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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

14-04-2015 Instituto Superior Técnico

1. Noções Históricas

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

3. Balões

14-04-2015 Instituto Superior Técnico

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

4. Dirigíveis

14-04-2015 Instituto Superior Técnico

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

5. 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

Conclusão

14-04-2015 Instituto Superior Técnico

DÚVIDAS?