Управляемый аэростатический летательный аппарат-кран

 

Изобретение относится к аэростатическим летательным аппаратам большой грузоподъемности и летательным кранам. Сущность изобретения: полужесткий комбинированный летательный аппарат-кран содержит дискообразный аэростатический корпус из верхней и нижней эластичных выпуклых оболочек, кромки которых закреплены на замкнутой в виде тора раме. Составной из секций тор соединен радиальными балками с образующим центральный отсек жестким трубчатым элементом, размещенным вдоль вертикальной оси аэростатического корпуса. На замкнутой раме аэростатического корпуса смонтированы носовой и кормовой с аэродинамическими средствами управления горизонтальные стабилизаторы, наклонные в вертикальной плоскости стойки опоры с механизмами раздвижки и возврата в исходное положение. Полость корпуса разделена наклонной газонепроницаемой мембраной на отсек газа легче воздуха и отсек термического балластирования. На горизонтальных стабилизаторах установлены силовые установки с изменяющимся вектором тяги. На внутренней подвеске в аэростатическом корпусе закреплено связанное с нижней эластичной выпуклой оболочкой нижним силовым кольцом с образующим грузовой отсек жестким соосным с трубчатым элементом стаканом. Гондола для экипажа смонтирована на нижнем силовом кольце, оснащенным устройством для подъема грузов и их фиксации. На аэростатическом корпусе смонтированы также причально-швартовое приспособление и шасси. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к полужестким летательным аппаратам, более точно к аэростатическим летательным аппаратам большой грузоподъемности и летающим кранам, в частности к полужестким комбинированным летательным аппаратам-кранам с термическим балластированием. Изобретение может быть реализовано как воздушное транспортное средство для транспортировки грузов большого веса, в том числе не подлежащих делению, а также как летающий кран для осуществления погрузочно-разгрузочных операций и строительно-монтажных работ. Кроме того) изобретение может быть использовано в качестве крана и специальной техники при ликвидации крупных аварий, стихийных бедствий и катастроф.

В современных условиях имеется необходимость осуществления транспортировки грузов большого веса, в том числе не подлежащих делению, в места малодоступные для других наземных, водных или воздушных транспортных средств. Достаточно часто возникает необходимость не только транспортировки, но и точной установки по месту транспортируемого груза. Ряд видов работ как раз состоит в точной установке груза или, по крайней мере, в значительной мере от нее зависит. Это строительно-монтажные работы, погрузочно-разгрузочные работы) в том числе в необорудованных местах. Существует также проблема ликвидации последствий стихийных бедствий, катастроф и аварий. Все эти работы, перечень которых является далеко не полным, требует наличия мобильных и надежных подъемно-транспортных средств достаточно большой автономности, обладающих высокими грузоподъемностью и весовой отдачей, универсальностью применения и достаточно низкой общей стоимостью, включающей как стоимость изготовления, так и эксплуатационные затраты. В последние десятилетия с этой целью широко используются вертолеты. Однако вертолеты как подъемно-транспортные средства обладают рядом существенных недостатков: вес поднимаемого и транспортируемого вертолетами груза ограничен десятками тонн, высокая цена потребления, недостаточная автономность.

Известен управляемый аэростатический летательный аппарат преимущественно для транспортировки и/или осуществления погрузочно разгрузочных операций с компактными грузами большого веса (Патент Франции N 2286754, кл, B 64 B 1/00, опубликованной 1976 г.), содержащий жесткий каркас шасси, заполненные газом легче воздуха мягкие баллоны, силовую установку, средства управления, приспособление для подъема и/или подвески груза, причально-швартовые устройства и гондолу управления. Данный летательный аппарат представляет собой управляемый аэростатический аппарат полужесткой системы с внешним по отношению к заполненным газом легче воздуха оболочкам-баллонам расположением жесткого каркаса-шасси. Каркас-шасси выполнен в виде пирамидальной конструкции, в своей нижней части оканчивающейся стойками-опорами. Конструкция каркаса-шасси позволяет осуществлять погрузочно-разгрузочные операции с компактными грузами большого веса. Наличие заполненных газом легче воздуха мягких баллонов, наряду с наличием силовой установки, средств управления и балластной системы позволяет, кроме того, осуществлять транспортировку груза. Вместе с тем, указанный летательный аппарат имеет ряд недостатков. Наличие массивного каркаса-шасси способствует улучшению свойств данной конструкции как крана, но, с другой стороны, понижает ее весовую отдачу как летательного аппарата. Наличие протяженных стоек и балок, а также множественность мягких аэростатических оболочек-баллонов в значительной мере снижают свойства летающего крана как летательного аппарата, а необходимость пополнения балласта ограничивает возможности использования в необорудованных местах.

Известны также проекты управляемых аэростатических летательных аппаратов жесткой системы, разработанные по программе "Атлас" /Новое в жизни, науке, Серия "Транспорт", N 11, 1977г. "Знание", Москва, Г.С.Нестеренко и др. "Современные аэростатические летательные аппараты, ее 56 и 57/, например, дирижабль "Titan", функцией которого является его использование в качестве летающего крана и для транспортировки и монтажа сверхтяжелых грузов. Дирижабль "Titan", как и другие дирижабли по программе "Атлас", имеет корпус дискообразной формы. Силовую основу корпуса этого дирижабля составляет жесткий каркас, состоящий из центральной балки, перегородок и силовых расчалок. При осуществлении погрузочно-разгрузочных и монтажных работ дирижабль "Titan" фиксируется посредством причальных тросов. Недостатками дирижабля "Titan" являются низкая весовая отдача, необходимость наличия балластной системы, высокая стоимость изготовления и эксплуатационные затраты, трудности базирования и длительного хранения на необорудованных площадках, а также невозможность осуществления погрузочно-разгрузочных работ с грузами, вес которых превосходит максимальный вес перевозимого по воздуху груза.

Наиболее близким по своей технической сущности как летательного аппарата является управляемый аэростатический летательный аппарат "Thermoskyship" /Итоги науки и техники, серия "Воздушный транспорт", том 18, М. ВИНИТИ, 1989, Г.Д.Аралов и др. "Использование современных аэростатических летательных аппаратов", сс 85 и 86/. Аэростатический летательный аппарат "Thermoskyship" представляет собой дирижабль жесткой системы с корпусом дискообразной формы и включает в себя систему термического балластирования. Силовую основу корпуса летательного аппарата составляет жесткий каркас, включающий в себя жесткий силовой центральный отсек, выполненный в виде правильной шестигранной фермы, жесткую силовую кольцевую периферийную ферму и жестко скрепляющие упомянутые центральный отсек и периферийную ферму, шесть ферм-перегородок, внешний контур летательного аппарата образован жесткими пространственными элементами правильной шестиугольной формы. Наружная оболочка выполнена из газонепроницаемого тканого материала. Газ легче воздуха размещен в баллонах. Имеется полость, заполненная нагретым газом. Силовая установка включает в себя турбовинтовые двигатели с изменяемым вектором тяги. В нижней части центрального отсека расположен грузовой отсек. Посадочные устройства выполнены в виде закрепленных на жестких фермах-перегородках шасси.

Недостатками управляемого аэростатического летательного аппарата "Thermoskyship", затрудняющими использование его в качестве летающего крана, являются относительно низкая весовая отдача дирижабля жесткой системы, недостаточная высота шасси, необходимость использования наземных швартовых приспособлений и невозможность точного жесткого закрепления на поверхности земли.

С помощью предлагаемого изобретения предполагается устранить или в значительной мере снизить отрицательное влияние вышеуказанных недостатков известных летательных аппаратов при использовании управляемого аэростатического летательного аппарата в качестве летающего крана и для транспортировки не подлежащих делению грузов большого веса.

Основной целью предлагаемого изобретения является создание летательного аппарата, включающего в свою конструкцию приспособление, позволяющее осуществлять надежную фиксацию летательного аппарата у поверхности земли над местом погрузки или разгрузки транспортируемого груза и устанавливать транспортируемый груз с большой степенью точности, а также осуществлять подъем грузов, имеющих вес большие, чем максимальный вес груза, транспортируемого этим летательным аппаратом-краном по воздуху.

Другой целью изобретения является создание транспортируемого по воздуху крана большой грузоподъемности для осуществления погрузочно-разгрузочных операций и строительно-монтажных работ.

Следующей целью предлагаемого изобретения является создание безбалластного управляемого аэростатического летательного аппарата-крана, обладающего достаточно большими автономностью и дальностью полета и высокой весовой отдачей, способного осуществлять погрузочно-разгрузочные работы в необорудованных местах, в том числе при ликвидации последствий крупных аварий, катастроф и стихийных бедствий.

Еще одной целью предлагаемого изобретения является создание аэростатического летательного аппарата, способного осуществлять посадку на необорудованные площадки, а также длительные стоянки и хранение на необорудованных для этого площадках.

Поставленные цели достигаются тем, что в полужесткий комбинированный летательный аппарат-кран, содержащий дискообразный аэростатический корпус из верхней и нижней эластичных выпуклых оболочек, кромки которых закреплены на замкнутой по периметру раме из контактирующих торцами секций, связанной жесткими радиальными балками с образующим центральный отсек жестким трубчатым элементом, размещенным вдоль вертикальной оси аэростатического корпуса, полость которого разделена перегородкой на отсек газа легче воздуха с баллонами, заполненными последним, и расположенный под ним отсек термического балластирования, силовые установки с изменяющимся вектором тяги, гондолу для экипажа с системой управления, шасси, устройства для подъема грузов и их фиксации, и причально-швартовое приспособление, снабжен смонтированными на замкнутой раме горизонтальными носовым и кормовым с аэродинамическими средствами управления стабилизаторами и, по меньшей мере, тремя расположенными под углом в 15 30^o к вертикальной оси аэростатического корпуса убирающимися стойками опорами с механизмами выпуска и возврата в исходное положение и замками-фиксаторами их заданного положения, верхняя и нижняя выпуклые оболочки выполнены с верхним, закрепленным на торце трубчатого элемента, и нижним с образующим грузовой отсек стаканом силовыми кольцами, перегородка в виде наклонной газонепроницаемой мембраны, внешняя и внутренняя кромки которой закреплены на замкнутой раме и нижнем силовом кольце, соединенном посредством продольно жестких элементов регулируемой длины с замкнутой рамой, при этом двигатели силовых установок установлены на горизонтальных стабилизаторах, а стакан нижнего силового кольца дополнительно соединен посредством продольно-жестких элементов регулируемой длины с жестким трубчатым элементов, высота которого не превышает половину высоты аэростатического корпуса, равную 0,25 0,5 его диаметра, причем максимальная длина каждой стойки-опоры превышает половину высоты аэростатического корпуса.

Кроме того, рама может быть выполнена в виде тора, со связанным с ним стойками обтекателем, каждая стойка-опора телескопической, механизм ее выпуска пневматическим, механизм возврата в виде лебедки) при этом она имеет на своем нижнем конце шарнирно установленный башмак, при этом каждая стойка опора может быть снабжена растяжками в виде продольно-жестких элементов регулируемой длины, закрепленных внешними концами на нижних частях стоек опор, а верхними концами связаны с лебедками, смонтированными на замкнутой раме.

Следует отметить также, что отсек термического балластирования может быть снабжен приспособлениями подачи и выпуска горячих газов и забортного воздуха, а отсек газа легче воздуха приспособлениями для впуска и выпуска воздуха, при этом устройство для подъема и фиксации грузов выполнено в виде закрепленных на стенке жесткого стакана лебедок, на концах тросов которых закреплены грузозахватные приспособления, и закрепленных на замкнутой раме тросов растяжек.

Необходимо также отметить, что аэродинамические средства управления могут быть выполнены в виде горизонтальных и вертикальных рулей.

На фиг. 1 изображен общий вид полужесткого комбинированного летательного аппарата-крана; на фиг. 2 то же, горизонтальный разрез; на фиг. 3 - полужесткий комбинированный летательный аппарат-кран в рабочем положении с выпущенными стойками опорами; на фиг.4 то же, в нерабочем положении на стоянке; на фиг. 5 жесткий каркас аэростатического корпуса полужесткого комбинированного летательного аппарата-крана; на фиг. 6 узел I на фиг. 4; на фиг. 7 узел II на фиг. 6.

Полужесткий комбинированный летательный аппарат-кран представляет собой аэростатический летательный аппарат с корпусом дискообразной формы, высота которого составляет 0,25 0,5 от его диаметра.

Силовую основу аэростатического корпуса летательного аппарата-крана составляет замкнутая рама 1, расположенный в верхней части корпуса коаксиально замкнутой раме 1 жесткий трубчатый элемент 2, не менее трех радиальных балок 3 и не менее трех стоек-опор 4. Предпочтительным вариантом выполнения замкнутой рамы 1 является изготовление ее в виде тора из композитных материалов и обтекателя 5, связанного с ним стойками 6. С целью получения возможности замены фрагментов выполненной в виде тора замкнутой рамы 1 она изготовлена секционной. Секции 7 замкнутой рамы 1 тора скреплены друг с другом при помощи клее-болтовых соединений. Жесткий трубчатый элемент 2 выполнен в форме полого цилиндра или многогранной призмы и имеет каркас /на чертеже условно не показан/. На верхнем торце жесткого трубчатого элемента 2 закреплено верхнее силовое кольцо 8. Замкнутая рама 1 и жесткий трубчатый элемент 2 жестко скреплены друг с другом радиальными балками 3. Стойки-опоры 4 закреплены на замкнутой раме 1 и радиальных балках 3 под углом, выбранным в пределах от 15 до 30 градусов, относительно вертикальной оси аэростатического корпуса летательного аппарата-крана.

Стойки-опоры 4 снабжены механизмами для их выпуска и убирания и замками фиксации стоек-опор 4 /на чертеже условно не показаны/ в выпущенном, убранном и промежуточных положениях. Стойки-опоры 4 выполнены телескопическими, состоящими не менее, чем из трех секций 9. Верхние концы секций 9 стоек-опор 4 заглушены и оснащены клапанами. Каждая телескопическая стойка-опора 4 снабжена пневматическим приспособлением / на чертеже условно не показано / для приведения ее в выпущенное положение и приспособлением /на чертеже условно не показано / для приведения стойки-опоры 4 в убранное положение. Механизмы для приведения стоек-опор 4 в убранное положение выполнены в виде установленных на внешних секциях 9 стоек-опор 4 лебедок и закрепленных на них одними концами тросов. Согласно одному варианту выполнения механизма для приведения стоек-опор 4 в убранное положение упомянутые тросы закреплены вторыми концами на нижних частях внутренних секций 9 стоек-опор 4. Согласно второму варианту выполнения механизма для приведение стоек-опор 4в убранное положение вторые концы тросов пропущены через установленные на нижних частях внутренних секций 9 стоек-опор 4 и закреплены на внешних секциях 9 стоек-опор 4. Замки /на чертежах условно не показаны/ для фиксации стоек-опор 4 выполнены таким образом, чтобы можно было осуществлять фиксацию каждой отдельной стойки-опоры 4 в убранном, выпущенном или промежуточных положениях. Каждая стойка-опора 4 оснащена не менее, чем одной парой растяжек, выполненных из продольно жестких элементов 10, например, тросов регулируемой длины. Нижние концы продольно жестких элементов 10 растяжек попарно закреплены на нижних концах секций 9 стоек-опор 4, а верхние концы указанных продольно жестких элементов 10 закреплены на установленных на замкнутой раме 1, выполненных в виде лебедок /на чертеже условно не показаны/ приспособлениях для изменения длины и натяжения этих продольно жестких элементов 10.

Стойки-опоры 4 снабжены закрепленными на их нижних секциях 9 опорными башмаками 11. Опорные башмаки 11 закреплены на нижних внутренних секциях 9 стоек-опор 4 при помощи шарниров 12. При этом шарниры 12 выполнены таким образом, что плоскости опорных частей башмаков 11 могут быть установлены под углом не менее 30 градусов относительно горизонтальной плоскости. В нижней части аэростатического летательного аппарата-крана коаксиально замкнутой рамы 1 и жесткому трубчатому элементу 2 размещен жесткий стакан 13, образующий грузовой отсек, боковые и верхняя поверхности которого выполнены газонепроницаемыми. Стакан 13 закреплен на замкнутой раме 1 при помощи внутренней подвески, выполненной из продольно жестких элементов 14, например, тросов регулируемой длины. Продольно жесткие элементы 14 внутренней подвески, согласно наиболее рациональному варианту выполнения внутренней подвески, попарно одними концами закреплены на замкнутой раме 1, а другими своими концами закреплены на нижнем силовом кольце и жестком стакане 13 по касательной к его поверхности в диаметрально противоположных точках. Кроме того, жесткий стакан 13 при помощи продольно жестких элементов 15 дополнительно закреплен на жестком трубчатом элементе 2 и/или радиальных балках 3. В качестве приспособлений для регулирования длины и натяжения продольно-жестких элементов 14 и 15 использованы лебедки и бустеры /на чертежах условно не показаны/.

Аэростатический корпус выполнен из двух верхней 16 и нижней 17 выпуклых оболочек. Верхняя выпуклая оболочка закреплена своей кромкой на замкнутой раме 1, а в своей верхней части скреплена с верхним силовым кольцом 8 жесткого трубчатого элемента 2. Нижняя 17 выпуклая оболочка своей большей кромкой закреплена на замкнутой раме 1, а меньшей кромкой закреплена на нижнем силовом кольце жесткого стакана 13.В полости аэростатического корпуса установлена наклонная мягкая мембрана 18. Своей большей кромкой наклонная мембрана 18 закреплена на замкнутой раме 1, а меньшей кромкой закреплена на жестком стакане 13. Внутренний объем расположенный над мембраной 18, представляет собой отсек 19 газа легче воздуха, а внутренний объем, расположенный под мембраной 18, является отсеком 20 термического балластирования. Он снабжен приспособлениями /на чертежах условно не показаны/ для впуска в него и выпуска горячих газов и забортного воздуха. Приспособление для подачи и выпуска горячего газа и забортного воздуха отсека 20 выполнено в виде коллектора и системы газопроводов и управляемых клапанов /на чертежах условно не показано/. Отсек 19 газа легче воздуха снабжен приспособлениями /на чертежах условно не показаны/ для подачи и выпуска воздуха, выполненным в виде управляемых клапанов и вентиляторов. Источником горячих газов являются преимущественно двигатели силовой установки. В отсеке 19 газа легче воздуха размещены заполненные гелием или иным газом мягкие баллоны 21. Указанные баллоны 21 выполнены коническими со сферическими куполами и своими коническими частями закреплены на жестком стакане 13, а коническими куполами зафиксированы на верхней 16 выпуклой оболочке.

Внутри жесткого трубчатого элемента 2 размещена замкнутая газонепроницаемая мягкая вертикальная мембрана 22. Мягкая вертикальная мембрана 22 своей верхней кромкой закреплена на верхней 18 выпуклой оболочке, а нижней кромкой закреплена на жестком стакане 13. Объем, ограниченный верхней частью верхней 16 выпуклой оболочки, вертикальной мембраной 22 и верхней частью жесткого отсека 13 при помощи мягкой газонепроницаемой мембраны 23 разделен по высоте на две части. При этом верхняя часть указанного объема заполнена газом легче воздуха, а его нижняя часть, снабженная приспособлениями /на чертежах условно не показаны/ для подачи и выпуска воздуха и поддержания избыточного давления, являются балластом.

В носовой и кормовой частях аэростатического корпуса летательного аппарата-крана расположены жесткие силовые горизонтальные стабилизаторы 24, выполненные в виде жестких силовых развитий замкнутой рамы 1.

На жестких силовых горизонтальных стабилизаторах 24 закреплены маршевые 25 двигатели, силовые установки 26 вертикальной тяги и средства управления.

Маршевые 25 двигатели размещены в гондолах 27 и закрепленных на пилонах 28 на жестких силовых стабилизаторах 24. Маршевые 25 двигатели выполнены поворотными с возможностью изменения направления вектора создаваемой ими тяги в горизонтальной и вертикальной плоскостях на угол не менее 30 градусов относительно продольной оси аэростатического корпуса летательного аппарата-крана. Силовые установки 26 вертикальной тяги выполнены реверсивными, способными создавать как положительную, так и отрицательную подъемную силу. Аэродинамические средства управления, выполненные в виде вертикальных стоек 29 с закрепленными на них вертикальными 30 рулями и горизонтального оперения 31 с рулями 32 высоты, установлены преимущественно в кормовой части аэростатического корпуса летательного аппарата-крана. Вертикальные 30 рули выполнены цельноповоротными в полете и флюгерующими на стоянке.

Приспособления для подъема и подвески груза выполнены в виде лебедок 33, тросов 34 и фиксаторов груза /на чертежах условно не показаны/ и установлены на жестком стакане 13. На замкнутой раме 1 закреплены тросы-стропы 35 для растяжки транспортируемого на внешней подвеске груза и осуществления такелажных работ при погрузочно-разгрузочных, монтажных и иных операциях. Причально-швартовые устройства выполнены в виде причальных шасси 36 и швартовых тросов 37, закрепленных на жестком внешнем силовом элементе 1. При этом причальные шасси 36 могут быть выполнены убирающимися, а команда размещена в кабине 38 для экипажа.

Работа полужесткого комбинированного летательного аппарата-крана согласно изобретению осуществляется следующим образом.

Заполняются газовые баллоны 21 гелием или иным газом легче воздуха в количестве достаточном для создания аэростатической подъемной силы, уравновешивающей собственный вес летательного аппарата-крана. Аэростатическая подъемная сила, компенсирующая вес транспортируемого летательным аппаратом-краном груза, создается за счет горячего газа, подаваемого в отсек термического балластирования, расположенный под мембраной 18.

Летательный аппарат-кран подводится к месту осуществления погрузо-разгрузочных операций, монтажных или иных работ. Для перемещения летательного аппарата-крана используется тяга создаваемая маршевыми 25 двигателями и средства управления. Над местом осуществления погрузо-разгрузочных или иных операций летательный аппарат-кран стабилизируется активными средствами управления, в частности, силовыми установками 26 вертикальной тяги. Осуществляется приведение стоек-опор 4 в выпущенное положение и их фиксация, производится натяжение растяжек стоек-опор 4. Уменьшается аэростатическая подъемная сила летательного аппарата-крана за счет снижения температуры в полости 20 нагретого газа путем подачи в эту полость забортного воздуха. Летательный аппарат-кран устанавливается на стойках-опорах 4 на поверхности земли. В случае необходимости осуществляется закрепление летательного аппарата-крана при помощи швартовых тросов 3. Груз закрепляется на приспособлении для подъема груза, поднимается и перемещается на место выгрузки или монтажа. При необходимости перемещения груза на расстояния груз поднимается и закрепляется в грузовом отсеке стакана 13 или закрепляется на внешней подвеске. При этом груз, находящийся на внешней подвеске, может быть закреплен при помощи тросов-строп 35. Отдаются швартовые тросы 37. Включаются двигатели силовой установки и осуществляется взлет летательного аппарата-крана при помощи силовых установок 26 вертикальной тяги и за счет увеличения аэростатической подъемной силы на величину, компенсирующую вес груза путем подачи горячего газа в отсек 20. При перемещении груза на относительно небольшие расстояния летательный аппарат-кран может быть перемещен со стойками-опорами 4, находящимися в выпущенном положении. В тех случаях, когда перемещение груза осуществляется на значительные расстояния, а также, если специфика маршрута перемещения или места разгрузки не позволяют осуществлять перемещение летательного аппарата-крана с стойками-опорами 4, находящимися в выпущенном положении, стойки-опоры 4 приводятся в убранное положение. Летательный аппарат-кран перемещается к месту разгрузки или монтажа при помощи маршевых 25 двигателей с использованием средств управления. При подлете к месту разгрузки или монтажа уменьшается величина аэростатической подъемной силы за счет подачи забортного воздуха в отсек 20 термического балластирования и осуществляется снижение летательного аппарата-крана. Летательный аппарат-кран стабилизируется над местом разгрузки или монтажа и, если это необходимо, стойки-опоры 4 приводятся в выпущенное положение. Осуществляется дальнейшее уменьшение аэростатической подъемной силы и летательный аппарат-кран производит посадку на стойки-опоры 4. Осуществляется выгрузка груза. При этом одновременно уменьшается аэростатическая подъемная сила на величину веса выгруженного груза путем снижения температуры горячего газа за счет подачи забортного воздуха в полость 20 термического балластирования. В случае необходимости включаются двигатели силовых установок 26 вертикальной тяги.

Погрузка и выгрузка транспортируемого груза может быть произведена и без осуществления приземления летательного аппарата-крана. Погрузка и выгрузка груза без осуществления приземления летательного аппарата-крана производится при погрузке или выгрузке на водной поверхности, в том числе с находящихся и на находящиеся на плаву плавучие средства, с поверхности и на поверхности с непрочным грунтом, например, на болотах или на поверхности льда, на сильно пересеченной поверхности земли и на ограниченные по площади поверхности, на площадки с ограниченными допустимыми нагрузками, например, крыши зданий и сооружений, при работах в местах аварий, катастроф и стихийных бедствий, в завалах, а также при осуществлении пожаротушения. При осуществлении погрузки, выгрузки или монтажа груза в полетном положении летательный аппарат-кран подводится к месту погрузки или разгрузки или монтажа, стабилизируется активными средствами управления, в том числе силовыми 26 установками вертикальной тяги, и уравновешивается на высоте не меньшей, чем безопасная высота полета, равная от 0,2 до 0,5 величины характерного линейного размера летательного аппарата-крана. При погрузке на летательный аппарат-кран груза, находящегося на грунте или иной поверхности, указанный груз закрепляется на грузоподъемном устройстве и аэростатическая подъемная сила увеличивается на величину, компенсирующую вес поднимаемого груза. При разгрузке и монтаже находящегося на летательном аппарате-кране груза он опускается при помощи грузо-подъемного устройства, устанавливается на месте разгрузки или монтажа и аэростатическая подъемная сила уменьшается на величину, компенсирующую вес груза. При осуществлении погрузочных, разгрузочных и монтажных операций в дополнение к изменению аэростатической подъемной силы путем* подачи в отсек 20 забортного воздуха или горячего газа осуществляется регулирование суммарной подъемной силы при помощи активных средств управления, в первую очередь, при помощи силовых установок 26 вертикальной тяги.

При длительной стоянке летательный аппарат-кран со стойками-опорами 4, находящимися в убранном положении приземляется на причальные шасси 36. Для этого за счет увеличения аэростатической подъемной силы или при помощи силовых установок 26 вертикальной тяги осуществляется подъем летательного аппарата-крана на небольшую высоту, достаточную для разгрузки стоек-опор 4. Стойки-опоры 4 приводятся в убранное положение и фиксируются. Осуществляется холодная продувка отсека 20, при которой горячий газ через клапаны выпускается и в него подается забортный воздух. После снижения температуры в отсеке 20 воздух из него выпускается. Стакан 13 опускается на грунт и при помощи внутренней подвески совмещается с жестким трубчатым элементом 2. По мере выпускания воздуха из отсека 20 аэростатический корпус летательного аппарата-крана опускается и встает на причальные шасси 36. Летательный аппарат-кран закрепляется на грунте при помощи швартовых тросов 37.

Предлагаемая конструкция полужесткого комбинированного летательного аппарата-крана позволяет создать летательный аппарат-кран универсального назначения, сочетающий в себе преимущества летательного аппарата и подъемного крана, пригодный как для транспортировки в грузовом отсеке или на внешней подвеске грузов большого веса, так и для осуществления погрузочно-разгрузочных операций, строительно-монтажных и иных, включая аварийно-спасательные, работ.

Формула изобретения

1. Управляемый аэростатический летательный аппарат-кран, содержащий дискообразный аэростатический корпус из верхней и нижней эластичных выпуклых оболочек, кромки которых закреплены на замкнутой по периметру раме из контактирующих торцами секций, связанной жесткими радиальными балками с образующим центральный отсек жестким трубчатым элементом, размещенным вдоль вертикальной оси аэростатического корпуса, полость которого разделена перегородкой на отсек газа легче воздуха с баллонами, заполненными последним, и расположенный под ним отсек термического балластирования, силовые установки с изменяющимся вектором тяги, гондолу для экипажа с системой управления, шасси, устройства для подъема грузов и их фиксации и причально-швартовое приспособление, отличающийся тем, что он снабжен смонтированными на замкнутой раме горизонтальными носовым и кормовым с аэродинамическими средствами управления стабилизаторами и по меньшей мере тремя расположенными под углом в 15 30^o к вертикальной оси аэростатического корпуса убирающимися стойками-опорами с механизмами выпуска и возврата в исходное положение и замками-фиксаторами их заданного положения, верхняя и нижняя выпуклые оболочки выполнены с верхним, закрепленным на торце трубчатого элемента, и нижним с образующим грузовой отсек стаканом силовыми кольцами, перегородка в виде наклонной газонепроницаемой мембраны, внешняя и внутренняя кромки которой закреплены на замкнутой раме и нижнем силовом кольце, соединенном посредством продольно жестких элементов регулируемой длины с замкнутой рамой, при этом двигатели силовых установок установлены на горизонтальных стабилизаторах, а стакан нижнего силового кольца дополнительно соединен посредством продольно жестких элементов регулируемой длины с жестким трубчатым элементом, высота которого не превышает половину высоты аэростатического корпуса, равную 0,25 0,5 его диаметра, причем максимальная длина каждой стойки-опоры превышает половину высоты аэростатического корпуса.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что замкнутая рама выполнена в виде тора.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен обтекателем, связанным посредством стоек с тором.

4. Аппарат по пп. 1 3, отличающийся тем, что каждая стойка-опора выполнена телескопической, механизм ее выпуска пневматическим, а механизм возврата в виде лебедки.

5. Аппарат по пп. 1 4, отличающийся тем, что каждая стойка-опора снабжена растяжками в виде продольно жестких элементов регулируемой длины, при этом внешние концы растяжек закреплены на нижних концах стоек-опор, а внутренние концы в лебедках, смонтированных на замкнутой раме.

6. Аппарат по пп. 1 5, отличающийся тем, что каждая стойка-опора снабжена установленным шарнирно на ее нижнем основании башмаком.

7. Аппарат по п.6, отличающийся тем, что отсек термического балластирования снабжен приспособлениями подачи и выпуска горячих газов и забортного воздуха, а отсек газа легче воздуха приспособлениями для впуска и выпуска забортного воздуха.

8. Аппарат по пп. 1 7, отличающийся тем, что устройство для подъема и фиксации грузов выполнено в виде закрепленных на жестком стакане лебедок, на концах тросов которых закреплены грузозахватные приспособления, и закрепленных на замкнутой раме тросов-растяжек.

9. Аппарат по пп. 1 8, отличающийся тем, что аэродинамические средства управления выполнены в виде горизонтальных и вертикальных рулей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7