Размерно-массовая модель аэростатного зонда

Геометрические характеристики АЗ, такие как характерный размер, характерная площадь, форма остаются постоянными во время спуска в атмосфере. Геометрические характеристики аэростатной оболочки являются функцией выпущенного в оболочку газа, его температуры и давления, избыточного давления, жесткостной характеристики оболочки, потерь газа в результате диффузии и утечек. Представление размерно-массовых   характеристик базируется на условии выполнения аэростата

,

где  – масса, температура и молекулярная масса рабочего тела (подъемного газа);

 – давление атмосферы;

 – универсальная газовая постоянная.

Для выполнения аэростата с растяжимой оболочкой полагается линейная зависимость объема аэростата  от избыточного давления , текущие значения которых определяются из решения следующей системы уравнений:

, ,

где b – коэффициент, учитывающий жесткостные характеристики оболочки. Его значение определялось по данным эксперимента

 м³/Па.

Предполагается, что невыполненный аэростат имеет сферическую форму, а его объем определяется из первого уравнения системы при DP = 0.

Масса подъемного газа  в аэростате является линейной функцией времени,

,

где  – начальная масса подъемного  газа;

– экспериментальный коэффициент потерь подъемного газа в результате диффузии и утечек.

При проведении проектных расчетов по продолжительности дрейфа АЗ целесообразно разделить утечки и диффузию подъемного газа через материал оболочки, так как механизм их действия различен.