Дирижабль
Изобретение относится к технике воздухоплавания. Дирижабль содержит ферму, сигарообразную мягкую оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, солнечные батареи, элементы крепления оболочки к ферме, включающие эластичное покрытие оболочки и канаты, движители, кабину для экипажа, пассажиров и груза, а также причальные приспособления. Ферма имеет изгиб по радиусу, равному половине миделя оболочки, и прикрепленные к ней 0-образные части с установленными на поперечных поворотных осях движителями по обе стороны оболочки. Хвостовой участок оболочки снабжен жестким каркасом, имеющим полый обруч, заполненный газом легче воздуха. Стабилизатор закреплен на каркасе. Оси в 0-образных частях установлены параллельно и имеют возможность поворота на 360°. Движители выполнены в виде колес со многими лопастями Солнечные батареи размещены на эластичном покрытии оболочки. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к технике воздухоплавания.
Известен 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]. Такой дирижабль может быть оборудован солнечными батареями.
Задачей изобретения является повышение маневренности и скорости движения дирижабля.
Технический результат достигается тем, что в дирижабле, содержащем ферму, сигарообразную мягкую оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, солнечные батареи, элементы крепления оболочки к ферме, включающие эластичное покрытие оболочки и канаты, движители, кабину для экипажа, пассажиров и груза, причальные приспособления, ферма имеет изгиб по радиусу, равному половине миделя оболочки, и прикрепленные к ней 0-образные части, расположенные горизонтально по обе стороны оболочки, с установленными в них на поперечных поворотных осях движителями. Хвостовой участок оболочки снабжен жестким каркасом, имеющим, по меньшей мере, один полый обруч, заполненный газом легче воздуха, причем стабилизатор закреплен на каркасе. Оси в 0-образных частях установлены параллельно и имеют возможность поворота на 360°. Движители выполнены в виде колес со многими лопастями. Солнечные батареи размещены на эластичном покрытии оболочки.
На фиг.1-3 изображены соответственно виды дирижабля спереди, сверху и снизу; на фиг.4 показано крепление к ферме 0-образных частей (без осей, двигателей и движителей) и остова кабины; на фиг.5 изображен продольный разрез оси 0-образной части (без двигателя и движителя); на фиг.6 изображен фрагмент фиг.5, разрез по А-А; на фиг.7 показан общий вид движителя.
Дирижабль состоит из сигарообразной мягкой оболочки 1, заполненной газом легче воздуха. Оболочка в хвостовой части снабжена стабилизатором 2, установленным на жестком каркасе 3, изготовленном из легких и прочных материалов (например, сплавов на основе титана, алюминия и др.), имеющем, по меньшей мере, один полый тонкостенный обруч 4, заполненный газом легче воздуха. Обруч в поперечном сечении может иметь форму круга, эллипса. Неподвижные части 5 стабилизатора могут быть выполнены полыми и герметичными, содержащими газ легче воздуха. Подвижные части (рули) 6 стабилизатора выполнены в виде легких пластин, кинематически связанных с приводами 7, закрепленными на каркасе.
Оболочка снизу присоединена (притянута) к металлической ферме 8 с помощью элементов крепления 9, включающих эластичное покрытие 10 оболочки и канаты 11. На эластичном покрытии оболочки, выполненном в виде сетки, ткани или пленки, закреплены солнечные батареи 12.
Ферма изготовлена из прутковой, профильной (с обтекаемыми контурами и антикоррозионным покрытием) стали, сплавов на основе титана, алюминия и др. Ферма имеет изогнутый по радиусу миделя оболочки участок 13 и прикрепленные к ней 0-образные части 14, расположенные горизонтально по обе стороны оболочки. Выполнение 0-образной части иной формы, например, 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. Каждая 0-образная часть содержит установленные параллельно и поперечно поворотные оси 15. Оси изготовлены полыми из высокопрочной стали, имеют в поперечном сечении форму круга или эллипса. Каждая ось своими концами установлена в подшипниках 16 с опорой на стенку трубы 0-образной части. В центре каждой оси выполнен кольцевой или иной формы держатель 17 двигателя (электродвигателя) 18 с движителем 19. Причем двигатель, установленный по одну сторону оси и закрепленный неподвижно в держателе, уравновешен установленным по другую сторону оси движителем. Каждый движитель выполнен в виде легкого и прочного колеса 20, имеющего ступицу 21, спицы 22, обод 23 с прикрепленными к нему радиально многими лопастями 24. К каждому двигателю по каналам 25 в оси могут быть проложены гибкие свернутые в спираль цилиндрической формы: электрические кабели, маслопровод (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 снизу прикреплены кабина 31 для экипажа, пассажиров и груза, причальные приспособления 32. Причальные приспособления, кроме механизмов сматывания (наматывания) канатов, могут содержать шасси (не показаны), например колесные пары, лыжи, опускаемые ниже кабины.
Дирижабль изготавливают исходя из требований к пассажирским и грузовым воздушным перевозкам в заданных климатических условиях.
Изготавливают мягкую оболочку 1.
Изготавливают каркас 3 с обручем 4, устанавливают на каркас стабилизатор 2, приводы 7 рулей 6. Заполняют полость обруча и неподвижных частей 5 стабилизатора газом легче воздуха, например гелием.
Изготавливают ферму 8 с изогнутым участком 13, прикрепляют к ней причальные приспособления 32.
Изготавливают элементы крепления 9 оболочки к ферме, включая эластичное покрытие 10 и канаты 11. На эластичном покрытии закрепляют солнечные батареи 12 (при выполнении эластичного покрытия из пленки солнечные батареи могут быть ее элементами).
Изготавливают двигатели 18 и движители 19 в виде колес 20, имеющих ступицу 21, спицы 22 и обод 23 со многими радиальными лопастями 24 (возможно изготовление лопастей с изменяемым углом).
Изготавливают полые оси 15 с валами 30 и шестернями 29, держателем 17 и каналом 25. В канал каждой оси помещают (с выводом к держателю и в полость 0-образной части) свернутые в спираль электрические кабели, маслопровод.
Изготавливают 0-образные части 14, устанавливают в их полостях механизмы 26 поворота осей в виде подвижной зубчатой рейки 28, перемещающейся по неподвижным направляющим 27. В стенках 0-образных частей устанавливают подшипники 16. Для удобства монтажа деталей 0-образные части могут иметь герметично закрываемые окна, люки.
Изготавливают кабину 31 для экипажа, пассажиров и груза, оснащают ее навигационными системами, системами контроля давления газа в оболочке, системами управления приводами рулей, системами управления поворотными осями и двигателями, системами сигнализации и др.
К ферме прикрепляют 0-образные части, кабину для экипажа, пассажиров и груза. В держатель каждой поворотной оси устанавливают двигатель, к двигателю присоединяют движитель. В изогнутую часть фермы укладывают оболочку, наполняют ее на ¾ газом (гелием). Оболочку элементами крепления соединяют с фермой. На хвостовую часть оболочки надевают каркас с прикрепленным к нему стабилизатором. После чего оболочку полностью заполняют газом до расчетного давления. При этом происходит пневматическое соединение каркаса с оболочкой (за счет давления газа). Надежность пневматического соединения оболочки с каркасом может быть повышена путем применения клеящих составов или выполнения шипов (выступов) на поверхности оболочки.
Подготовленный к полету дирижабль удерживается у поверхности какой-либо площадки, выполненной из бетонных плит, грунта, снега или льда, с помощью причальных приспособлений и двигателей с движителями, работающими в горизонтальной плоскости с направлением воздушных потоков вертикально снизу-вверх. После освобождения от причальных (наземных) устройств и изменения (поворотом осей) направления воздушных потоков, создаваемых движителями, дирижабль может совершать разнообразные маневры по горизонтали и вертикали, развивать заданную скорость движения. Поворот осей в 0-образных частях на 360° позволяет дирижаблю плавно перемещаться вперед и назад, вверх и вниз.
Источники информации
1. Учватов В.А. что за рубежом? // Техника молодежи. - №3, 1988. - С.35.
1. Дирижабль, содержащий ферму, сигарообразную мягкую оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, солнечные батареи, элементы крепления оболочки к ферме, включающие эластичное покрытие оболочки и канаты, движители, кабину для экипажа, пассажиров и груза, причальные приспособления, отличающийся тем, что ферма имеет изгиб по радиусу, равному половине миделя оболочки, и прикрепленные к ней 0-образные части, расположенные горизонтально по обе стороны оболочки, с установленными в них на поперечных поворотных осях движителями.
2. Дирижабль по п.1, отличающийся тем, что хвостовой участок оболочки снабжен жестким каркасом, имеющим, по меньшей мере, один полый обруч, заполненный газом легче воздуха, причем стабилизатор закреплен на каркасе.
3. Дирижабль по п.1, отличающийся тем, что оси в 0-образных частях установлены параллельно и имеют возможность поворота на 360°.
4. Дирижабль по п.1, отличающийся тем, что движители выполнены в виде колес со многими лопастями.
5. Дирижабль по п.1, отличающийся тем, что солнечные батареи размещены на эластичном покрытии оболочки.
