sexta-feira, 15 de junho de 2012

A ciência por trás dos invólucros e válvulas dos dirigíveis de Santos=Dumont


Santos=Dumont usou a força ascensional de hidrogênio em quase todos os seus dirigíveis. Ao contrário de balões modernos que fazem uso de ar quente, os invólucros de hidrogênio eram selados e à pressão interna era controlada através de válvulas.


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A tecnologia de balões de gás é bastante antiga, esta ilustração do final do século 19 mostra Jacques Charles realizando uma experiência com o primeiro balão de gás hidrogênio, em agosto, 27 de 1783, no Champ de Mars, em Paris.

O sistema para obter hidrogênio foi inventado pelo balonista e fabricante francês Gabriel Yon (1835-1894). Consistia em colocar um pouco de limalha de ferro em ácido sulfúrico diluído em duas cubas de grandes dimensões. Bolhas de hidrogênio eram formadas e  bombeadas por tubos através da água para limpá-las de impurezas. E por fim eram armazenados em tanques de aço sob pressão.

A associação de invólucro de hidrogênio e motores a explosão de gasolina era muito perigosa, dezenas de dirigíveis explodiram ou foram queimados nos anos que seguiram, o mais famoso deles foi o desastre do Hindenburgque que ocorreu no dia 6 de maio de 1937, com o dirigível alemão de passageiros LZ 129 Hindenburg,  pegou fogo e foi destruído durante a sua tentativa de aterrar na Estação Aero-Naval Lakehurst matando 35 pessoas.

Esta videografia de alta velocidade em mil quadros por segundo torna possível observar em detalhe a seqüência de eventos após um balão ter sido queimado com um fósforo. 
Santos=Dumont fez uso da tecnologia disponível na época para criar dirigíveis muito seguros em relação ao anti-inflamabilidade e o invólucro mais perfeito foi usado em seu Dirigível Número 6.

Como observado em vários acidentes que aconteceram antes da conquista do prêmio Deutsch, Dumont sabia que o invólucro não poderia ser muito longo, pois corria o risco de dobrar-se ao meio, como aconteceu com seus dirigíveis numero 1 e 2. Ele também sabia que deveria tomar um cuidado muito especial com a expansão e contração do hidrogênio em diferentes altitudes, como aconteceu com Augusto Severo.

Augusto Severo era um parlamentar brasileiro que dedicou sua vida a dirigíveis, ele morreu tragicamente em 12 de maio de 1902, quando fazia manobras com seu dirigível chamado Pax, em Paris. Quinze minutos após sua decolagem do Parque Vaugirand o invólucro rígido rompeu-se devido à expansão de hidrogênio em meio a atmosfera rarefeita liberando hidrogênio diretamente sobre o motor de combustão interna e causou uma enorme explosão, destroços em chamas caíram sobre a Avenue du Maine, causando alvoroço na da cidade.
No quadro acima a Figura 1 mostra uma fuga súbita de hidrogênio e na figura 2, o ventilador é usado para insuflar o balonete interno e evitar a dobra invólucro ao meio.
No gráfico acima, podemos ver na Figura 1, o Dirigível Santos=Dumont Número 6 subiu muito, a atmosfera rarefeita fez a pressão no interior do invólucro aumentar. Na figura 2 a válvula de segurança abre automaticamente para impedir o colapso do invólucro.
No gráfico acima, vemos na Figura 1 Santos=Dumont decide voluntariamente esvaziar o invólucro. na Figura 2, ele liga a ventoinha para inflar o balonete para evitar a dobra invólucro ao meio.
Santos=Dumont sabia como compensar as variações de pressão por meio  de válvulas de segurança que funcionavam automaticamente, deixando escapar o gás quando a pressão aumentava significativamente e fechava automaticamente quando a pressão voltava ao normal. Válvulas manuais e um balonete interno inflável era inflado com uma ventoinha e esvaziado diretamente de sua nascele.

Ele também tinha um grande cuidado com o seu invólucro, exigia que fosse sempre bem costurado e envernizado para evitar vazamentos, acima vemos Santos Dumont na sede das oficinas de Lachambre & Machuron supervisionando a confecção de seu envelope. Ele também fazia questão de manter o balão longe o suficiente do tubo de escape do motor, que poderia queimar o delicado invólucro feito de seda japonesa.

3 comentários:

Fausto Angelo Dædaluz disse...
Este comentário foi removido pelo autor.
Fausto Angelo Dædaluz disse...

O balonete interno não tem simplesmente a função de manter constante a pressão sobre o invólucro externo, mas funciona exatamente como a bexiga natatória de um peixe. Aliás os blimps, peixes e submarinos funcionam de forma similar, como não existem seres mais leves que o ar (a não ser que existam "fantasmas"), os blimps foram inspirados nos mais leves que a água, a bexiga natatória dos mesmos equilibra a densidade de seus corpos com o meio externo, os submarinos possuem reservatórios que se inundam da substância do meio externo, os peixes variam o volume da bexiga natatória para equilibrar a densidade, os blimps variam o volume de ar no balonete interno não só para manter a rigidez, mas também para variar a densidade do mesmo, pode-se em conjunto sacrificar o gás através das válvulas de segurança. Utilizando em conjunto o "guide rope" (que nada mais é que uma corda pendente), que quanto mais toca o solo mais leve fica o blimp até estabilizar a densidade com o meio externo e manter o voo horizontal, o "guide rope" também pode ser usado como "freio" de aterrissagem.

Luiz Pagano disse...

Complemento muito válido Fausto, grato por sua participação!!!