Um dirigível é uma aeronave leve, mais precisamente um aeróstato , contendo dispositivos destinados a fornecer sustentação, bem como sistemas de propulsão, dando-lhe uma certa capacidade de manobra. Os dirigíveis distinguem-se de outros tipos de balões , balões de ar quente e balões de gás livre que estão sujeitos aos ventos (são imóveis na massa de ar em movimento) e, portanto, só podem ser manobrados verticalmente.
Para se mover, os dirigíveis usam hélices de propulsão . Eles podem ser girados sobre um eixo e movidos por diferentes sistemas, como motores de combustão , motores elétricos , sistemas híbridos ou um pedal.
As fontes de energia necessárias ao sistema de propulsão podem ser provenientes de combustíveis fósseis , no caso de motores térmicos e baterias , de sensores fotovoltaicos ou células a combustível , de motores elétricos. Também é possível usar a propulsão humana , ou a propulsão vélica produzida pela força do vento em uma vela.
A partir dos primeiros balões em 1783 , a ideia de dirigível ganhou espaço. É claro, por sua própria natureza, que a maior falha desses balões está em sua incapacidade de navegar. Sob a égide dos irmãos Robert, a forma do balão aumenta. A partir de 1783, o erudito general Jean-Baptiste Marie Meusnier de La Place imagina os órgãos de gestão e expõe em suas obras, que são a base do atual balão, as condições de equilíbrio de uma aeronave dirigível de formato elipsoidal , munida de leme. No entanto, o projeto nunca viu a luz do dia por causa da morte prematura de seu inventor e da falta de um motor na época. Ele oferece gerenciamento de gás com a instalação de um balão de ar no envelope para alternar da pilotagem de vôo de volume constante para a pilotagem de massa de gás constante.
XIX th séculoDepois de ter explicado claramente o princípio do avião desde o início do século XIX E , o inventor inglês Sir George Cayley prevê o uso, em 1816, do dirigível para a grande navegação e prevê a realização dos dirigíveis rígidos movidos por um propelente a vapor.
Em 1825, o físico francês Edmond-Charles Genêt propôs um projeto de aeróstato, compreendendo uma parte superior na forma de uma cúpula alongada e plana abaixo. O dispositivo propulsor feito de enormes rodas de pás é movido por dois cavalos.
A primeira tentativa de motorizar um aeróstato foi atribuída a dois franceses. O primeiro, Pierre Jullien, relojoeiro de profissão, consegue voar dois modelos em escala movidos por um movimento de relógio na pista do autódromo de Paris. Em 1852, ele construiu um balão pisciforme (semelhante a um peixe) chamado "Precursor", que nunca voou, mas tinha a configuração necessária para suportar um vôo. Na verdade, estava equipado com lemes e elevador na popa.
O segundo, Henri Giffard , passou à posteridade em 1852 por ter imaginado e construído o primeiro aeróstato que, movido por uma máquina a vapor colocada na nacela, podia sofrer algumas mudanças de direção em relação ao vento. O voo histórico ocorre em24 de setembro de 1852entre o Hipódromo de Paris e Élancourt , aproximadamente 27 km , graças a um dirigível de 44 metros em forma de charuto. Está equipado com um motor a vapor desenvolvimento de 3 cv e operação de uma hélice colocado sob o ventre da máquina. O balão atingiu uma velocidade de 10 km / h, mas dificilmente poderia subir com o vento constante, apesar de sua capacidade de “dirigibilidade” indiscutível. Henri Giffard poderia assim afirmar: "a ação do leme foi perfeitamente sentida e mal tinha puxado levemente uma das duas cordas de manobra quando imediatamente vi o horizonte girando ao meu redor".
Henri Giffard, pode ser considerado igual aos maiores precursores, que foram os irmãos Montgolfier e os irmãos Wright . Estava sem dúvida à frente de seu tempo, pois foi preciso esperar quase vinte anos para testemunhar uma nova tentativa de motorização de um aeróstato. Em 1870-1872, o engenheiro naval francês Henri Dupuy de Lôme , produziu um aeróstato alongado movido por armas humanas e originalmente pretendia quebrar o cerco de Paris : o Aerostat Dupuy de Lôme . Realizou seu vôo de teste em2 de fevereiro de 1872. Da construção ao voo de teste, Henri Dupuy de Lôme extrai dados científicos em uma Nota à Academia de Ciências .
Em 1873, a patente de um aeróstato de casco rígido foi registrada, um ano antes de Ferdinand von Zeppelin . A aeronave, projetada por Joseph Spiess , foi construída em 1913. Foi a única aeronave rígida francesa e leva o nome de seu projetista: “ Spiess ”.
Em 1883 e 1884, o cientista e aeronauta Gaston Tissandier , auxiliado por seu irmão Albert , construiu um dirigível que equipou com uma hélice movida por um motor elétrico, movido a baterias e com o qual eles conseguiram elevar a corrente de ar. Por falta de financiamento, houve apenas dois voos, que ocorreram com vento, minimizando o efeito do motor.
O primeiro dirigível verdadeiramente manobrável viu a luz do dia ao mesmo tempo. Foi projetado pelos capitães Charles Renard , oficial engenheiro , e Arthur Krebs no estabelecimento aerostático de Chalais Meudon , do qual Charles Renard era o diretor. A França é movida por um motor que pesa 44 kg por cavalo, desenvolvendo 8 cv e funcionando com eletricidade e baterias. O aeróstato realizou, em 9 de agosto de 1884, o primeiro circuito fechado, de aproximadamente 7 km . A experiência foi repetida três vezes durante o ano de 1884. Esta aeronave também foi a primeira a incluir uma unidade de cauda na parte traseira, a fim de manter a estabilidade de guinada e inclinação da aeronave, um dispositivo conceituado por Henri Dupuy de Lôme e Gustave Zédé .
Em 3 de novembro de 1897, David Schwarz (in) , em Berlim , ergueu a primeira aeronave inteiramente em metal. O vôo, infelizmente, terminará com uma queda no solo.
Em 2 de julho de 1900, foi também na Alemanha , no Lago de Constança , que ocorreu o vôo inaugural do primeiro dirigível rígido Zeppelin , o LZ-1 .
O progresso dos motores de combustão interna, que têm a particularidade de pesar pouco no cavalo desenvolvido, dá um avanço definitivo à locomoção aérea. Já em 1898, o brasileiro de origem francesa Alberto Santos-Dumont experimentou pequenos dirigíveis flexíveis de seu projeto equipados com motores a gasolina e que lhe renderam imensa popularidade antes mesmo de experimentar com mais pesados que o ar alguns anos depois. Em 19 de outubro de 1901, ganhou o prêmio de 100.000 francos ouro oferecido pelo patrono da aviação Henry Deutsch de la Meurthe , por ter ligado o parque de balões Saint-Cloud à Torre Eiffel , com retorno ao ponto de partida, em meio ano. hora a bordo de seu modelo: o Santos-Dumont número 6 (in) . Para que conste, Alberto Santos-Dumont distribuiu seu jackpot aos seus trabalhadores e aos pobres de Paris. Ele quase se matou em uma tentativa anterior.
Em 1902, Leornardo Torres Quevedo apresentou à Academia de Ciências de Paris , um novo tipo de dirigível com um novo desenho, para a manutenção e reforço da asa por um sistema auto-rígido por meio de cabos flexíveis. A partir de 1911, colabora com o engenheiro aeronáutico Édouard Surcouf , dentro da empresa aeronáutica Astra, para a realização de um novo modelo de aeronave nas oficinas de Issy-les-Moulineaux . Este novo dirigível, o Astra-Torres n o 1, é muito mais rápido e mais eficiente. Haverá então outros "Astra-Torres", incluindo o Pilâtre de Rozier (Astra-Torres N ° XV), em homenagem ao balonista Jean-François Pilâtre de Rozier , que atingirá 23.000 m 3 , as dimensões do Zepelim.
Em 12 de novembro de 1902, a primeira aeronave semirrígida dos irmãos Lebaudy , projetada pelo engenheiro Henri Julliot , fez a rota Paris - Moisson , ou seja , 62 km em 1 hora e 40 minutos.
Em 11 de novembro de 1906, é a primeira travessia dos Alpes em balão, assinada pelos italianos Usuelli e Crespi , a bordo do Milano , em pouco mais de quatro horas, entre Milão e Aix-en-Savoie (hoje Aix-en- Savoie - os banhos).
Em 16 de outubro de 1910, o dirigível flexível francês Clément-Bayard-II (78,50 m de comprimento), construído no Oise por Adolphe Clément-Bayard , foi o primeiro a cruzar o Canal, percorrendo em 6 horas a viagem de Breuil (Oise ) em Londres (390 km ), a uma velocidade média de 65 km / he com 7 pessoas a bordo.
Primeira Guerra MundialAs empresas Zeppelin , Lind Er Schtrümpf e Schütte-Lanz marcarão a ascensão do dirigível rígido, construindo respectivamente 96 e 22 aeróstatos . A Zeppelin privilegia o uso do alumínio para a construção da estrutura enquanto a segunda é especialista em esquadrias de madeira. Durante os quatro anos da Primeira Guerra Mundial , as aeronaves construídas na Alemanha ficaram cada vez maiores, atingindo mais de 200 metros de comprimento. Eles realizaram 1.189 missões de reconhecimento e 231 ataques a bomba, visando em particular a cidade de Londres .
Descobrir os segredos de fabricação dessas aeronaves rígidas era, portanto, uma das missões prioritárias dos serviços de inteligência britânicos. O Almirantado, portanto, encomendou da empresa Vickers : o Type 9 , um dirigível rígido inspirado nas realizações do Zeppelin , do qual uma série de quatro Vickers Tipo 23 será derivada . Diante do insucesso desses dispositivos, o Almirantado se encarregou diretamente do projeto dos dirigíveis Tipo 23X com uma estrutura metálica e o Tipo 31 em grande parte copiado do Schütte-Lanz . Dos 14 dirigíveis rígidos iniciados na Grã-Bretanha durante a Primeira Guerra Mundial , apenas nove foram concluídos antes do Armistício e apenas um realmente participou de operações militares.
Na Alemanha como na Grã-Bretanha , tentou-se garantir a proteção desses gigantes do ar, contra os ataques dos caçadores, realizando os primeiros experimentos de caçador parasita : Um ou dois monopostos foram pendurados sob o dirigível.
Entre as guerras: a idade de ouroNas décadas de 1920 e 1930 , alemães, americanos, franceses, italianos e ingleses embarcaram na construção de máquinas de tamanho espetacular, que serviam ao prestígio nacional. Eles têm uma vocação principalmente para o transporte de passageiros de longa distância, mas os americanos estão testando dirigíveis de porta-aviões para uso militar, em particular desenvolvendo a técnica de caças parasitas . A entusiasta imprensa apelidou-os de "transatlântico" , "navio do céu" , relatando os cruzeiros muitas vezes realizados por personalidades, que dispõem de meios para custear este caríssimo transporte.
O LZ 127 Graf Zeppelin foi o maior dirigível já construído, com mais de 236 metros de comprimento quando entrou em serviço em 1928. Sob o comando de Hugo Eckener , estabeleceu vários recordes. Ele fez a primeira viagem ao redor do mundo em agosto de 1929, incluindo a primeira travessia sem escalas do Pacífico (Tóquio-São Francisco). Percorreu mais de um milhão e meio de quilômetros em 590 voos, durante sua operação até 1937, incluindo 143 travessias do Atlântico e entre 1928 e 1937 transportou: 13.110 passageiros.
Mas vários desastres marcarão a história das aeronaves. Essas catástrofes se devem principalmente ao fato de que o dirigível é muito sensível às más condições climáticas (vento, chuva, neve, geada e relâmpagos) e que o gás usado, dihidrogênio (comumente chamado de hidrogênio), é altamente inflamável .
Em 1928 , a aeronave Italia , segunda nave de Umberto Nobile , caiu no caminho para o pólo , provavelmente por causa do gelo acumulado no balão e da sobrecarga que ele causou. As operações de resgate dos balonistas italianos serão trágicas; Amundsen e Guilbaud morrerão lá.
O R100 , construído no final dos anos 1920 pelo governo britânico, deveria fornecer ligações entre Londres e o Império Britânico em competição com os Zepelins alemães. Ele fez uma viagem de volta triunfante entre Londres e Montreal ( Canadá ) de 28 de julho a 16 de agosto de 1930.5 de outubro de 1930, seu gêmeo o R101 , que saiu de Londres , caiu durante sua primeira viagem a Bombaim , nas colinas da Picardia , perto de Beauvais . O desastre ocorreu à noite e com mau tempo, mas a verdadeira causa do acidente permanece desconhecida. 48 pessoas morrem e o Reino Unido vai proibir o uso de hidrogênio em balões e vender R100 para sucata.
Em 1925 , o dirigível americano "USS Shenandoah (ZR-1)" queimou no céu e se espatifou em 3 pedaços, matando 15 pessoas. Dois dos três porta-aviões da Marinha dos EUA caíram no mar. O USS Akron (ZRS-4) , o4 de abril de 1933, matou 73 tripulantes e passageiros e o USS Macon (ZRS-5) , o12 de fevereiro de 1935, resultou na morte (evitável) de dois marinheiros.
A Alemanha continua sendo o único país com dirigíveis para uso comercial. Eles são usados principalmente para travessias do Atlântico, mas só são feitas de abril a outubro, para evitar o inverno adverso e as tempestades do Atlântico Norte. O6 de maio de 1937, durante o desastre de Hindenburg , este dirigível alemão, inflado com hidrogênio (200.000 m 3 de gás inflamável ), pegou fogo no aeroporto de Lakehurst , não muito longe de Nova York . Este acidente matou 35 pessoas (entre 97 pessoas a bordo) e pôs fim aos voos de aeronaves comerciais.
Segunda Guerra Mundial e os Trinta Anos GloriososInutilizados durante a Segunda Guerra Mundial , serão destronados no final dela, pelo decisivo progresso técnico da aviação. Durante a década de 1950 , foram realizados os primeiros voos comerciais transatlânticos, utilizando aeronaves como DC3 , DC4 e Lockheed Constellation . Esse progresso continuará com o surgimento e generalização dos aviões a jato, para grandes distâncias durante os Trinta Anos Gloriosos .
No entanto, a Marinha dos Estados Unidos na década de 1950, ao lado de modelos usados como aeronaves de observação e resgate, implementou grandes aeronaves como estações de radar voadoras. É o caso do ZPG-3W, derivado do dirigível tipo N (in) desenvolvido em 1953. Este dispositivo, projetado para vésperas remotas da defesa aérea do território é o maior dirigível flexível já construído. Tem uma extensão de 123 metros, um volume de 42.450 m 3 , 2 motores de 600 kW ( 800 CV ) e uma velocidade de 128 km / h .
Os projetos de dirigíveis comerciais reapareceram com a crise do petróleo dos anos 1970 . A empresa Zeppelin renasceu em 1993 e se autodenominou: Zeppelin Luftschifftechnik . Em 2013, desenvolveu e operou três Zeppelins NT , para uso em cruzeiro, publicidade aérea ou vigilância. Eles só podem ser usados com bom tempo, o que limita as possibilidades. Uma quarta aeronave foi destruída após uma tempestade em Botswana em20 de setembro de 2007, enquanto ele estava preso ao seu mastro de amarração. A empresa também está trabalhando em grandes projetos de dirigíveis com cascos semi-rígidos .
As forças armadas dos Estados Unidos desenvolvem desde o início do XXI th século, projetos de vários dirigíveis como o MZ-3 da Marinha dos EUA, para inteligência, vigilância e reconhecimento. Em 2012, ainda são demonstradores e protótipos.
Um convite à manifestação de interesse foi lançado pelo governo francês durante o verão de 2014, como parte dos programas da Nova França Industrial , que inclui projetos para aeronaves de carga pesada e multi-missão. Sete projetos e quatro pré-projetos são apresentados. Eles estão agrupados em torno do SAFE Cluster (o antigo Pégase Pole), que é um cluster de competitividade localizado na região PACA ; para relançar este novo setor industrial. Um dos principais obstáculos encontrados está relacionado ao lastro: a aeronave não deve decolar repentinamente ao descarregá-la. O projeto da empresa Voliris, com sede em Yzeure (Allier), prevê para isso um casco achatado que gera até 60% de sustentação aerodinâmica. A desvantagem é que a decolagem exigiria uma pista de 800 metros. Operadora de dirigíveis desde 2001, a Voliris foi comprada em 2008 pela Business Angel NYFI (New York Finance Innovation) para trabalhar em um conceito de dirigível híbrido para o transporte de contêineres de 40 pés e 30 t. Com a ajuda de vários protótipos, envelopes em forma de asa voadora que promovem a sustentação aerodinâmica são imaginadas, fabricadas e testadas no aeródromo de Moulins-Montbeugny, atingindo 60% de sustentação graças à sustentação aerodinâmica. Após a validação em vôo das especificações para o transporte de cargas, é lançado o projeto NATAC (Ônibus Aéreo para Transporte Automático de Contêineres).
Para promover o “relançamento” de aeronaves no espaço aéreo, foi lançada em 2010 uma parceria entre a Unesco e a World Air League , uma ONG americana que faz campanha pelo desenvolvimento do transporte aéreo mais leve que o aéreo. O ponto alto de sua campanha: a World Sky Race . Esta primeira corrida ao redor do mundo em um balão está programada para 2023 ou 2024. O percurso de aproximadamente 48.000 km é marcado com etapas em grandes locais naturais e culturais, como as pirâmides de Gizé , o Taj Mahal ou o Monte Fuji . Seus organizadores esperam convencer o público e a indústria da aviação do potencial dos dirigíveis. Se reaparecerem, serão em "nichos particulares": especialmente carga, para comboios excepcionais e turismo.
Projetos de balões estratosféricosProjetos militares também estão em estudo: a Thales Alenia Space , subsidiária da Thales e Leonardo , estuda a construção de um dirigível de 100 m de comprimento e volume de 50.000 m 3 , controlável remotamente e capaz de carregar 200 kg de carga útil: o Stratobus . Ele foi projetado para permanecer fixo a uma altitude de 20 km , acima do espaço reservado aos aviões, possibilitando o monitoramento de uma área de 100 km 2 .
Projeto Stratobus
Projeto da Força Aérea dos EUA “ Integrated Sensor is Structure ”. Um dirigível de vigilância de 140 m a ser concluído em 2013.
Uma empresa alemã, Cargolifter AG (de) , destinada ao transporte de mercadorias volumosas em longas distâncias, foi lançada na Alemanha no final da década de 1990. Uma oferta pública de ações ocorreu emMaio de 2000. A estrutura acionária resultante é caracterizada por uma elevada proporção de pequenos investidores, atraídos por uma cobertura significativa da mídia, do avanço de novas tecnologias . O grande dirigível, o CL 160, projetado para transportar até 160 toneladas, com 242 metros de comprimento e 550.000 m 3 , não foi construído. O financiamento de 204.516.752 euros foi considerado insuficiente para um projeto desta complexidade. É semelhante ao de um avião comercial . Os recursos disponíveis também foram usados para o desenvolvimento de outros dispositivos. O cronograma de desenvolvimento era muito apertado, mal projetado e algumas dificuldades foram subestimadas. O7 de junho de 2002, a empresa anuncia sua insolvência . Em 2004, o gigantesco hangar autoportante de aço, com 360 metros de comprimento e 107 metros de altura, foi convertido em um parque aquático: Tropical Islands . No entanto, uma nova empresa: CL CargoLifter GmbH & Co. KG, fundada em 2005 por antigos acionistas da CargoLifter AG, continua a pesquisar “mais leve que o ar” com base na tecnologia e experiência adquirida por seu antecessor.
Na Inglaterra, a empresa Hybrid Air Vehicles desenvolveu em 2010 um protótipo de dirigível híbrido , o que possibilitou a celebração de uma parceria financeira com a Northrop Grumman em nome do Exército dos Estados Unidos . Resultou no desenvolvimento do LEMV (Long Endurance Multi-Intelligence Vehicle) no valor de US $ 517 milhões com um único voo em7 de agosto de 2012. Após a cessação do financiamento do Exército dos EUA, o demonstrador LEMV foi vendido ao HAV e devolvido à Inglaterra. Com a ajuda de financiamento britânico, americano e de crowdfunding , o dirigível chamado Airlander 10 é colocado de volta em operação. Ele fez dois voos em agosto de 2016 e colidiu com sua cabine durante o segundo pouso.
Em 2014, a americana Eros (en) anunciou que estava prestes a construir uma frota de dirigíveis com grande capacidade de transporte conhecida como Aeroscraft destinada ao uso militar ou para atividades industriais, comerciais ou humanitárias. Estão previstos três modelos: O ML 866 ( veículo aéreo de flutuação variável rígida ), o ML 868 (com capacidade de 60 toneladas) e o ML 86X (com capacidade de 500 toneladas). Por exemplo, eles poderiam ser usados para instalar aerogeradores em locais isolados, transportando suas pás e mastros, sem a necessidade de infraestrutura, como estradas ou ferrovias.
Nos Estados Unidos, em 2005, a DARPA lançou uma chamada para projetos chamada Walrus . As restrições do caderno de encargos estabelecem que os aparelhos devem ter capacidade para transportar 500 toneladas em 20.000 quilómetros, em menos de sete dias. A DARPA não se comunica sobre o projeto, apenas indicando que o programa Walrus "está fechado". A Lockheed Martin , grupo aeronáutico e de defesa com a ajuda do Pentágono , continua trabalhando no projeto de uma aeronave capaz de voar a mais de 20 quilômetros de altitude: o P-791 (in), cujo primeiro vôo de teste ocorre em31 de janeiro de 2006.
Na França, a empresa Flying Whales trabalha desde 2012 em um dirigível de transporte de cargas pesadas. A empresa Varialift Airships com sede em Châteaudun ( Eure-et-Loir ) está construindo um demonstrador capaz de transportar uma carga útil de 50 toneladas.
Projetos de sistemas de propulsão de baixa potênciaVários programas universitários estão trabalhando no uso das baixas potências associadas ao dirigível. O objetivo almejado não está ligado a uma exploração comercial do balão, mas a um suporte operacional para pesquisas em sistemas de propulsão.
Durante a edição 2011 do Paris Air Show , a associação Dirisoft Recherche apresenta um dirigível de 500 m 3 : o MC-500. É alimentado por uma célula a combustível de hidrogênio do Groupe PSA .
O 28 de setembro de 2008, Stephane Rousson Belgrand , tentando cruzar o Canal da Mancha no pedal de dirigível a bordo do M Miss Louise. Viaja 35 quilômetros em 8 horas, conectando a praia de Hythe, perto de Douvre , a um ponto a 18 km da praia de Wissant (na costa francesa). O balão é então esvaziado pelos barcos de apoio. Esta é a primeira vez no mundo para um aeróstato movido a energia humana . Duas hélices independentes de 3 m de diâmetro, animaram o aparelho de 160 m 3 e 16 m de comprimento, que evoluiu em média 30 m acima das ondas.
Dentro setembro de 2008, a equipe do Projeto Sol'R, liderada por um grupo de alunos iniciado por Stephane Rousson , está trabalhando em uma aeronave movida a energia solar . O Nephelios realiza seu batismo do ar emdezembro de 2009e um segundo vôo com duração de 2 h 30 min , levou com sucesso lugar em3 de janeiro de 2010. Após vários adiamentos, ele deveria cruzar o Canal da Mancha emMaio de 2010mas em 2012, o projeto parece ter quebrado. Em 2012, uma equipe de líderes empresariais, engenheiros, designers e profissionais do mundo da comunicação criou a associação Transoceans. O4 de setembro de 2013, a equipe Transoceans, liderada por Pierre Chabert (o fundador da Airstar ) e Gérard Feldzer , estabelece uma travessia do Canal da Mancha em uma aeronave elétrica, a bordo do Iris Challenger 2. O aeróstato de 560 m 3 conecta Cap Gris-Nez em Dymchurch no sul da Inglaterra, percorrendo 46 km em 2 h 23 min . Este é um recorde mundial, distância e tempo, para um dirigível Classe 5 . De formato lenticular , é impulsionado por duas hélices de madeira de 1,30 m de diâmetro, acionadas por dois motores de 7 kW , acionados por sistema de bateria.
A propulsão Velic é oferecida pelo engenheiro Didier Costes . Em 1992, o Zeppy 2 foi o primeiro balão a demonstrar um dirigível marítimo, navegando como um veleiro de ar , utilizando o vento e uma barbatana estabilizada em 3 eixos: o “ cão do mar ” ou “planador”. É o primeiro “véu-balão”. Em 2007, Stephane Belgrand Rousson fez o primeiro vôo solo a bordo de seu Aerosail e desenvolveu o princípio de navegação com sua equipe.
Aerosail por Stephane Belgrand Rousson
Princípio de voo de um veleiro aéreo
Liftium 300 por Didier Costes
Zeppy por Luc Geiser
Zeppy 2 com Nicolas Hulot e Gérard Feldzer
Os balões cativos modernos usam tecnologia semelhante para construção flexível e uma técnica de pilotagem a gás semelhante aos dirigíveis.
O projeto Horus, criado em 2010 pelo gerente do projeto Stephane Rousson , realizado pelo consórcio Zodiac International , Onera e CS Systeme e Atem, plataforma aerostática multi-missão, dirigível amarrado, rotulado em 2011 pelo cluster marítimo Paca e Pôle SAFE irá receber ajuda do FUI (fundo interministerial) para o seu desenvolvimento. Em 2011, a Onera ganhou o concurso para capacidade experimental ROEM para balões e aeróstatos leves (Cerbere). Em 2015, a empresa Airstar aeroespacial (Hodling Airstar ) assumiu o controle da empresa Zmarine anteriormente Zodiac International para participar do Stratobus e desenvolver o projeto Horus-aerostat. Em 2019, a CNIM AIR SPACE adquire 85% da Airstar Aerospace e oferece uma variedade de balões cativos para atender às necessidades militares para atender a diferentes tipos de missões. A DGA está a fazer experiências com o sistema Cerbere (capacidade experimental ROEM para balões e aeróstatos leves) com CNIM e ONERA.
Na França, o Esquadrão Syderec usa um balão amarrado para realizar a transmissão de emergência e emitir ordens essenciais para os submarinos quando todos os outros ativos forem destruídos. Em 2013, no âmbito da modernização das Forças Armadas, o projeto Syderec Ng foi lançado e implementado pelo Espaço Thales Aliena.
Outros projetosA-NSE testou um demonstrador de dirigível projetado para missões de vigilância marítima. Com 25 metros de comprimento por 5 metros de largura e 7 metros de altura, o AN 400, que tem um volume de 400 m 3 , foi implantado no final de setembro de 2011 na base aérea naval de Hyères, por ocasião de um apresentação em benefício da Direção-Geral de Armamentos e da Marinha Nacional.
Na Suíça , a empresa Minizepp fabrica dirigíveis controlados por rádio de 3 a 22 metros de comprimento desde o início dos anos 2000, usados para pesquisas científicas, mídia publicitária e plataformas de vídeo aéreo e fotografia. Sua propulsão é elétrica ou térmica ou mesmo híbrida.
Para se sustentar, o dirigível usa principalmente a sustentação aerostática criada diretamente pelo empuxo de Arquimedes existente em seu envelope; também utiliza a sustentação aerodinâmica (decorrente da velocidade e da incidência do envelope), bem como a componente vertical do empuxo vetorial dos motores. Consiste em um envelope flexível ou rígido preenchido com um gás mais leve que o ar, cuja soma dos pesos (envelope + gás + carga) é próxima ao peso do volume de ar deslocado pelo envelope. A propulsão horizontal da aeronave em voo no ar circundante é realizada, em geral, pela componente horizontal do empuxo das hélices, mas podem ser utilizados dispositivos de vento (ver artigo Veleiro Aéreo ).
O vôo é pesado ou leve dependendo das decisões do piloto. Um vôo pesado pretende ser mais pesado que o peso do volume de ar deslocado, neste caso o balão subirá pela ação do empuxo vetorial do sistema de propulsão ou da sustentação aerodinâmica. Para voos de longa distância, a pilotagem leve é apreciada por consumir menos empuxo (ausência de um componente vertical do empuxo): o balão busca por si mesmo atingir sua altitude plena estabelecida pelos parâmetros de partida.
A pilotagem do gás é um vôo com massa constante de gás.
Especificidade de pilotar um balão de gás de massa constante com um envelope flexível ou semirrígido.O envelope, seja ele flexível ou semirrígido, é considerado de volume constante (não se leva em conta as pequenas variações de alongamento do tecido do envelope na pilotagem, mesmo que influenciem no volume geral, pela simples razão de que nos aplicamos uma sobrepressão máxima que não deve ser ultrapassada no recinto).
A sobrepressão do gás no envelope é necessária para manter a forma aerodinâmica do envelope; esta sobrepressão é importante por duas razões essenciais: por um lado, é um limite estrutural (demasiada sobrepressão pode causar ruptura do tecido) e por outro lado, a sobrepressão implica uma massa adicional de gás desfavorável ao voo).
Os dirigíveis podem ser construídos usando três métodos diferentes, dependendo da aplicação do balão e das restrições mecânicas impostas. Falamos de construção flexível (ou dirigível ) semi-rígida (tipo Zeppelin NT) ou rígida (tipo LZ 129 Hindenburg ).
No caso de dirigíveis flexíveis , a forma do casco é mantida pela pressão interna do gás. Para remediar as diferenças nos volumes ocupados pelo gás durante as variações de pressão, que modificariam o formato do balão e arriscam torná-lo flácido, a pressão é convencionalmente mantida por um ou mais balões insuflados por meio de um ventilador. Além disso, válvulas automáticas ou controladas limitam a pressão. A nacela é unida ao casco por cabos de suspensão presos a uma corda do invólucro. Esta nacela é uma viga reforçada de madeira ou metal na qual estão agrupados o pessoal e os dispositivos de pilotagem (motor, elevador e comandos do leme). A propulsão é fornecida por uma hélice no eixo da nacela ou por duas hélices laterais.
Por fim, no caso do dirigível semirrígido, o envelope é flexível, mas possui uma quilha rígida em sua base.
Para dirigíveis rígidos, cujo protótipo era o Zeppelin , o casco rígido é feito de liga leve, formada por grandes anéis unidos por vigas longitudinais. Cada extremidade é terminada por um cone, e a extremidade posterior, quanto mais afilada, carrega as empenagens, o profundor e os lemes. Esta moldura é coberta com lona impermeável e envernizada para reduzir a resistência ao movimento. O interior é dividido em fatias, sendo que cada uma delas é um balão cheio de hidrogênio. Este tipo é obviamente mais pesado que um aeróstato flexível do mesmo espaço aéreo, devido ao peso da estrutura, mas pode atingir velocidades mais elevadas, graças à solidez do seu casco, e transportar uma tonelagem superior, graças à possibilidade de construir grandes envelopes de capacidade (10.000 m 3 em 1900, 70.000 m 3 em 1924 e 200.000 m 3 em 1938).
EnvelopeO envelope desempenha funções diferentes dependendo do tipo de construção. É à prova d'água e garante a retenção de gases aerostáticos, no caso de dirigíveis flexíveis e semirrígidos.
Sua função também é dar ao balão uma forma de arrasto menos aerodinâmico em um determinado volume ou uma forma de menos arrasto em uma dada elevação aerodinâmica (formas lenticulares) se as especificações assim exigirem.
Certos tecidos permitem uma função de autopreenchimento dependendo do tamanho e tipo de fissura em função da pressão interna do balão.
Envelope de dirigíveis flexíveis e semirrígidosEm aeronaves contemporâneas, os envelopes têm de cumprir funções diferentes. É necessária uma boa retenção de hélio , bem como resistência à abrasão, rasgo, luz ultravioleta , mas também resistência ao envelhecimento e fungos. Eles também devem suportar a sobrepressão interna. Para combinar essas diferentes qualidades, o envelope é composto por várias camadas (pelo menos duas ou três) de filmes plásticos , cada um desempenhando uma função específica. Esses filmes são então unidos por um elastômero durante a laminação a quente, quando a soldagem direta é impossível (alguns filmes plásticos não são soldáveis). Em seguida, esses filmes laminados são cortados com laser , ou com outra máquina de controle numérico , de acordo com um perfil definido pela forma final a ser obtida. Finalmente, os vários ressaltos e juntas de reforço podem ser montados, usando soldagem de alta frequência , a soldagem por ultra-sônica ou colagem adesiva.
Dentre os filmes plásticos mais utilizados como componente básico, podemos encontrar o poliuretano ( termoplástico ) muito versátil, o poliéster utilizado por suas propriedades mecânicas, o álcool etileno vinílico (EVOH) pela sua impermeabilidade ao hélio. A camada externa pode ser de náilon ou fluoreto de polivinila . Em algumas aeronaves, podemos encontrar um filme aluminizado prateado, que reflete grande parte dos raios solares e impede o aquecimento dos raios infravermelhos através do envelope e sua expansão.
Se o aspecto estético do Zeppy Gold teve muitos sucessos publicitários, sua caixa com um filme aluminizado de ouro externo favorecia o infravermelho na caixa e um forte aquecimento do gás, tornando o balão difícil de pilotar.
Ele usa como gás:
Muitos tipos de motores acoplados a uma hélice já foram testados em aeronaves.
Geralmente, um número par de motores é instalado de forma a não ser submetido ao torque de giro das hélices e motores. O Zepplin NT usa três motores, um dos quais é dirigível em guinada para fornecer mais manobrabilidade.
Atualmente, a propulsão com motores elétricos está em estudo.
Propulsão humanaA propulsão humana foi usada várias vezes a bordo de pequenas aeronaves.
Em 1986, Luc Geiser e seu pai construíram o Zeppy , um dirigível movido a humanos .
Em 2018, Stephane Belgrand Rousson fez um voo livre de 20 minutos em Villefranche sur mer com um Zeppy.
Propulsão vélicaOs dirigíveis Zeppy 2 e 3 , Lithium-1000 e Aerosail se enquadram na categoria de veleiros aéreos que usam a tecnologia “dogfish” de Didier Costes . Eles usam a força do vento como meio de propulsão.
a grande superfície dos balões permite posicionar painéis solares no envelope para abastecer várias servidões.
As qualidades do dirigível são: