Висвітлено історію розвитку керованого повітроплавання, розквіту та занепаду світового дирижаблебудування. Розглянуто різні типи конструкцій дирижаблів, наведено їх класифікацію. Проаналізовано особливості їх наземного обслуговування, описано операції їх причалювання та швартування, а також процедури навантаження-розвантаження вантажів. Визначено причини відродження дирижаблебудування.

Освещена история развития управляемого воздухоплавания, расцвета и упадка мирового дирижаблестроения. Рассмотрены разные типы конструкций дирижаблей, приведена их классификация. Проанализированы особенности их наземного обслуживания, описаны операции их причаливания и швартовки, а также процедуры погрузки-разгрузки грузов. Определены причины возрождения дирижаблестроения.

Досліджено концепції ручного й автоматичного керування відхиленням вектора тяги сучасного дирижабля шляхом моделювання динаміки руху апарата з використанням математичного апарата диференціальних перетворень.

13

Запропоновано підхід до моделювання руху та синтезу алгоритмів керування дирижаблем, які основані на диференціальних перетвореннях вихідної математичної моделі руху апарата. Можливість та ефективність застосування цього підходу продемонстровано під час моделювання руху дирижабля типу "Zeppelin NT" на етапі посадки.

Представлена математическая модель получения эпюр погонной нагрузки на стабилизатор и руль дирижабля по пространственной эпюре распределенной нагрузки на плоскость оперения.

Наведено результати порівняльної оцінки ефективності ручного та автоматичного керування відхиленням вектора тяги дирижабля середнього класу типу "Zeppelin NT" на етапі зльоту. Оцінено вплив вітрових збурень на злітні характеристики дирижабля, а також зліт аппарата з одним непрацюючим двигуном.

Представлена математическая модель получения эпюр погонной нагрузки на нервюры стабилизатора и руля дирижабля по пространственной эпюре распределенной нагрузки на плоскость оперения.

Сформульовано методологію розв'язання задачі керування рухом дирижабля середнього класу на базі диференціальних перетворень, яка дозволяє значно спростити та розв'язати задачу в області зображень з відсутнім неперервним аргументом. Розроблено спектральну модель динаміки повздовжнього керованого руху дирижабля, яка не включає функції часу та застосування якої спрощує розв'язання задачі синтезу алгоритмів керування в області диференціальних зображень. Запропоновано нову методику синтезу алгоритмів автоматичного керування рухом багаторежимного аеростатичного літального апарата, що не потребує чисельного інтегрування диференціальних рівнянь руху та допуску розв'язання в аналітичному вигляді. Розроблено новий алгоритм автоматичного керування відхиленням вектора тяги дирижабля середнього класу на етапі зльоту, застосування якого дозволяє підвищити ефективність керування апаратом на малих швидкостях польоту.

Создание воздухоплавательного транспорта (аэростатов и дирижаблей) было и остается одной из важных и сложных задач науки и техники. Одной из важнейших задач, которую необходимо решать при проектировании дирижабля, является задача динамики полёта.

Розглянуто технологію нового застосування сучасних дирижаблів в інтересах національної безпеки України.

Одними из перспективных типов развития дирижаблей являются летательные аппараты (ЛА) с аэростатической поддержкой (гибридные дирижабли) [1], использующие 2 принципа создания подъемной силы: аэродинамический и аэростатический. Они смогут вобрать в себя самые лучшие качества самолета (скорость), дирижабля (большую грузоподъемность и дальность полета), и вертолета (возможность осуществления короткого или вертикального взлета и посадки). Однако с появлением двух разных по принципу подъемных сил, аэродинамической и аэростатической, появляются соответственно две точки приложения этих сил (XF АД и XF АС). Расхождение центров приложения подъемных сил увеличивает потери на продольную балансировку ЛА. Основной задачей при этом является приведение координат XF АД и XF АC в одну точку с наименьшими потерями аэростатической подъемной силы. В процессе исследований определено рациональное положение аэродинамического фокуса по отношению к аэростатическому с точки зрения обеспечения продольной статической устойчивости ЛА. При этом расхождение между аэродинамическим и аэростатическим фокусами ЛА для всех исследуемых компоновок не превышает XF АД - XF АC - 2 %.

В последние годы ученые, конструкторы, специалисты различных отраслей уделяют пристальное внимание ЛА легче воздуха. Эти ЛА потребляют гораздо меньше топлива, чем самолеты и вертолеты одинаковой с ними грузоподъемности, способны транспортировать тяжелые крупногабаритные грузы на тысячи километров, совершать посадки на неподготовленные площадки или зависать на длительное время с грузом при проведении работ. Кроме того, они обеспечивают существенное повышение безопасности полета при их эксплуатации. Одним из перспективных типов развития дирижаблей являются ЛА с аэростатической поддержкой (гибридные дирижабли), использующие два принципа создания подъемной силы: аэродинамическую и аэростатическую. Они смогут вобрать в себя самые лучшие качества самолета, дирижабля, и вертолета.

Представлены результаты оптимизации управления отклонением вектора тяги дирижабля на этапе посадки. Синтез терминального управления проведен на основе многоэтапного метода дифференциальных преобразований с использованием полиномов Адомиана. Приведены описание примененного подхода, алгоритм синтеза многоэтапного терминального управления, результаты моделирования посадки дирижабля с синтезированным управлением.