Воздухоплавательный аппарат
Изобретение относится к технике воздухоплавания. Воздухоплавательный аппарат содержит ферму, сигарообразную оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, элементы крепления оболочки к ферме, движители в виде воздушных винтов, кабину для экипажа и груза, причальные приспособления. Он состоит из трех горизонтально расположенных оболочек, соединенных снизу общей фермой, включающей участки, изогнутые по радиусам миделей оболочек. Центральная оболочка имеет стабилизатор. Между оболочками расположены горизонтально и/или наклонно и прикреплены к ферме 0-образные части с установленными в них на поперечных поворотных осях движителями. Сверху оболочки снабжены фиксатором положения в виде продольно закрепленных поверх оболочек прутков, соединенных распорками. Хвостовой участок центральной оболочки снабжен жестким каркасом, имеющим полый обруч, заполненный газом легче воздуха. Стабилизатор закреплен на каркасе. Изобретение направлено на повышение маневренности. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к технике воздухоплавания.
Известен воздухоплавательный аппарат (дирижабль), содержащий ферму, сигарообразную оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, элементы крепления оболочки к ферме, движители в виде воздушных винтов, кабину для экипажа и груза, причальные приспособления [1].
Задачей изобретения является повышение грузоподъемности, маневренности и скорости движения воздухоплавательного аппарата.
Технический результат достигается тем, что в воздухоплавательный аппарат, содержащий ферму, сигарообразную оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, элементы крепления оболочки к ферме, движители в виде воздушных винтов, кабину для экипажа и груза, причальные приспособления, состоит из трех горизонтально расположенных оболочек, центральная из которых имеет стабилизатор, соединенных снизу общей фермой, включающей участки, изогнутые по радиусам миделей оболочек, причем между оболочками расположены горизонтально и/или наклонно и прикреплены к ферме 0-образные части, с установленными в них на поперечных поворотных осях движителями. Сверху оболочки снабжены фиксатором положения в виде продольно закрепленных поверх оболочек прутков, соединенных распорками. Хвостовой участок центральной оболочки снабжен жестким каркасом, имеющим, по меньшей мере, один полый обруч, заполненный газом легче воздуха, причем стабилизатор закреплен на каркасе. Ниже и/или выше горизонтально расположенной 0-образной части установлена и прикреплена к ферме дополнительная 0-образная часть. Оси в 0-образных частях установлены параллельно и имеют возможность поворота на 360°.
На фиг.1-3 изображены соответственно виды воздухоплавательного аппарата спереди, сверху и снизу; на фиг.4 изображен продольный разрез оси; на фиг.5 изображен фрагмент фиг.4, разрез по А-А.
Воздухоплавательный аппарат (фиг.1-3) состоит из трех сигарообразных мягких оболочек 1-3, заполненных газом легче воздуха. Выполнение любой из оболочек полумягкой, жесткой или иной является эквивалентным техническим решением. Центральная оболочка 2 в хвостовой ее части имеет стабилизатор 4, установленный на жестком каркасе 5, изготовленном из легких и прочных материалов (например, сплавов на основе титана, алюминия и др.), имеющем, по меньшей мере, один полый тонкостенный обруч 6, заполненный газом легче воздуха. Обруч в поперечном сечении может иметь форму круга, эллипса. Неподвижные части 7 стабилизатора могут быть выполнены полыми и герметичными, содержащими газ легче воздуха. Подвижные части (рули) 8 стабилизатора выполнены в виде легких пластин, кинематически связанных с приводами 9, закрепленными на каркасе.
Оболочки снизу присоединены (притянуты) к общей металлической ферме 10 с помощью элементов крепления 11, выполненных в виде сетки (ткани, пленки) 12, покрывающей оболочку, и канатов 13. Сверху оболочки снабжены фиксатором 14 пространственного положения, выполненным в виде продольно закрепленных поверх оболочек (ввязанных в сетку или вшитых в ткань, пленку) прутков 15, соединенных распорками 16.
Ферма может быть изготовлена из прутковой, профильной (с обтекаемыми контурами и антикоррозионным покрытием) стали, сплавов на основе титана, алюминия и др. Ферма имеет изогнутые (по радиусам миделей оболочек) участки 17 и прикрепленные к ним 0-образные части 18, расположенные горизонтально между оболочками. Выполнение 0-образной части иной формы, например обтекаемой прямоугольной с закругленными углами, является эквивалентным техническим решением. 0-образные части изготовлены из стальных труб (круглого, квадратного или иного сечения), имеющих антикоррозионное внутреннее и наружное покрытие. Ниже и/или выше горизонтальных 0-образных частей к ферме могут быть прикреплены дополнительные 0-образные части 19.
Каждая 0-образная часть содержит установленные параллельно и поперечно поворотные оси 20. Оси изготовлены полыми из высокопрочной стали, имеют в поперечном сечении форму круга или эллипса. Каждая ось своими концами установлена в подшипниках 21 с опорой на стенку трубы 0-образной части. В центре каждой оси выполнен кольцевой или иной формы держатель 22 двигателя 23. В качестве двигателя может быть применен электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания, например двигатель Ванкеля. Двигатель, установленный по одну сторону оси и закрепленный неподвижно в держателе, уравновешен установленным по другую сторону оси движителем 24, выполненным в виде легкого и прочного воздушного винта, например, подобного тем, что используются в вертолетах. К двигателю по каналу 25 в оси могут быть проложены гибкие (из эластичного материала) свернутые в спираль цилиндрической формы электрический кабель, маслопровод, бензопровод (от топливных баков, закрепленных на ферме, не показаны) и др. Оси имеют возможность поворота на 360°, например, от механизма поворота 26, заключенного в трубу 0-образной части, содержащего неподвижные направляющие 27 и подвижную зубчатую рейку 28, контактирующую с шестернями 29 на валах 30, запрессованных в полую ось с одного ее конца.
В качестве привода механизма поворота могут быть применены (также с размещением в трубе 0-образной части) поршневой гидропривод или винт с возможностью реверсного хода (не показаны). Для исключения конденсации влаги свободные от каких-либо деталей полости 0-образной части и осей могут быть заполнены пенопластом.
К изогнутому участку фермы под центральной оболочкой прикреплены кабина 31 для экипажа и груза, причальные приспособления 22. Причальные приспособления, кроме механизмов смазывания (наматывания) канатов, могут содержать шасси (не показаны), например колесные пары, опускаемые ниже кабины.
Воздухоплавательный аппарат изготавливают, исходя из требований к грузовым воздушным перевозкам в заданных климатических условиях.
Изготавливают одинаковые мягкие оболочки 1 и 3. Центральная оболочка 2 изготавливается большего размера.
Изготавливают каркас 5 с обручем 6, устанавливают на каркас стабилизатор 4, приводы 9 рулей 8. Заполняют полость обруча и неподвижных частей 7 стабилизатора газом легче воздуха, например гелием.
Изготавливают ферму 10 с тремя изогнутыми участками 17, прикрепляют к ней причальные приспособления 32.
Изготавливают элементы крепления 11 оболочек к ферме в виде сетки (ткани, пленки) 12 и канатов 13.
Изготавливают фиксатор 14 положения оболочек в виде прутков 15 и распорок 16.
Изготавливают двигатели 23 и движители 24.
Изготавливают полые оси 20 с валами 30 и шестернями 29, держателем 22 и каналом 25. В канал каждой оси помещают (с выводом к держателю и в полость 0-образной части) электрические кабели, маслопровод, бензопровод (в случае применения двигателя внутреннего сгорания).
Изготавливают 0-образные участки 18 и 19, устанавливают в их полостях механизмы 26 поворота осей в виде подвижной зубчатой рейки 28, перемещающейся по неподвижным направляющим 27. В стенках 0-образных участков устанавливают подшипники 21. Для удобства монтажа деталей 0-образные части могут иметь герметично закрываемые окна, люки.
Изготавливают кабину 31 для экипажа и груза, оснащают ее навигационными системами, системами контроля давления газа в оболочках, системами управления приводами рулей, системами управления поворотными осями и двигателями, системами сигнализации и др.
К ферме прикрепляют 0-образные части, топливные баки (в случае применения двигателей внутреннего сгорания), кабину для экипажа и груза. В держатель каждой поворотной оси устанавливают двигатель, к двигателю присоединяют движитель. В изогнутые части фермы укладывают соответствующие оболочки, наполняют их на 
газом (гелием). Оболочки элементами крепления соединяют с фермой. На хвостовую часть центральной оболочки надевают каркас с прикрепленным к нему стабилизатором. После чего все оболочки полностью заполняют газом до расчетного давления. При этом происходит пневматическое соединение каркаса с центральной оболочкой (за счет давления газа). Надежность пневматического соединения оболочки с каркасом может быть повышена путем применения клеящих составов.
Подготовленный к полету воздухоплавательный аппарат удерживается у поверхности какой-либо площадки, выполненной из бетонных плит, грунта, льда, с помощью причальных приспособлений и двигателей с движителями (воздушными винтами), работающими в горизонтальной плоскости с направлением воздушных потоков вертикально снизу-вверх. После освобождения от причальных (наземных) устройств и изменения направления воздушных потоков, создаваемых движителями, воздухоплавательный аппарат может совершать разнообразные маневры по горизонтали и вертикали, развивать заданную скорость движения. Наличие в воздухоплавательном аппарате трех заполненных газом оболочек существенно повышает его грузоподъемность. Поворот осей в 0-образных частях на 360° позволяет воздухоплавательному аппарату плавно перемещаться вперед и назад, вверх и вниз.
Воздухоплавательный аппарат компактен, устойчив в полете.
Источник информации
1. Учватов В.А. Что за рубежом? // Техника молодежи. - 1988. №3. - С.35.
1. Воздухоплавательный аппарат, содержащий ферму, сигарообразную оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, элементы крепления оболочки к ферме, движители в виде воздушных винтов, кабину для экипажа и груза, причальные приспособления, отличающийся тем, что состоит из трех горизонтально расположенных оболочек, центральная из которых имеет стабилизатор, соединенных снизу общей фермой, включающей участки, изогнутые по радиусам миделей оболочек, причем между оболочками расположены горизонтально и/или наклонно прикрепленные к ферме 0-образные части с установленными в них на поперечных поворотных осях движителями.
2. Воздухоплавательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что сверху оболочки снабжены фиксатором положения в виде продольно закрепленных поверх оболочек прутков, соединенных распорками.
3. Воздухоплавательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что хвостовой участок центральной оболочки снабжен жестким каркасом, имеющим, по меньшей мере, один полый обруч, заполненный газом легче воздуха, причем стабилизатор закреплен на каркасе.
4. Воздухоплавательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что ниже и/или выше горизонтально расположенной 0-образной части установлена и прикреплена к ферме дополнительная 0-образная часть.
5. Воздухоплавательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что оси в 0-образных частях установлены параллельно и имеют возможность поворота на 360°.
