комбинированный полужесткий управляемый летательный аппарат легче воздуха

Формула изобретения

1. Комбинированный управляемый полужесткий летательный аппарат легче воздуха, содержащий корпус в виде заполненной газом легче воздуха сферической эластичной оболочки с гибкими стяжными элементами регулируемой длины и смонтированной на ней посредством подвески гондолой с шасси, системой управления, устройством для захвата грузов и расположенными симметрично ее продольной оси маршевыми двигателями, отличающийся тем, что он снабжен распорным приспособлением в виде контактирующего с внутренней поверхностью эластичной оболочки жесткого тора с жесткими носовым и кормовым обтекателями, кронштейнами для крепления маршевых двигателей и системой сдува для снижения величины сопротивления перемещению в виде сопел, образующих на наружной поверхности сферической эластичной оболочки концентричные относительно ее горизонтальной оси переднюю, заднюю и размещенные между ними промежуточные вертикальные кольцевые зоны, шасси выполнено с откидными опорными стойками маршевые двигатели выполнены с турбонагнетателями, соединенными посредством шлангов высокого давления с соплами, эластичная сферическая оболочка выполнена с эластичной воронкообразной газонепроницаемой мембраной, разделяющей ее полость на расположенный над ней герметичный отсек газа легче воздуха и расположенный под ней отсек термостатического балластирования, имеющий приспособления для подачи в него и выпуска из него нагретого газа и забортного воздуха, упомянутый жесткий тор смещен вверх, причем горизонтальная плоскость расположения его продольной оси отстоит от горизонтальной плоскости, проходящей через центр сферической эластичной оболочки, на 0,005 - 0,1 ее диаметра, а упомянутые гибкие стяжные элементы регулируемой длины образуют подвеску гондолы, связывающую ее с жестким тором упомянутого распорного приспособления и с эластичной оболочкой, при этом на ее наружной поверхности упомянутые сопла расположены друг от друга с шагом n в горизонтальной и шагом h в вертикальной плоскости, равным соответственно 0,05 - 0,5 и 0,0025 - 0,125 диаметра эластичной оболочки.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что жесткий тор выполнен с отсеками для размещения балласта.

3. Аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройство для захвата грузов выполнено в виде закрепленных на гондоле продольно-жестких элементов регулируемой длины со смонтированными на их свободных концах захватными приспособлениями.

4. Аппарат по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что он снабжен топливными элементами, электролизерами воды и аккумулятором, а сферическая эластичная оболочка выполнена с закрепленной на ее наружной поверхности облицовкой в виде пленки, обладающей фотоэффектом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области воздушного транспорта и касаются управляемых аэростатических летательных аппаратов универсального назначения, используемых в качестве летающих кранов для строительных и монтажных работ, а также для осуществления транспортировки крупногабаритных, не подлежащих делению, грузов большого веса.

Известен мягкий дирижабль дискообразной формы из патента Великобритании N 2117728, М. кл. B 64 B 1/70, 1986, включающий внешнюю оболочку, расположенный по периферии корпуса и образующий его торцевую часть формующий элемент, заполненный газом легче воздуха или воздухом под избыточным давлением, упругую газонепроницаемую перегородку, разделяющую внутренний объем корпуса на полость газа легче воздуха и полость нагретого газа, расположенный в верхней части корпуса баллон, заполненный газом легче воздуха, закрепленные на оболочке при помощи подвески гондолу, силовую установку.

Недостатками этого дирижабля является относительно низкая надежность корпуса и сложность управления летательным аппаратом большой грузоподъемности.

Известен также из патента США N 3820744, НКИ 244 - 5, 1974, содержащий корпус в виде эластичной выпуклой оболочки с размещенными в ней баллонами для газа легче воздуха и образующим его кромки обтекателем, закрепленным на жестком силовом внешнем каркасе, соединенном посредством внутренней подвески в виде продольно-жестких элементов, имеющих приспособления для изменения их натяжения, с закрепленным на нижней оболочке и образующим грузовой отсек внутренним полым жестким силовым остовом, кабину управления, силовую установку и средства управления.

Недостатками этого дирижабля является большая масса жесткого внешнего каркаса и жесткого силового внутреннего остова, приводящие к снижению его весовой отдачи, сложность конструкции и необходимость балластной системы.

Наиболее близким по своей технической сущности является известный из патента США N 4,366,936, кл. B 64 B 1/02, 1983 комбинированный управляемый летательный аппарат легче воздуха, содержащий корпус в виде заполненной газом легче воздуха сферической эластичной оболочки с гибкими стяжными элементами, со смонтированной на ней посредством подвески гондолой с шасси, приспособлением для захвата грузов и расположенными симметрично ее продольной оси маршевыми двигателями.

Недостатками этого летательного аппарата является неудобство в эксплуатации, низкая весовая отдача, отсутствие системы термического регулирования и создания подъемной силы, необходимость в балласте и отсутствие возможности иметь уменьшенное сечение в миделе на стоянке в случае больших ветровых нагрузок.

Задачами изобретения является создание удобного в эксплуатации управляемого летательного аппарата легче воздуха универсального назначения с высокой весовой отдачей, снабженного термической системой регулирования и создания подъемной силы, балластирования и уменьшенным сечением в миделе на стоянке при большой силе ветра.

Эти задачи достигаются тем, что в комбинированном полужестком управляемом летательном аппарате легче воздуха, содержащий корпус в виде заполненный газом легче воздуха сферической эластичной оболочки с гибкими стяжными элементами, регулируемой длины и смонтированной на ней посредством подвески гондолой с шасси, системой управления, устройство для захвата грузов и расположенными симметрично ее продольной оси маршевыми двигателями он снабжен распорным приспособлением в виде контактирующего с внутренней поверхностью эластичной оболочки полого жесткого тора с жесткими носовым и кормовыми обтекателями и кронштейнами для крепления маршевых двигателей и системой сдува в виде сопел, образующих на наружной поверхности сферической эластичной оболочки концентричные относительно ее горизонтальной оси переднюю, заднюю и размещенные между ними промежуточные вертикальных кольцевые зоны, шасси - откидными опорными стойками, маршевые двигатели - турбонагнетателями, соединенным посредством шлангов высокого давления с соплами, эластичная сферическая оболочка выполнена с эластичной воронкообразной газонепроницаемой мембраной, делящей ее полость на расположенный над ней отсек газа легче воздуха и расположенный под ней отсек термостатического балластирования, имеющий приспособления для подачи в него и выпуска нагретого газа и забортного воздуха, жесткий тор смещен в верх, причем горизонтальная плоскость расположения его продольной оси отстоит от горизонтальной плоскости, проходящей через центр сферической эластичной оболочки на 0,005 - 0,1 ее диаметра, а гибкие стяжные элементы регулируемой длины образуют подвеску гондолы, связывающей ее с жестким тором эластичной оболочки, при этом на ее наружной поверхности сопла расположены друг от друга с шагом n в горизонтальной и шагом h в вертикальной плоскости, равным соответственно 0,05 - 0,5 и 0,0025 - 0,125 диаметра эластичной оболочки.

Кроме того в комбинированном полужестком управляемом летательном аппарате легче воздуха жесткий тор может быть выполнен с отсеками для размещения балласта, а устройство для захвата грузов может быть выполнено в виде закрепленных на гондоле продольно-жестких элементов регулируемой длины со смонтированными на их свободных концах захватными приспособлениями.

На фиг. 1 схематично изображен общий вид комбинированного полужесткого управляемого летательного аппарата легче воздуха со снятым маршевым двигателем.

На фиг. 2 - продольный разрез на фиг. 1.

На фиг. 3 изображен общий вид комбинированного полужесткого управляемого летательного аппарата легче воздуха в сложенном виде на стоянке.

На фиг. 4 - узел A на фиг. 3 в увеличенном масштабе.

Комбинированный полужесткий управляемый летательный аппарат легче воздуха состоит из корпуса в виде сферической эластичной оболочки 1 с распорным приспособлением в виде контактирующего с ее внутренней поверхностью оболочки 1 полого жесткого тора 2 с жесткими носовым 3 и кормовым 4 обтекателями и кронштейнами 5 для крепления маршевых двигателей 6. На наружной поверхности сферической эластичной оболочки 1 размещена системой сдува в виде сопел 7, образующих на наружной поверхности сферической эластичной оболочки концентричные относительно ее горизонтальной оси переднюю, заднюю и размещенные между ними промежуточные вертикальные кольцевые зоны 8, при этом эластичная сферическая оболочка 1 выполнена с делящей ее полость эластичной воронкообразной газонепроницаемой мембраной 9, делящей ее полость на расположенный над ней отсек 10 газа легче воздуха и расположенный под ней отсек 11 термостатического балластирования, имеющий приспособления для подачи в него и выпуска нагретого газа и забортного воздуха (условно не показанном). Установленные на кронштейнах 5 маршевые двигатели 6 снабжены турбонагнетателями 12, которые связаны шлангами 13 высокого давления с соплами 7. На жестком торе 2 закреплены концы образующих подвеску гибких стяжных элементов 14 регулируемой длины, соединенных с лебедками 15, смонтированными на гондоле 16. В гондоле 16 установлена система управления (условно не показана), а ее шасси 17 выполнено с откидными опорными стойками 18. Гондола 16 имеет так же устройство для захвата грузов в виде закрепленных на ней продольно-жестких элементов 19 регулируемой длины со смонтированными на их свободных концах захватными приспособлениями 20. Кроме того жесткий тор 2 выполнен с отсеками 21 для размещения балласта 22 и смещен в верх, причем горизонтальная плоскость расположения его продольной оси отстоит от горизонтальной плоскости, проходящей через центр сферической эластичной оболочки 1 на 0,005 - 0,1 ее диаметра. Сопла 7 расположены относительно друг от друга с шагом n в горизонтальной и шагом h в вертикальной плоскости, равным соответственно 0,05 - 0,5 и 0,0025 - 0,125 диаметра эластичной оболочки 1.

Работает комбинированный полужесткий управляемый летательный аппарат легче воздуха следующим образом: перед запуском маршевых двигателей 6 отсоединяют от шасси 17 швартовы в виде пропущенных через направляющие блоки 23 тросов 24 лебедок 25, установленных на посадочной площадке 26, и освобождают отсеки 21 жесткого тора 2 от балласта 22, а затем, включив маршевые двигатели 6, заполняют отсек 11 термостатического балластирования сферической эластичной оболочки 1, которая при этом расправляется, и натягивает гибкие стяжные элементы 14 регулируемой длины, обеспечивают благодаря этому необходимую жесткость распорного приспособления, обуславливая тем самым сферическую форму эластичной оболочки 1. На следующем этапе взлета увеличивают обороты маршевых двигателей и поднимают температуру выхлопных газов в отсеке 11 термостатического балластирования и тем самым увеличивают аэростатическую силу и компенсируют одновременно с этим вес транспортируемого груза, обеспечивая при этом взлет.

После набора заданной высоты включают турбонагнетатели 12 и через гибкие шланги 13 высокого давления подают в сопла 7 сжатый воздух, который благодаря системе сдува снижает величину сопротивления перемещению сферической эластичной оболочки 1, а изменение направления полета производят изменение числа оборотов и угла атаки лопастей винтов маршевых двигателей 6, а изменение высоты полета производят изменением температуры газов, заполняющих отсек 11 термостатического балластирования.

Посадка комбинированного полужесткого управляемого летательного аппарата легче воздуха осуществляется следующим образом: после уменьшения скорости горизонтального полета и отключения турбонагнетателей 12 в отсек 11 термостатического балластирования подается забортный воздух, который снижает в нем температуру, т.е. уменьшают подъемную аэростатическую силу и тем самым обеспечивает его спуск.

После причаливания к посадочной площадке 26 для снижения ветровой нагрузки сферическую эластичную оболочку 1 из отсека 11 термостатического балластирования удаляют заполняющие его выхлопные газы и воздух, благодаря чему сферическая эластичная оболочка 1 принимает серповидную форму, а ее нижняя часть складывается, при этом отсеки 21 жесткого тора 2 заполняются балластом 22. После этого закрепляют швартовы в виде тросов 24 на шасси 17 гондолы 16 и лебедкой 25 подтягивают гондолу 17 через направляющие блоки 28 к поверхности посадочной площадки 26 и закрепляют на ней.