Dirigible

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Dirigibles

Un dirigible es un aerostato autopropulsado y con capacidad de maniobra para ser manejado como una aeronave. La sustentación aerostática se logra mediante depósitos llenos de un gas de menor densidad a la atmósfera circundante. Difiere de la sustentación aerodinámica, obtenida mediante el movimiento rápido de un perfil alar, como en el ala de un aeroplano o las aspas de un helicóptero.
Fue el primer artefacto volador capaz de ser controlado en un vuelo largo. Su uso principal ocurrió aproximadamente entre 1900 y la década de 1930: para disminuir paulatinamente cuando sus capacidades fueron superadas por la de los aeroplanos, y además, después de sufrir varios accidentes de relevancia, el más notable de los cuales fue sin duda el incendio del Hindenburg. Actualmente se los utiliza en una serie de aplicaciones secundarias, especialmente publicidad.

Terminología a emplear

En los países de habla inglesa se utiliza el término "airship" (lit. aerobote, transporte aéreo), mientras que para aeronaves se utiliza aircraft (lit. aeronave). La denominación original de los aerostatos autopropulsados fue "globo dirigible", aunque con el tiempo se dejó de utilizar el término "globo".
Zeppelin es una marca comercial, que hace referencia a los dirigibles fabricados por la compañía Zeppelin en Alemania. Los aerostatos son, en cambio, aparatos voladores que generalmente dependen de las corrientes de aire para moverse, aunque el movimiento vertical puede controlarse incorporando calor al gas contenido o maniobrando con lastre.

Cálculo de los dirigibles

Principio de Arquímedes

De acuerdo al principio de Arquímedes, todo cuerpo sumergido en un fluido recibe una fuerza de abajo hacia arriba equivalente al peso del fluido desplazado. Resulta obvio que el dirigible, un cuerpo inmerso en la mezcla de gases llamada aire, recibirá una fuerza ascensional resultante (P) equivalente al peso de aire ocupado por su volumen (V), menos el peso de su estructura y su carga (Q);
Siendo γ el peso específico del gas utilizado para llenar los depósitos del dirigible, y Γ el del aire, entonces:

Tipos de dirigible

• Dirigible rígido: se caracterizan por poseer una estructura rígida que sostiene múltiples celdas o globos de gas no presurizado, por lo tanto, no dependen de la presión interna del gas para mantener su forma. Ejemplo: los Zeppelin.
• Dirigible no rígido: utilizan presión del gas interno para retener su forma. Pueden ser globos de observación, balizamiento o exploración que se diferencian de los aerostatos por la posibilidad de dirigir su movimiento horizontal, ya sea mediante hélices u otros mecanismos.
• Dirigible semi rígido: requieren una presión interna generalmente menor, ya que incluyen estructuras bajo el globo que permiten distribuir las cargas. El uso ha sido similar al de los dirigibles no rígidos.
• Dirigibles con membrana metálica: reúnen las características de los dirigibles rígidos y de los no rígidos, mediante la utilización de una envoltura metálica muy fina en lugar de tela plastificada. Solo se han construido dos dirigibles de este tipo: el dirigible de Schwarz de 1897 y el ZMC-2.
• Dirigibles híbridos: con este nombre se designan los aparatos que combinan características de las aeronaves (más pesadas que el aire atmosférico) con tecnologías de disminución del peso. Ejemplos de esto son algunos experimentos de híbridos helicóptero-dirigible, probados para la carga en crucero de largo alcance. Debe hacerse notar que la mayoría de los dirigibles son más pesados que el aire cuando están a plena carga, por lo que deben usar sus sistemas de propulsión y forma aerodinámica para lograr la sustentación. Esta circunstancia los convierte técnicamente en artefactos híbridos. Sin embargo la tipología concreta se refiere a aquellos que obtienen una parte significativa de su sustentación gracias a los perfiles alares, y requieren generalmente una importante fuerza de despegue.

Sustentación

En los primeros tiempos de los dirigibles el principal gas de sustentación utilizado fue el hidrógeno, en cambio en Estados Unidos se usó helio. Es más, hasta 1950 se continuó utilizando el hidrógeno en todo el mundo por diversas razones: menor densidad que el helio,1 incapacidad para obtenerlo fuera de norteamérica (hasta ese momento único productor) y además por cuestiones económicas, al ser mayor el precio del helio.
El hidrógeno es extremadamente inflamable, característica que causó el desastre del Hindenburg, así como otros accidentes (si bien hay teorías recientes que exculpan al hidrógeno de la causa de ese desastre -ver más abajo-). La sustentación que provee el hidrógeno es sin embargo sólo un 8% mayor que la del helio.2 Con el tiempo, el balance entre coste y seguridad se ha inclinado definitivamente por el uso del helio.
Los dirigibles norteamericanos se llenaban con helio desde la década de 1920, y los artefactos modernos tienen prohibido por ley llenarse con hidrógeno. A pesar de ello, algunos pequeños dirigibles experimentales, usan todavía hidrógeno.
Algunos aparatos pequeños, llamados dirigibles térmicos, se llenan con aire caliente de forma similar a los aerostatos.
Entre los gases disponibles más ligeros que el aire,3 la mayoría4 de ellos son tóxicos, inflamables, corrosivos, o con varias de estas características a la vez. Las excepciones son el helio, el neón y el vapor de agua.
Tanto el metano como el amoníaco se han utilizado puntualmente en globos experimentales. Y también se ha usado de forma aislada el vapor de agua en los dirigibles.

Fuentes

• enciclopedia de aviación año 2003
  
• www.hotairship.com