?
Если что не понятно могу подсказать.
Посмотрите на фото немецкого аэростата. Можно сделать его копию.
Сегодня продержал дирижабль в небе 1.5 часа! Утечки воздуха ненаблюдалось, стабилизаторы были упругие и держали форму.
груз бутылка начал с 400грамм- и до 1кг. Ветер в начале был 1-2м/с, потом поднялся до 4м/с.На 5М/с начал опускать,так как боялся сядет на провода.
Зрителей собралось…представляете над крышами домов висит 6 метровое тело…Вообщем прикольно. Утром солнце было низко он прыгал на песке…потом к 11утра поперло вверх…я долил воды до 700грмм,а потом полную бутылку. Вес самого дирижабля 850грмм.
Подьемная сила примерно от 500грмм до 1.5кг зависит от ветра и прогрева.
Смотрите фотки этой мой “цепелин”!
А что с грузоподъемностью получилось?
Объем моего дирижабля примерно 7.7м3(с учетом объма стабилизаторов) это при размерах 1.75 диам и 6м длина.
По расчетам ( то как дают для расчетов французы) подъемная сила моего должна быть примерно 480 грамм,-короче полкило.
Но на самом деле тянуло больше да плюс еще небольшая подьемная сила от ветра…
В середине дня поднимало литровую бутылку с водой.А в ветер 4М/с литровую бутылку наполнил доверху песком.
Я так думаю,что данные расчетов французов по солнечным шарам либо среднее либо минимальное значение.
Прежде всего, подьемная сила зависит от условий (утро, полдень,ясное небо,дымка, есть ли ветерок и даже влажность воздуха)
рано утром он уменя только прыгал с 300грамм груза по песку…потом поднимает. гдето к 11. В полдень подливаю воду…прет еще больше.
Данные по моей модели: среднее значение 300-700грамм и в полдень кило точно!А учитывая подъемную силу от ветра(как змей) 1.5 кг, тянет при ветре-4-5М/с (вот почему необходимо выставлять угол , поднимать нос относительно горизонта на 20град и отрегулировать длину строп так, чтобы этот угол был постоянный)
При таком условии дирижабль дополнительно будет тянуть вверх подобно воздушному змею в ветерок.
Также и угол леера закрепленного на носу. В штиль или 1-2М/с он примерно над головой,ну 70-80град. точно.
Когда дует 4-5М/с угол становитиься 45-35град,он простовытягивается по ветру.
Это данные по моим опытам.
Сейчас планирую за зиму сделать размером гдето 2.80 диам на 9-9.5м длины.
это объем примерно 37м3.(с учетом объема стабилизаторов)
Для тех кто делает подобные модели скажу, лучше делать сразу не менее 4м длиной и 1.3-1.4 диам.Еще лучше 5-6м длиной.
И поднимает нормально, да и в воздухе большой размер лучше смотрится.
Вот и начал делать чертежи для нового тела" 2.8 на 9.50м и объемом 37м3😒
С интересом наблюдаю за темой. Самому смастерить - руки не доходят. Но в планах задача стоит. Наткнулся тут на девайс
dealextreme.com/…/mini-portable-handy-plastic-bag-…
Заказал. Прийдет, постараюсь отписаться. Использовать по ситуации, как основное или вспомогательное средство.
ВЫбор пакетов для моделей.
❗❗❗:exclТут важный момент, -какие пакеты брать?
Пленка бывает обычный полиэтилен и немного шуршащий…
так вот он более подходящий.
и еще пакет при просмотре на свет, должен иметь однородный цвет, структуру и плотность. Пакеты в которых есть разводы" темные места чередуются с светлыми,-нежелательны. Легко и быстро провреждаются в тонких(светлых) местах. Для шара еще пойдут, а для дирижабля нет.Нужно выбирать однородные для работы.
Я както брал всегда одни и теже,но потом пошли в комплекте те, о которых сообщил ранее. Пришлось выкинуть.Теперь тщательно выбираю…матаюсь по городу по хоз.магазинам и просматриваю.
Вот еще модель аэростата ТЕТРАЭДР", сделал для детей . Тяга примерно 100-150грмм.Только запускать нужно в штиль.Поднимал на 30м, но оптимальная высота 5-10м его хорошо видно.
Очень интересная тема. А главное, что идея настолько проста и материалы так доступны, нужны лишь руки и голова. Молодец!!! Пример для подражания, а то многие говорят что денег на занятие нужно и т.п. Было бы желание, то и время найдется и деньги.
Я этим летом слепил из бумаги своего рода шар (пакет). Но он у меня не полетел, тяжелый, бумагу я взял ту, которой в магазине для выпечки продаются, наподобие папиросной, но не та. В любом случае это был опыт.
Надо подумать над созданием радиоуправляемого дирижабля по этой замечательной технологии.
модель аэростата ТЕТРАЭДР"
Просто жуть!😁В хорошем смысле!
Просто жуть!В хорошем смысле!
Аха, потом спрашивают, откуда НЛО берутся))).
Спасибо всем, кто проявил интерес к данной теме. Я думаю, что скоро появится и радиоуправляемая модель с движками.(уже есть надумки).
Еще хочу за зиму сделать большой.Работа очень трудоемкая, но удовольствие от своего изделия-просто огромное!!!😁
😃
Класно. Попробуйте использовать рулонный полителен . Ширина 1.2м 2х слойный т.е. рукав. Длинна рулона около 30м.Цвет черный.
Вчера потренировался запускать свой шестикубовый шар с фотоаппаратом в качестве полезной нагрузки. Заодно проверил подъёмную силу.
Условия полёта - солнце стоит низко, светит через льдистую дымку, подстилающая поверхность - чистый снег. Поднял примерно 520 г.
Камеру прицепил экспромтом, и не очень удачно - подвеска рассчитана на наклонный леер воздушного змея, при вертикально стоящем леере путается. Но, считаю, полёт удался, даже фотки удачные с высоты есть.
Вид на набережную Амура:
Пилот и группа поддержки:
Воздушный шар - уже наполнен и нагрет:
Высоко отпускать не стал - цель стояла просто отработать технологию. Этот шар уже летал зимой, два года назад, с тех пор пылился в пакете под диваном. Собран на скотче - ничего не отклеилось, всё цело. Наполнил просто - махая перед горловиной картонкой. Картонку схватил очень маленькую, первую попавшуюся, но за 2 минуты оболочка была наполнена. Вверх пошла ещё до того, как наполнилась полностью - видно на видеоролике.
А здесь - запуск со стороны:
Полный фотоотчёт можно глянуть у меня в живом журнале:
k0nstrukt0r.livejournal.com/112722.html
И товарищи меня поснимали со стороны:
owles.livejournal.com/20918.html
gorod-ha.livejournal.com/201066.html
Как приятно видеть что и в Хабаровске этим занимаются ) Надо и мой шар до клеить, всё готово только собрать =)