дирижабль
Классы МПК: | B64B1/62 регулирование давления, нагрева, охлаждения или выпуска газа |
Автор(ы): | Собачкин Ф.С., Шалаев В.С., Шеронкин В.И. |
Патентообладатель(и): | Авиационный научно-технический комплекс "Крыло" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-07-15 публикация патента:
10.05.1995 |
Изобретение относится к воздухоплаванию, в частности к дирижаблестроению. Дирижабль содержит баллон 1 с несущим газом, баллонеты 2, вентилятор 3, теплообменник 4, двигательную установку 5, установленную в мотогондоле 6, и выпускные клапаны 7. Баллонеты 2 выполнены из термостойкого материала и размещены в баллоне 1 с несущим газом без контакта с его оболочкой. Объем баллонетов рассчитывается по формуле в зависимости от высотных и сезонных изменений параметров атмосферы. Изобретение позволяет рассчитать оптимальный объем баллонетов и улучшить летно-технические характеристики дирижабля. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
ДИРИЖАБЛЬ, содержащий баллоны несущего газа, мотогондолу, двигательную установку, теплообменник, вентилятор, клапаны и баллонеты, выполненные из термостойкого материала и размещенные в баллоне несущего газа без контакта с его оболочкой, отличающийся тем, что объем баллонетов Vбал выбран по формуле![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-34t.gif)
где
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-35t.gif)
V1 расчетный объем оболочки;
T значение абсолютной температуры воздуха места старта;
Th значение абсолютной температуры воздуха на высоте полета;
Ph барометрическое давление воздуха на высоте полета;
P барометрическое давление воздуха места старта;
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-36t.gif)
T0 наименьшее значение абсолютной температуры воздуха за сезон;
T1 наибольшее значение абсолютной температуры воздуха за сезон;
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-37t.gif)
P1 минимальное значение барометрического давления за сезон;
P0 максимальное значение барометрического давления за сезон;
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-38t.gif)
mт масса израсходованного топлива;
R газовая постоянная воздуха;
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034010/916.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-39t.gif)
часть объема баллонетов, компенсирующая расход балласта;
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
mкон mстар mт - "сухая" масса дирижабля;
Mстар масса дирижабля с полной заправкой.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к воздухоплаванию, в частности к дирижаблестроению. Известно, что для поддержания формы нежесткого дирижабля вне зависимости от высоты полета, параметров окружающей среды и других причин в дирижабле, кроме оболочки с несущим газом, имеется оболочка (баллонет), заполняемая подогреваемым воздухом. Роль баллонетов поддержание необходимого давления несущего газа, управление величиной подъемной силы дирижабля, управление балансировкой. Известны диржабли [1 и 2] содержащие баллоны с несущим газом, баллонеты с воздухом, устройство для генерации нагрева воздуха. Недостаток приблизительность выбранного объема баллонетов, что ухудшает летно-технические характеристики. Известен дирижабль "Скайшип 500", содержащий 2 воздушных баллонета, помещенных внутри гелиевых оболочек, клапана. Объем баллонетов выбран приблизительно 26% от общего объема газовых оболочек. Недостаток их в том, что приблизительность выбора объема баллонета ухудшает летно-технические характеристики дирижабля. Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение [3] в котором описан дирижабль с регулируемой подъемной силой, содержащий наружную оболочку, заполненную несущим газом, внутреннюю оболочку, заполненную воздухом, теплообменник для подогрева воздуха, вентилятор и клапаны подачи-отвода воздуха. Внутренняя оболочка выполнена из термостойкого материала и размещена без контакта с наружной оболочкой. Однако в данном техническом решении также отсутствует механизм определения оптимального объема баллонет. В процессе эксплуатации дирижабля внешние факторы изменение температуры окружающей среды и барометрического давления оказывают существенное влияние на состояние несущего газа в оболочке изменяется давление, что может привести к разрушению оболочки или необходимости стравливать несущий газ, ухудшению летно-технических характеристик дирижабля. Поддержание постоянным давления несущего газа достигается подбором объема баллонета. Проблема состоит в выборе оптимального объема баллонета. Решение данной задачи достигается за счет того, что в дирижабле, содержащем баллоны несущего газа, мотогондолу, двигательную установку, теплообменник, вентилятор, клапаны и баллонеты, выполненные из термостойкого материала и размещенные в баллоне несущего газа без контакта с его оболочкой, объем баллонетов (Vбал) выбран по формулеVбал=
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-2t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-3t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-4t.gif)
V1 расчетный объем оболочки;
Т значение абсолютной температуры воздуха места старта;
Тh значение абсолютной температуры воздуха на высоте полета;
Рh барометрическое давление воздуха на высоте полета;
Р барометрическое давление воздуха на месте старта;
Б V
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-5t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-6t.gif)
То наименьшее значение абсолютной температуры воздуха за сезон;
Т1 наибольшее значение абсолютной температуры воздуха за сезон;
B V
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-7t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-8t.gif)
Р1 минимальное значение барометрического давления за сезон;
Ро максимальное значение баромерического давления за сезон;
C
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-9t.gif)
mт масса израсходованного топлива.
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034010/916.gif)
D
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-10t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
mкан mстар mт "сухая" масса дирижабля;
mстар масса дирижабля с полной заправкой. На чертеже показана схема устройства. Дирижабль содержит баллон 1 несущего газа, баллонеты 2, вентилятор 3, нагреватель 4, двигатель 5, установленный в мотогондоле 6. Баллонеты 2 выполнены из термостойкого материала и для улучшения конвентивного теплообмена размещены внутри баллона 1 без контакта с его оболочкой. На баллонете 2 размещен выпускной клапан 7. Устройство работает следующим образом. Перед полетом дирижабль имеет избыток массы, т. е. аэростатическая подъемная сила несколько меньше его стартовой массы. Включается нагреватель 4 и вентилятор 3 гонит горячий воздух в баллонеты 2. При открытом клапане 7 в баллонетах 2 происходит смена холодного воздуха на горячий. Через оболочку баллонета 2 нагревается несущий газ, который при этом расширяется, вытесняя воздух из баллонетов 2. Аэростатическая подъемная сила дирижабля повышается, и когда она достигает величины, превышающей стартовую массу дирижабля, дирижабль начинает подниматься. С подъемом в высоту барометрическое давление падает, но при этом понижается и температура атмосферного воздуха. С подъемом в высоту на 1 м несущий газ увеличивается в объеме на 0,6 м3, а это приводит к увеличению аэростатической подъемной силы при сохранении постоянства перепада давления на оболочке дирижабля. При подъеме дирижабля на высоту переключается двигатель 5 и дирижабль начинает горизонтальный полет. Нагреватель 4 при этом может быть выключен. Снижение дирижабля происходит следующим образом. В баллонеты 2 с помощью вентилятора 3 закачивается холодный воздух, взятый из-за борта. Несущий газ, контактирующий с баллонетами 2, охлаждается. Аэростатическая подъемная сила дирижабля падает. При этом клапан 7 сначала открыт, а затем по достижении необходимого значения подъемной силы закрыт. Эффективность предлагаемого решения показана на примере. Определяют объем баллонетов изменения барометрического давления, связанного с поднятием дирижабля на высоту полета, равную 1000 м. A V
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-11t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-12t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034010/183.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-13t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-14t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-15t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034010/183.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-16t.gif)
Б V
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-17t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-18t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-19t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-20t.gif)
Б1 674 м3, Б2 712 м3 Объем В, соответствующий сезонному измерению барометрического давления
B V
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-21t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-22t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-23t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-24t.gif)
C
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-25t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-26t.gif)
D
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-27t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-28t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-29t.gif)
Vбал=
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-30t.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-31t.gif)
Vбал=
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-32t.gif)
Vбал=
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034745/2034745-33t.gif)
F (Vг + Vбал)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034002/729.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034002/729.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
Vбал объем баллонетов, Vбал 1320 м3;
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034048/947.gif)
F 5000
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034002/729.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034002/729.gif)
1320
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034002/729.gif)
F 5000
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034002/729.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034002/729.gif)
1320
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034002/729.gif)
![дирижабль, патент № 2034745](/images/patents/439/2034010/916.gif)
Класс B64B1/62 регулирование давления, нагрева, охлаждения или выпуска газа
аэростатический летательный аппарат - патент 2526123 (20.08.2014) | ![]() |
электрический паровой аэростат - патент 2508227 (27.02.2014) | ![]() |
термобалансируемый дирижабль - патент 2457149 (27.07.2012) | ![]() |
устройство для безопасного полета дирижабля - патент 2455193 (10.07.2012) | ![]() |
тепловой аэростат - патент 2453470 (20.06.2012) | ![]() |
способ и устройство для свободно стоящей опоры объектов в пространстве - патент 2421374 (20.06.2011) | ![]() |
устройство шестеренко эжекторного разгона газа для летательного аппарата - патент 2338666 (20.11.2008) | ![]() |
система спасения и эвакуации - патент 2322961 (27.04.2008) | ![]() |
безбалластный дирижабль - патент 2302974 (20.07.2007) | ![]() |
летательный аппарат - патент 2296696 (10.04.2007) | ![]() |