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Grupo nº12
Adriana Silva, nº78545 David Santos, nº78524 José Rodrigues, nº78145
Luís Bernardo, nº78267 Marta Marques, nº78289
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Balões e Dirigíveis
Mestrado Integrado em Engenharia Aerospacial
Seminário Aeroespacial II
Assuntos a abordar
1. Noções Históricas
2. Princípios básicos de sustentação
3. Balões
4. Dirigíveis
5. Futuro
4/15/2015 Instituto Superior Técnico
1.1 Balões
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Bartolomeu de Gusmão(1685-1724):
• Primeiro balão de ar quente, a Passarola.
1. Noções Históricas
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Joseph (1740-1810) e Jacques (1745-1799):
• 1783 – Primeiro voo de balão tripulado.
1. Noções Históricas
1.1 Balões
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Jacques Charles (1746-1823):
• 1783 – Primeiras experiências com balões de
hidrogénio.
1. Noções Históricas
1.1 Balões
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Henri Giffard
• Charles Renard e Arthur C. Krebs
• Alberto Santos Dumont
1. Noções Históricas
1.2 Dirigíveis
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Henri Giffard – Introdução da máquina a vapor.
1. Noções Históricas
1.2 Dirigíveis
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Charles Renard e Arthur C. Krebs - Utilização
do motor eléctrico, em 1884, no dirigível La
France.
1. Noções Históricas
1.2 Dirigíveis
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Alberto Santos Dumont – Introdução do motor
de explosão, em 1898, no dirigível Nº1.
1. Noções Históricas
1.2 Dirigíveis
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Ferdinand Von Zeppelin (1838-1917):
• Zepellin (1900) - 1º Dirigível com capacidade de
transporte de passageiros.
• Luftschiffbau Zeppelin - 1ª Companhia Aérea.
1. Noções Históricas
1.2 Dirigíveis
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• 1929 – Volta ao Mundo no LZ 127 Graf Zeppelin.
• 1937 – Desastre de Hindenburg, no LZ 129
Hindenburg.
1. Noções Históricas
1.2 Dirigíveis
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
2. Princípios básicos de sustentação
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Estrutura Principal:
• Envelope
Tipos:
• Balões de Ar Quente
• Balões de Gás
• Balões de Rozier
3. Balões
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
3. Balões
3.1 Balões de Ar Quente
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Algumas propriedades:
• Envelope de tecido de nylon,
em forma de lágrima invertida
• Combustível: Propano Líquido
• 2 a 4 Queimadores
• Altitude máxima de 20Km
3. Balões
3.1 Balões de Ar Quente
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
3. Balões
3.2 Balões de Gás
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Gás Utilizado:
• Hélio
• Hidrogénio
São balões de grande altitude.
Estratosfera: 15 km – 50 km
3. Balões
3.2 Balões de Gás
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
Introdução
Balões de Ar
Quente
Balões de Gás
Balões de Rozier
Balonismo e outras
atividades
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
3. Balões – Balões de GásFotografia tirada a 35 km de altitude pelo balão Horus 7.
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
3. Balões
3.2 Balões de Gás
Utilizações:
• Aplicações científicas
e tecnológicas
Custo
Ponto de lançamento
Plataforma estável
Estudo limitado
Falta de controlo
Vantagens e Desvantagens:
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
3. Balões
3.2 Balões de Gás
Altitude
Carga
Tempo de Voo
Considerações de projecto:
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
3. Balões
3.3 Balões de Rozier
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Combinam vantagens dos…
• Usados principalmente em voos de longa
duração.
3. Balões
3.3 Balões de Rozier
• Ascensão controlada Balões de ar
quente
• Duração do vooBalões de gás
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
3. Balões
3.4 Balonismo e outros Hobbys
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Balões de Ar Quente (Balonismo):
• Competições
• Encontros
• Turismo
3. Balões
3.4 Balonismo e outros Hobbys
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Balões de Gás:
• Perspectiva mais educativa e de investigação amadora.
3. Balões
3.4 Balonismo e outros Hobbys
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
4. Dirigíveis
4.1 Componentes
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Sujeito a grandes tensões
• Condicionado pela aerodinâmica
4. Dirigíveis
4.1 Componentes
Envelope
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Gás Densidade(Kg/m3)
Ar 1.205
Hélium 0.1664
Hidrogénio 0.0899
• Armazenado no envelope
• Responsável pela baixa densidade da aeronave
4. Dirigíveis
4.1 Componentes
Gás de Elevação
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Transporte de cargas e passageiros
4. Dirigíveis
4.1 Componentes
Gôndola
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Propulsão vertical - Controlo fino de altitude
• Propulsão horizontal - Mudanças de direcção
4. Dirigíveis
4.1 Componentes
Motores
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Lemes e elevadores
• Permitem estabilidade dinâmica e direcionamento
4. Dirigíveis
4.1 Componentes
Superfícies de Controlo
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Não-Rígidos
Semi-Rígidos
Rígidos
4. Dirigíveis
4.2 Tipos de dirigíveis
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Estrutura interna rígida
• Bolsas de gás
• Forma independente da
pressão dos gases
Dirigíveis Rígidos
4. Dirigíveis
4.2 Tipos de dirigíveis
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
4. Dirigíveis
4.2 Tipos de dirigíveis
Dirigíveis Rígidos
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
1920’s
1950’s
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Dirigíveis Não-Rígidos
4. Dirigíveis
4.2 Tipos de dirigíveis
• Envelope com o gás
• Gôndola suspensa
• Bolsas de ar
• Forma depende da
pressão dos gases
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Aplicações:
• Marketing
• Forças armadas
4. Dirigíveis
4.2 Tipos de dirigíveis
Dirigíveis Não-Rígidos
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Rígidos
Grandes dimensões
Mais resistentes
Elevado custo de fabrico montagem
Peso bem determinado
Não-Rígidos
Simplicidade no fabrico
Mais vulneráveis
4. Dirigíveis
4.2 Tipos de dirigíveis
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
• Combinam vantagens dos…
Dirigíveis Semi-Rígidos
4. Dirigíveis
4.2 Tipos de dirigíveis
• Forma dependente dos gases no envelope
Não-Rígidos
• Estrutura rígida - quilha Rígidos
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Exemplo…
Dirigíveis Semi-Rígidos
Norge of Polar Explorer
(1926)
4. Dirigíveis
4.2 Tipos de dirigíveis
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
Finais
séc. XIX1930’s
1997
Zeppelin NT
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
4. Dirigíveis
4.3 Funcionamento
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
Deslocamento na vertical
1 Motor
Elevadores
Gases no envelope
Bolsas de ar
Deslocamento na horizontal
2 Motores
Lemes
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
4. Dirigíveis
4.3 Funcionamento
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
1ª Guerra Mundial:
• Vigilância
• Seleção de alvos
• Bombardeamento
• Escolta de navios
Até 1937:
• Transporte de
passageiros
2ª Guerra Mundial:
• Retirou-se o
bombardeamento
4. Dirigíveis
4.4 Utilização
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Atualidade:
• Passeios turísticos
• Publicidade
• Plataformas televisivas
• Vigilância militar
4. Dirigíveis
4.4 Utilização
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Novos Projetos
AIRLANDER
Project Loon
5. Futuro
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
5.1 AIRLANDER
5. Futuro
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
5.1 AIRLANDER
5. Futuro
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
5.1 Project Loon
5. Futuro
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Project Loon:
• Desenvolvido pela Google
• Conjunto de balões estratosféricos a viajar na atmosfera
Objetivos:
• Fornecer internet a
áreas rurais e isoladas
• Estabelecer as
comunicações em caso
de desastre natural
5.1 Project Loon
5. Futuro
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
14-04-2015 Instituto Superior Técnico
Características e funcionamento:
• Viajam a cerca de 20 km de altitude
• Autonomia de 100 dias
• O sinal de internet é recebido por antenas próprias no solo
5.1 Project Loon
5. Futuro
NOÇÕES
HISTÓRICAS
PRINCÍPIOS
DE IMPULSÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
NOÇÕES
HISTÓRICAS
SUSTENTAÇÃO
BALÕES
DIRIGÍVEIS
FUTURO
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