Корпус дисколета
Изобретение относится к области моделирования воздухоплавательных аппаратов. В корпусе дисколета, содержащем жесткую заполненную газом легче воздуха оболочку, имеющую форму круглой двояковыпуклой линзы, к оболочке по ее окружности на держателях прикреплено по меньшей мере одно жесткое кольцо с расположенными в его полости побудителями тяги одного направления, причем полость кольца заполнена воздухом. Побудители тяги в кольце установлены в одинаковых камерах, расположенных на одинаковом расстоянии одна от другой. В кольце по внутреннему его радиусу выполнена линейная перфорация. Изобретение повышает устойчивость корпуса дисколета при перемещении в воздушной среде. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области моделирования воздухоплавательных аппаратов.
Известен корпус дисколета, содержащий заполненную газом легче воздуха жесткую оболочку, имеющую форму круглой двояковыпуклой линзы со сквозным вертикальным каналом в ее центре [1]. Оболочка может не иметь вертикального канала.
При перемещении известного корпуса дисколета в возмущенной воздушной среде (боковой ветер, восходящие и нисходящие воздушные потоки)) он становится неустойчивым.
Задачей изобретения является повышение устойчивости корпуса дисколета в воздушной среде.
Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что в корпусе дисколета, содержащем жесткую заполненную газом легче воздуха оболочку, имеющую форму круглой двояковыпуклой линзы, к оболочке по ее окружности на держателях прикреплено по меньшей мере одно жесткое кольцо с расположенными в его полости многолопастными винтами - побудителями вращения воздуха в одном направлении, причем полость кольца заполнена воздухом. Многолопастные винты в кольце установлены в одинаковых камерах, расположенных на одинаковом расстоянии одна от другой. В кольце по внутреннему его радиусу выполнена линейная перфорация.
На фиг. 1 изображен корпус дисколета с прикрепленным к нему полым кольцом, расположенным у края оболочки, вид сбоку; на фиг. 2 - вид на фиг. 1 сверху; на фиг. 3 изображена камера с многолопастными винтами; на фиг. 4 изображен фрагмент перфорированной стенки кольца.
Корпус дисколета содержит жесткую заполненную газом легче воздуха оболочку 1, имеющую форму круглой двояковыпуклой линзы (фиг. 1 и 2). К оболочке по горизонтальной окружности на держателях 2 прикреплено одно круглое жесткое кольцо 3, состоящее из изогнутых по радиусу одинаковых по длине тонкостенных труб 4 круглого поперечного сечения с установленными между ними одинаковыми камерами 5, содержащими многолопастные винты 6 - побудители вращения воздуха в одном направлении. Минимальное число камер в кольце - три. Полость 7 кольца заполнена воздухом с возможностью его вращения. Многолопастной винт (фиг. 3) выполнен в виде неподвижно закрепленного на распорках 8 электродвигателя 9 (например, постоянного тока), имеющего изменяемую скорость (частоту) вращения с закрепленными на его валу лопастями 10. Оболочка снабжена вертикальным килем 11 с закрепленным в нем движителем 12, компенсирующим момент вращения воздуха в кольце. По внутреннему радиусу кольца в его стенке 13 местами выполнена линейная перфорация мелкими отверстиями 14 (фиг. 4). Для исключения попадания атмосферной пыли в полость кольца отверстия снаружи могут быть закрыты фильтрующим материалом 15. Для исключения попадания в отверстия перфорации воды над ними может быть установлен козырек 16.
Из легких сплавов металла, пластмассы изготавливают сборную жесткую оболочку 1 в виде круглой двояковыпуклой линзы (фиг. 1 и 2). На оболочку устанавливают вертикальный киль 11 с закрепленным в нем движителем 12.
Из легких сплавов металла, пластмассы изготавливают полое кольцо 3, состоящее, например, из четырех изогнутых по радиусу одинаковых тонкостенных труб 4 с гладкой внутренней поверхностью и четырех камер 5 с многолопастными винтами 6, каждый из которых выполняют в виде закрепленного на распорках 8 легкого (в алюминиевом корпусе) электродвигателя 9 с закреплеными на его валу лопастями 10 (фиг. 3). В экспериментальной
модели полое кольцо может иметь, например, диаметр труб 0,2-0,4 м, радиус изгиба труб 6-8 м. Скорость вращения воздуха в полости кольца в одном направлении 0-30 м/с и выше.
В стенке 13 кольца (в трубах) по внутреннему его радиусу выполняют местами линейную перфорацию, например, круглыми отверстиями 14 диаметром 3-5 мм. Суммарная площадь отверстий перфорации может быть равна 0,01-0,001 площади поперечного сечения трубы. Для исключения попадания атмосферной пыли в полость кольца отверстия снаружи могут быть закрыты приклеенным фильтрующим материалом 15 (фиг. 4). Для исключения попадания в отверстия перфорации воды над ними устанавливают металлический, пластмассовый козырек 16.
Изготовленное кольцо прикрепляют к краю оболочки держателями 2. Оболочку заполняют газом легче воздуха (водород, гелий, светильный газ).
При нулевой скорости движения воздуха в кольце корпус дисколета, находящийся в условиях полета, неустойчив в воздушной среде. При включении в работу многолопастных винтов воздух в полости кольца начинает вращаться. Поскольку воздух имеет вес (плотность воздуха примерно равна 1,2 кг/м3), то его вращение создает гироскопический эффект, обеспечивающий корпусу дисколета устойчивость положения в воздушной среде при любых ее состояниях. Причем, чем выше скорость вращения воздуха в полости кольца, тем выше устойчивость корпуса дисколета в условиях полета. Местная перфорация стенки труб исключает деформацию кольца вследствие нагрева или охлаждения воздуха, находящегося в его полости.
Эквивалентным техническим решением является следующее. Вместо одного кольца к оболочке, например, снизу и/или сверху могут быть прикреплены одинаковые кольца меньшего размера с расположением одно под другим. Направление движения воздуха в одном кольце по часовой
стрелке, в другом кольце - против часовой стрелки. В этом случае на оболочке киль с движителем не устанавливают.
Изобретение повышает устойчивость корпуса дисколета при перемещении в воздушной среде.
Источники информации
1. Техника молодежи, №2, 2010. - С. 2 (рис. В).
1. Корпус дисколета, содержащий жесткую заполненную газом легче воздуха оболочку, имеющую форму круглой двояковыпуклой линзы, отличающийся тем, что к оболочке по ее окружности на держателях прикреплено по меньшей мере одно жесткое кольцо с расположенными в его полости многолопастными винтами - побудителями вращения воздуха в одном направлении, причем полость кольца заполнена воздухом.
2. Корпус дисколета по п.1, отличающийся тем, что многолопастные винты в кольце установлены в одинаковых камерах, расположенных на одинаковом расстоянии одна от другой.
3. Корпус дисколета по п.1, отличающийся тем, что в кольце по внутреннему его радиусу выполнена линейная перфорация.
