Como os balões controlam a altitude?

Um piloto dirigível tem três maneiras de ajustar o elevador:

1. Cada veículo mais leve que o ar precisa de algum lastro para ajustar seu peso. Isso pode ser areia, mas principalmente água é usada.

2. Um dirigível é apenas parcialmente preenchido com hélio. O envelope é esticado ao encher uma bolsa com ar, chamado de balonete . Se você pressionar um pouco mais de ar nessa bolsa, a densidade geral dos gases no envelope aumentará, enquanto o volume permanecerá praticamente constante. Isso permite um ajuste fino. Balonetes para frente e para trás permitem até mesmo aparar a atitude de inclinação.

3. Quando o dirigível se move, o ar fornece um pouco de elevação dinâmica ou força descendente, dependendo da atitude de inclinação e deflexão do elevador. Isso é um pouco complicado, porque os dirigíveis não são estáveis, e um comando de elevação levará a uma perda de altitude abaixo de uma velocidade crítica.

As balonetes neste desenho em corte de um dirigível da Goodyear são numeradas 2 e 4.

Em um dia calmo, a maior perturbação é, na verdade, o sol. Se o envelope for exposto à luz solar direta, ele será aquecido e o gás interno também será aquecido, fazendo com que o balão se levante. Se o sol estiver coberto por uma nuvem, o gás esfria e perde alguma sustentação. Em dias parcialmente nublados, não é fácil manter a mesma altitude!

Outra ameaça é um gradiente de temperatura atmosférica instável. Pilotos de planadores adoram isso, porque isso lhes dará strongs térmicas, mas o gás dentro do dirigível se comportará de maneira semelhante àquela bolha de gás mais quente que causa térmicas. Quando a aeronave sobe, o gás interno esfria menos rápido que o ar ao redor, e a aeronave se ergue quando sobe. Fica muito ruim na descida: agora o gás também se aquece menos rapidamente, e a aeronave perde força quando desce. O piloto do dirigível precisa derrubar algum lastro ou criar um elevador mais dinâmico, ou seu veículo irá bater no chão.

Dirigíveis de longo alcance como o LZ-127 usaram uma mistura de gases de hidrocarbonetos como combustível. Essa mistura (chamada de Blaugas ) foi balanceada para ser tão pesada quanto o ar e encheu algumas das células de gás dentro do envelope. O combustível consumido seria deslocado por ar, portanto, nenhum ajuste de elevação era necessário em uma longa viagem.

Dentro do dirigível estão balonetes que estão cheias de ar. Estes podem ser facilmente insuflados com o compressor e desinsuflados para a atmosfera externa sem desperdiçar o precioso gás de elevação, especialmente nos novos projetos em que o gás de levantamento é geralmente um hélio seguro, mas caro.

Em navios não rígidos e semi-rígidos, as balonetes estão dentro da célula de gás. Em navios rígidos, as balonetes estavam entre as células de gás e estavam junto com elas constrangidas pela camada externa.

Normalmente, há pelo menos duas balonetes, para frente e para trás, para fornecer controle de arremesso.

Quanto ao controle de altitude, os dirigíveis são realmente estáveis em altitude. À medida que o navio sobe, o casco não permite que o gás se expanda tão rápido quanto a pressão externa diminui, reduzindo a flutuabilidade. É claro que quando o combustível é queimado, o peso diminui e a pressão precisa ser ajustada de acordo para manter a altitude. Muitos dirigíveis também têm motores giratórios que permitem um impulso adicional para cima ou para baixo.