Ballon dirigeable souple à masse de gaz constante (hélium) ayant un volume total d'enveloppe constant, équipé de ballonnets Air

Calculateur de gonflage

proposé par Marcel Délèze et Stephane Rousson

Version 3a

Avertissement: ce programme est en construction. Il ne doit pas être utilisé pour un gonflage réel. Mais c'est avec plaisir que nous recueillons les résultats d'expériences.

Exemple introductif

Pour un ballon de volume total Venveloppe = 250 m3, si vous décidez que le rapport des volumes «hélium/total» est de VHe/Venveloppe = 0.8, l'objectif est que, à la fin du gonflage, l'enveloppe contienne 200 m3 d'hélium et les ballonnets 50 m3 d'air, pour des conditions atmosphériques standard.

Les 200 m3 d'hélium aux conditions atmosphériques standard représentent une quantité d'hélium bien définie qui correspond à une diminution de pression dans le réservoir pressurisé. Le calculateur détermine la pression du réservoir pressurisé à laquelle le gonflage est terminé. La procédure est indépendante des conditions atmosphériques du jour du gonflage.

Regonflage

Afin que le rapport des volumes «hélium/total» demeure compris entre 0.7 et 0.8, il est conseillé de gonfler le ballon à 0.8 et de procéder à un regonflage dès que le rapport est retombé à 0.7

Cette règle générale doit être adaptée à chaque ballon dirigeable particulier. Consulter le carnet du constructeur pour y relever les valeurs minimale et maximale du rapport des volumes «hélium/total».

Caractéristiques du ballon dirigeable

Volume total de l'enveloppe:  Venveloppe =    m3

Surpression d'utilisation de l'hélium par rapport à l'atmosphère:  psu =   pascals

Donnée facultative

Volume maximal des ballonnets:  Vmax ballonnets =   m3

Le volume maximal des ballonnets n'est pas indispensable au calculateur de gonflage, mais permet de calculer une information intéressante: le taux de remplissage des ballonnets (aux conditions atmosphériques standard) qui sera atteint à la fin du gonflage.

Valeur cible, caractéristique du gonflage souhaité

Le rapport des volumes «hélium/total» aux conditions atmosphériques standard caractérise le gonflage, car on en déduit immédiatement la quantité d'hélium que doit contenir l'enveloppe.

Cette valeur, usuellement comprise entre 0.7 et 0.8, peut aussi être donnée sous la forme d'un quotient, par exemple 200/250 ; consulter le carnet du constructeur et introduire ici la valeur maximale conseillée.

Rapport des volumes «hélium/total» aux conditions atmosphériques standard:  VHe/Venveloppe =   (valeur conseillée = objectif à atteindre).

Rapport des volumes «(hélium résiduel)/total» aux conditions atmosphériques standard

Ce rapport est une mesure de la quantité d'hélium présente dans le ballon avant le gonflage.

  • Si le ballon est initialement vide, le rapport des volumes «(hélium résiduel)/total» est nul.
  • S'il s'agit d'un regonflage d'exploitation, le rapport des volumes «(hélium résiduel)/total» est déterminé par la «Pesée de l'hélium», c'est-à-dire la Mesure de la portance aérostatique pour évaluer le gonflage;
  • Si le ballon doit être rempli à partir de plusieurs réservoirs pressurisés mis en oeuvre successivement :
    • lorsqu'un réservoir est épuisé, prendre note de la valeur actualisée finale du rapport des volumes «hélium/total»;
    • relancer le «Calculateur de gonflage» et introduire cette valeur en tant que rapport des volumes «(hélium résiduel)/total» ci-dessous.

Rapport des volumes «(hélium résiduel)/total» aux conditions atmosphériques standard :  VHe résid/Venveloppe =  

État initial du réservoir pressurisé

Le réservoir contient de l'hélium sous pression à l'état gazeux. Le calculateur ne prend pas en charge l'hélium liquide.

Capacité du réservoir pressurisé:  Vréserv =    m3   (constant)

Pression intiale dans le réservoir pressurisé:  préserv début =    bar

Température intiale dans le réservoir pressurisé:  tréserv début =    °C

Modèle mathématique
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