Воздушные шары могут быть не только шарами
Воздушные шары с оболочками традиционных форм стали не редкостью, они украшают праздники, проводятся соревнования.
В основу изготовления воздушных шаров и проектирования таких оболочек закладывается принцип рациональности, позволяющий оптимизировать вес, расход ткани, удобство эксплуатации и другие технические параметры. Вместе с тем одним из назначений тепловых аэростатов является воздушная реклама, поэтому появился спрос на оболочки, которые должны являться объемными макетами реальной продукции, например, пачки, бутылки, автомобиля, и символизировать мощь фирмы через размеры макетов, достигающие нескольких десятков метров.
При создании оболочек с произвольными формами принцип рациональности отступает на второй план. Основное, что фебуется от конструктора, это как можно точнее повторить внешний облик объекта в оболочке аэростата, будь то автомобиль, диковинный зверь или бутылка шампанского, при этом должны быть соблюдены все требования норм летной годности для аэростатов, обеспечивающие необходимую безопасность столь экзотического летательного аппарата.
Конструктор, работающий над созданием изделий из жестких материалов, мало задумывается над вопросом: что будет с формой его детища после того, как к нему будет приложена нагрузка? В большинстве случаев, если не сделано грубых ошибок, она не будет отличаться от того, что было начерчено на бумаге. Работая над созданием оболочки, конструктор всегда должен помнить, что ни один ее элемент не может работать на сжатие, любые попытки заставить ткань сжиматься приведут к образованию складок.
Разработка оболочки начинается с обсуждения с заказчиком степени се детализации, необходимости расположения на ней тех или иных частей, присутствующих на реальном изделии. Затем начинается само проектирование. На первой стадии проводятся тепловые расчеты, определяющие уровень температур в оболочке, оценку тепловых потерь и, самое главное, определение температуры на ткани, которая не должна превышать предельно допустимое значение. Также определяются необходимое давление в различных участках оболочки, особенно это касается нижних ее частей, в которых без применения специальных приемов искусственного повышения давления добиться нормального формообразования практически невозможно. Ведь у аэростата с обычной, классической, оболочкой избыточное давление на уровне нижнего входного отверстия всегда равно нулю, и, следовательно, попытка наполнить какой-либо элемент у специальной оболочки, например донышко у бутылки, без применения специальных приемов обречена на неудачу.
На второй стадии появляется предварительный облик оболочки, необходимость последующих изменений при этом во многом зависит от знаний и интуиции конструктора.
На третьей стадии с помощью вычислительной техники проводится математическое моделирование процесса наполнения оболочки, в результате на экране Монитора компьютера возникает облик, который будет иметь реальная оболочка в полете. После этого уточняется конструкция и начинается изготовление макета.
Макет оболочки, сшитой в строго определенном масштабе, позволяет полностью оценить ее прочность и форму. Иногда он доводится до разрушения с целью определения предельных возможностей оболочки. В процессе такого физического моделирования воссоздаются все детали и процессы, включая неравномерность давления по высоте оболочки. На стадии физической модели заканчивается четвертая стадия проектирования, после которой есть полная уверенность, что все ошибки сведены к минимуму.
Однако заказчику не нужен воздушный шар, нарисованный на бумаге, и даже его макет, еще предстоит сложный процесс изготовления. Если кто-либо шил сам или видел, как это делается, то он знает, что, когда вещь частично сшита, следует примерка, и, как правило, не одна. Затем исправляются ошибки. Оболочку аэростата, а тем более оболочку специальной формы, увидеть можно только после того, как будет закончен последний шов и внести какие-либо принципиальные изменения уже невозможно. В отличие от обычной, швея, которая изготавливает оболочку, никогда не видит ее не только целиком, но даже и те детали, которые она сшивает. Размер таких деталей достигает нескольких десятков метров, и окончательное качество изделия целиком зависит от профессионализма швеи.
Самым трудным бывает последний шов, длина которого исчисляется десятками метров, но сложность заключается не в длине шва, а в весе самой оболочки. Масса оболочек специальных форм, как правило, составляет 150-300 кг, и всю эту массу ткани необходимо пропустить через швейную машину. Эту последнюю операцию всегда помогают выполнять несколько человек.
Любой процесс изготовления воздушного шара заканчивается
испытаниями, только в этот момент все создатели аэростата - конструкторы,
технологи, швеи - смогут увидеть его полностью. Если ни один изних не ошибся, то
воздушный шар с диковинной оболочкой предстанет перед ними во всей красе, и этот
момент становится моментом рождения уникального летательного
аппарата.
