Статическая плавучесть дирижаблей в полете не является постоянной. Поэтому необходимо контролировать высоту дирижабля, управляя его плавучестью: компенсация плавучести .
Например, при полете из Фридрихсхафена в Лейкхерст жесткий дирижабль LZ 126 , построенный в 1923-24 годах, использовал 23 000 кг бензина и 1300 кг масла (средний расход 290 кг/100 км). Во время посадки дирижабль должен был выпустить около 24 000 кубических метров водорода для балансировки корабля перед посадкой. Цеппелин размером с LZ 129 Hindenburg при полете из Франкфурта-на-Майне в Лейкхерст потреблял около 54 тонн дизельного топлива с эквивалентом плавучести 48 000 кубических метров водорода, что составляло около четверти подъемного газа, использованного в начале полета (200 000 кубических метров). После посадки сброшенный водород заменялся новым водородом.
Zeppelin NT не имеет специальных возможностей для компенсации дополнительной плавучести за счет расхода топлива. Компенсация происходит за счет использования стартового веса, который выше уровня подъема плавучести на старте и во время полета, дополнительная динамическая плавучесть, необходимая для взлета и полета, создается двигателями. Если во время полета корабль становится легче воздуха из-за расхода топлива, поворотные двигатели используются для прижима и посадки. Относительно небольшой размер Zeppelin NT и дальность полета всего 900 километров по сравнению с историческими Zeppelin позволили отказаться от устройства для извлечения балласта.
В случае жесткого дирижабля применяются две основные стратегии, позволяющие избежать утечки подъемного газа:
Только газы имеют плотность, близкую или равную плотности воздуха.
Были предприняты различные попытки создания водородных дирижаблей: LZ 127 и LZ 129, использовавшие часть подъемного газа в качестве топлива, но без особого успеха; более поздние суда, заполненные гелием, не имели такой возможности.
Около 1905 года газ Блау был обычным топливом для дирижаблей; он назван в честь своего изобретателя, химика из Аугсбурга Германа Блау , который производил его на газовом заводе Аугсбургского Блау. Различные источники упоминают смесь пропана и бутана . Его плотность была на 9% тяжелее воздуха. Цеппелины часто использовали другую газовую смесь пропилена , метана , бутана, ацетилена ( этина ), бутилена и водорода. [3]
LZ 127 Graf Zeppelin имел двухтопливные двигатели и мог использовать бензин и газ Blau в качестве топлива. Двенадцать газовых ячеек судна были заполнены топливным газом вместо подъемного газа общим объемом 30 000 кубических метров, что было достаточно примерно для 100 летных часов. Топливный бак имел объем бензина на 67 летных часов. Используя как бензин, так и газ Blau, можно было достичь 118 часов крейсерского времени.
В некоторых дирижаблях к корпусу были прикреплены водосточные желоба для сбора дождевой воды для заполнения балластных цистерн во время полета. Однако эта процедура зависит от погоды и поэтому не является надежной как самостоятельная мера.
Капитан Эрнст А. Леманн описал, как во время Первой мировой войны цеппелины могли временно оставаться на поверхности моря, загружая балластную воду в цистерны гондол. [4] В 1921 году дирижабли LZ 120 «Bodensee» и LZ 121 «Nordstern» испытали на Боденском озере возможность использования озерной воды для создания балласта. Однако эти попытки не дали удовлетворительных результатов.
Метод силикагеля был испытан на LZ 129 для извлечения воды из влажного воздуха для увеличения веса. Проект был прекращен. [ необходима цитата ]
Наиболее перспективной процедурой извлечения балласта во время поездки является конденсация выхлопных газов двигателей , которые в основном состоят из водяного пара и углекислого газа. Основными факторами, влияющими на получаемую воду, являются содержание водорода в топливе и влажность. Необходимые для этого метода охладители выхлопных газов имели повторяющиеся проблемы с коррозией в первые годы.
Первые испытания DELAG -Zeppelin LZ 13 Hansa (1912–1916) были проведены Вильгельмом Майбахом . Испытания не были удовлетворительными, что привело к прекращению проекта.
USS Shenandoah (ZR-1) (1923–25) был первым дирижаблем с балластной водой, полученной путем конденсации выхлопных газов. Выдающиеся вертикальные щели в корпусе дирижабля действовали как конденсаторы выхлопных газов. Похожая система использовалась на ее сестринском судне, USS Akron (ZRS-4) . Немецкое производство USS Los Angeles (ZR-3) также было оснащено охладителями выхлопных газов для предотвращения сброса дорогостоящего гелия.
Изменения температуры подъемного газа по отношению к окружающему воздуху оказывают влияние на баланс плавучести: более высокие температуры увеличивают плавучесть; более низкие температуры уменьшают плавучесть. Искусственное изменение температуры подъемного газа требует постоянной работы, поскольку газ едва ли термически изолирован от окружающего воздуха. Однако было принято использовать естественные различия в температуре, такие как восходящие потоки и облака.
Предварительно нагретый подъемный газ был испытан для компенсации большего веса Цеппелина. Один из вариантов, испытанных на LZ 127 Graf Zeppelin, заключался в подаче нагретого воздуха на ячейки хранения подъемного газа с целью получения плавучести для запуска. [ необходима цитата ]
Можно изменить плотность объема подъемного газа, сжимая его с помощью баллонета . По сути, это воздушный шар внутри воздушного шара, который можно накачать наружным воздухом из окружающей атмосферы.