2.1. Классификация воздушных судов по удельному весу
По своему удельному весу воздушные суда условно можно разделить на две группы — воздушные суда легче воздуха (англ. aerostats) и воздушные суда тяжелее воздуха (англ. aerodynes). Разница между ними заключается в том, что воздушные суда легче воздуха способны самостоятельно подняться в воздух без помощи дополнительной силовой установки, в отличие от воздушных судов тяжелее воздуха. Данная классификация не является официальной и приводится как одна из возможных и часто употребимых.
2.1.1. Легче воздуха
Воздушные суда легче воздуха отличаются тем, что для подъёма в воздух используют аэростатические силы, основанные на законе Архимеда, согласно которому тело меньшей плотности будет всплывать в среде большей плотности до тех пор, пока не начнёт плавать (то есть пока плотности тела и среды не будут равны). Поскольку при удалении от поверхности земли плотность атмосферы падает, подъемная сила такого летательного аппарата при наборе высоты также уменьшается.
В соответствии с Приказом Министра обороны РФ № 136, Минтранса РФ № 42, Росавиакосмоса № 51 от 31.03.2002 «Об утверждении Федеральных авиационных правил полетов в воздушном пространстве Российской Федерации» для воздушных судов легче воздуха даны следующие определения:
Аэростат — летательный аппарат, подъемная сила которого основана на аэростатическом или одновременно аэростатическом и аэродинамическом принципах;(рис.1)
Дирижабль — аэростат, перемещающийся в атмосфере при помощи силовой установки и управляемый по высоте, направлению, скорости, дальности и продолжительности полета.(рис.2)
Конструкция аэростатов обычно характеризуется наличием оболочки с заключенным в ней газом, плотность которого ниже плотности атмосферного воздуха. Это может быть газ легче воздуха — такой как водород, гелий, метан и другие — либо непосредственно сам воздух в нагретом состоянии.
В соответствии с Приказом Минтранса РФ от 17.04.2003 № 118 «Об утверждении Федеральных авиационных правил „Положение о порядке допуска к эксплуатации единичных экземпляров воздушных судов авиации общего назначения“» выделяются следующие группы аэростатов (ЕЭ АВС — «единичный экземпляр аэростатического воздушного судна»):
ЕЭ АВС газонаполненный — аэростат, дирижабль, в котором подъемную силу создаёт газ легче воздуха;
ЕЭ АВС тепловой — аэростат, дирижабль, в котором подъемную силу создает нагретый воздух;
ЕЭ АВС комбинированный — аэростат, дирижабль, в котором подъемная сила создается как газом легче воздуха, так и подогревом несущего газа.
Несмотря на то, что конструктивно дирижабли являются «усовершенствованными аэростатами», удельный вес некоторых из них тяжелее воздуха, — они имеют отрицательную плавучесть («тонут») и недостаток аэростатической подъёмной силы компенсируют тягой своих двигателей. В связи с этим выделяется особая группа — гибридные дирижабли — они сочетают в себе свойства аэростата (наличие аэростатической силы за счёт газа в оболочке), вертолёта (дополнительная подъёмная сила при вертикальном взлёте создаётся при помощи несущих винтов) и самолёта (дополнительная аэродинамическая подъёмная сила во время горизонтального полёта создаётся за счёт неподвижного крыла). Данный вид воздушных судов имеет определённые преимущества перед обычными дирижаблями, однако первый гибридный дирижабль был запатентован лишь в 1987 году.