приспособление для удержания аэростата на заданной высоте

Формула изобретения

1. Приспособление для удержания аэростата на заданной высоте в виде причальной плиты со средствами крепления колец для одинаковых по длине тросов аэростата, отличающееся тем, что причальная плита выполнена в виде рамы со средствами сцепления с движущимися по рельсам объектами, к раме снизу крепятся скобы, изогнутые для охвата верхней части рельса, каждая скоба содержит неплотно стягивающую её свободные концы пружину и отталкивается от рельса укреплёнными на ней намагниченными колёсами.

2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что рама выполнена полой и содержит вентили для регулирования давления воздуха в ней, а средства сцепления с движущимися по рельсам объектами выполнены в виде присосок, сообщающихся с внутренней полостью рамы.

3. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что намагниченные колёса размещены на подшипнике и выполнены в виде колец или воронок, в которых чередуются пластины ферромагнетиков и диамагнитные прослойки, при этом между подшипником и его прикреплённой к скобе осью имеется диамагнитная прокладка.

4. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что к раме крепится баллон с подъёмным газом, который расположен между полотном железной дороги и нижней поверхностью аэростата и содержит вентиль для регулирования количества подъёмного газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к воздухоплавательной технике, а именно к приспособлениям для удержания аэростатов на заданной высоте В 64 В 1/44, и позволяет приспособить аэростат к движению по железнодорожным путям без помощи колес - В 61 F 11/00.

Известны аэропоезда и воздушные трейлеры 1, включающие дирижабль-локомотив и пристропованные к нему один или несколько аэростатов-вагонов с грузом. Их недостатком является низкая устойчивость к боковым порывам ветра, который на больших высотах имеет высокую скорость. Если для доставки большого веса (порядка 500 т) груза такой способ доставки является практически единственно возможным, то для массовой доставки грузов массой до 500 кг необходимо подыскать более стабильные условия транспортировки.

Известны и широко распространены вагоны железных дорог 2, масса груза которых превышает подъемные возможности оболочки аэростата, способного поместиться между рельсами и проводами линии электропередачи над железной дорогой. Их недостатками являются низкая скорость движения и большой расход топлива или электроэнергии из-за большого веса вагонов. Развитие автотранспорта, авиации, воздухоплавательной техники приведет к

1 - Воздушный трейлер. /Техника молодежи, 1988, вып. 3, с.30,

2 - Вагоны широкой колеи железных дорог СССР. Краткий справочник. М. 1963,

оттоку грузов с железной дороги и к ускорению поставки грузов. Возникает задача увеличения скорости железнодорожного состава пусть даже за счет уменьшения его грузоподъемности.

Известны также почтовые вагоны железной дороги, которые принципиально не отличаются от пассажирских вагонов, если не считать их функциональных отличий. Их недостатком является катастрофически низкая скорость доставки почтовой корреспонденции по сравнению с электронной почтой.

Известен аэростат-контейнер - аэростат, свидетельство на полезную модель 17166 U1, В 64 В 1/44 от 20.07.2000, содержащий прикрепленную к нему емкость и причальные тросы с кольцами на концах для его удержания, отличающийся тем, что емкость выполнена в виде грузового контейнера с дверцами и подъемным трапом, с обтекаемой выступающей частью, причем тросы имеют одинаковую длину. Кроме того, этот аэростат может быть снабжен причальной плитой со средствами крепления аэростата в виде крюков, в головку которых пропущены поперечные стержни с отогнутым концом, проходящие через отверстие в малой щечке крюка с возможностью фиксации стержня в положении отогнутым концом вниз и выхода в положении отогнутым концом вверх, а отверстие в большой щечке крюка выполнено меньше отогнутого конца с возможностью фиксации поперечного стержня.

Известен также аэростат-цистерна - аэростат, заявка на полезную модель 2001104967/005188 от 21.02.2001, В 64 В 1/44, содержащий прикрепленную к нему емкость и причальные тросы с кольцами для его удержания, отличающиеся тем, что емкость выполнена в виде цистерны с одним или несколькими забривающимися сливными отверстиями, с обтекаемой выступающей частью, причем тросы имеют одинаковую длину. Кроме того, этот аэростат может быть снабжен причальной плитой с отверстиями и со средствами крепления аэростата в виде крюков с цепочками, содержащими на свободном конце крючки, с возможностью фиксации крючка в отверстии крюка, так как ширина этого отверстия в нижней части меньше ширины головки крючка, а в верхней части - больше нее. Кроме того, этот аэростат может быть снабжен причальной плитой с отверстиями и со средствами крепления в виде шпингалетов и ушек для их выдвигающихся щеколд, при этом шпингалет имеет вырезы в корпусе для передвижения ручки щеколды, за которую она передвигается под корпусом шпингалета и вдоль него или неподвижно закрепляется в задвинутом и выдвинутом состояниях с возможностью фиксации колец троса под щеколдой в выдвинутом положении благодаря креплению шпингалета на необходимой высоте над уровнем платформы или благодаря наличию выемки в платформе под местом крепления, при этом ручка шпингалета может иметь зажим в виде крюка, вращающегося на стержне, пропущенном через головки болтов, крепящих корпус шпингалета к платформе.

Описанные платформы аэростат-контейнера и аэростат-цистерны являются прототипами предлагаемого изобретения. Их недостатком при транспортировке аэростата по железной дороге является необходимость размещения причальной плиты на открытой железнодорожной платформе, в результате чего локомотиву придется тянуть практически порожнюю с точки зрения веса доставляемого груза платформу, которая имеет значительную массу, движется медленно из-за наличия колес и требует локомотива при сцепке или расцепке состава для транспортировки ее к месту сцепки или от него.

Решаемая задача - приспособление аэростата к движению непосредственно по рельсам железной дороги без использования промежуточных тяжелых средств доставки.

Технический результат:

- уменьшение общего веса поезда благодаря исключению из его состава веса платформ, на которых располагаются аэростаты;

- создание аэростата, передвигающегося вдоль рельсов железной дороги вблизи поверхности земли, где скорость ветра обычно невелика, и удерживаемого рельсами за тросы при порывах ветра;

- создание аэростата, передвигающегося по уже построенным и лишь незначительно модернизированным железнодорожным путям и опирающегося преимущественно на магнитное поле, а не на колеса;

- приспособление аэростата к движению внутри аэропоезда благодаря возможности оцепления нескольких аэростатов между собой.

Этот технический результат достигается тем, что приспособление для удержания аэростата на заданной высоте в виде причальной плиты со средствами крепления колец одинаковых по длине тросов аэростата отличается тем, что причальная плита выполнена в виде рамы со средствами сцепления с движущимися по рельсам объектами, к раме снизу крепятся скобы, изогнутые для охвата верхней части рельса, каждая скоба содержит неплотно стягивающую ее свободные концы пружину и отталкивается от рельса укрепленными на ней намагниченными колесами, кроме того, рама выполнена полой и содержит вентили для регулирования давления воздуха в ней, а средства сцепления с движущимися по рельсам объектами выполнены в виде присосок, сообщающихся с внутренней полостью рамы, кроме того, намагниченные колеса размещены на подшипнике и выполнены в виде колец или воронок, в которых чередуются пластины ферромагнетиков и диамагнитные прослойки, при этом между подшипником и его прикрепленной к скобе осью имеется диамагнитная прокладка, кроме того, к раме крепится баллон с подъемным газом, который расположен между полотном железной дороги и нижней поверхностью аэростата и содержит вентиль для регулирования количества подъемного газа.

Описанное приспособление приведено на чертежах.

На фиг.1 изображен общий вид причальной железнодорожной плиты, вид сверху; на фиг.2 - ее вид сбоку; на фиг.3 - вид магнитной подвески спереди; на фиг. 4 - вид сбоку магнитного колеса; на фиг.5 - вид сбоку стыка рельсов железнодорожного пути широкой колеи с планируемыми изменениями; на фиг.6 - вид сверху железнодорожного рельса и остряка стрелки с планируемыми изменениями.

Описание чертежей.

На фиг.1 и ниже обозначены 1 - полая рама с присосками сцепления 2, 3 - баллон с подъемным газом для регулирования положения рамы 1 относительно полотна железной дороги, 4 - крюк-замки, 5 - вентиль для регулирования притока и оттока подъемного газа в баллоне 3, 6 - съемный ключ вентиля 5, на фиг.2 также можно видеть 7 - внутреннюю полость рамы с воздухом, 8 - стойки магнитных подвесок, 9 - их скобы, 10 - намагниченные колеса, 11 - вентиль для регулирования давления воздуха в раме 1, 12 - съемный ключ вентиля 11, на фиг.3 кроме указанных объектов приведены пружина 13 и поперечный срез рельса 14, 15 - винт для крепления скобы 9 к стойке 8, на фиг.4 изображены ферромагнитные пластины 18, диамагнитные прослойки 17, кольца 18, стягивающие пластины 16 и прослойки 17, шарикоподшипник 19, его ось 20, на фиг.5 обозначены 21 - стыкуемые концы рельсов, 22 - накладка, 23 - болты крепления, 24 - контакты светофорной цепи, 25 - верхняя кромка накладки после ее укорочения, на фиг.6 можно видеть планируемый надрез 26 рельса 27 для беспрепятственного передвижения скобы с намагниченными колесами и приваренные к остряку 28 стрелки стрелочного перевода выступы 29 для отталкивания нижних намагниченных колес.

Предлагаемое приспособление используется в качестве подвижного причала для аэростат-контейнеров и аэростат-цистерн. При погрузке аэростата грузчики держат его за тросы и размещают над рамой причальной плиты. Далее они закрепляют кольца на концах тросов в крюк-замкам причальной плиты.

Перед отправлением поезда из первоначального пункта обходчик с переносным насосом, укрепленным на резиновом баллоне с подъемным газом, одевает шланг насоса на вентиль 5, открывает его съемным ключом 6, включает насос и устанавливает магнитные подвески в положение, изображенное на фиг.3. Это необходимо делать, поскольку аэростат с грузом может быть перегружен или недогружен, тогда соответственно верхние или нижние намагниченные колеса будут упираться в рельс, поскольку подъемная сила аэростата не будет равна силе отталкивания колес от рельсов.

Если приспособление не было прицеплено к другим объектам, движущимся по рельсам, необходимо воспользоваться присосками. В аэропоезде дирижабль-локомотив может быть снабжен насосом, отсасывающим воздух через вентиль присоски локомотива, подобный вентилю 11. Для сцепления поезда, состоящего из описанных приспособлений, дирижабль-локомотив задним ходом прижимает присоски рам друг к другу и после работы насоса, откачивающего воздух из рам, между присосками образуется вакуум, что позволяет им плотнее прижаться друг к другу. Чтобы воздух не выходил из рам через вентиль 11 в присоске последней платформы, в нем доступ воздуха перекрывается ключом 12. Чтобы при сцеплении платформ присоски прижалась друг к другу плотнее, аэропоезду необходимо опираться последним аэростатом в упор, например в застопоренный вагон или локомотив. При сцеплении отдельной платформы с тяжелым поездом ее рама присасывается к его последнему вагону благодаря работе переносного насоса, шланг которого одевается на вентиль 11 и после его открытия откачивает воздух из рамы. Для прижигания рамы с аэростатом к вагону достаточно усилий одного-двух человек. Стойки магнитных подвесок служат для выравнивания расстояния между рамой 1 и полотном железной дороги и местом сцепления тяжелого вагона и полотном железной дороги.

При формировании состава приспособление может легко сниматься с рельсов или одеваться на них путем разжигания пружины 13 и переноса его за стойки 8 для установки на другие железнодорожные пути.

При движении приспособления по рельсам обращенные северным полюсом в сторону рельса ферромагнитные пластины 16 отталкиваются от него. При порывах ветра, толчках при движении поезда намагниченные колеса могут быть задействованы в качестве обычных колес. В отличие от обычного плоского магнита такие колеса смогут поворачиваться и не будут стираться при толчках о рельсы. Изображенные на фиг.3 колеса 10 имеют плоскую форму, но они могут быть изогнуты свободным краем в сторону рельса. Тогда по форме они будут напоминать воронку, отталкивающуюся широким краем от рельса. Между подшипниками 19 и южными полюсами пластин 16 необходимо присутствие диамагнитной прослойки, чтобы вращение подшипника не тормозилось магнитным полем.

Для эксплуатации описанной платформы достаточно использовать уже проложенные железнодорожные пути, но потребуется их небольшое усовершенствование. Например, существуют места, где намагниченное колесо не сможет пройти под рельсом:

- над накладками в месте стыка двух рельсов, верхнюю часть накладок придется срезать сваркой, как показано на фиг.5;

- придется срезать контакты светофорной цепи 24, тогда придется замыкать светофорную цепь с локомотива проходящего поезда с помощью электромагнитного импульса;

- на стрелочном переводе необходимо сделать надрез на основном рельсе, как показано на фиг.6 и приварить к остряку 28, который не имеет желоба на конце, выступающую часть 29 для отталкивания и опоры колес 10, при этом выступающая часть 29 может быть выкована из металла, полученного из срезок накладок 22,

- в местах пересечения железной дороги пешеходными и автомобильными трасами необходимо очистить от асфальта, камней или досок пространство вблизи рельса, это не помешает движению автотранспорта, поскольку полученная щель будет много уже диаметра колес автомобиля.

Перечисленные работы являются более дешевыми, чем отливка новых причальных плит или прокладка рельсов скоростной железной дороги. Скорость аэропоезда будет значительно превышать скорость любого тяжелого колесного поезда благодаря отсутствию трения колес о рельсы. В дирижабле-локомотиве могут использоваться те же принципы движения, что и у трамвая, но обычные колеса у него также должны быть заменены на магнитные подвески. В случае строительства новых железнодорожных путей в конструкции их рельсов необходимо учитывать сделанные замечания.

Описанные приспособления с закрепленными на них аэростат-контейнерами могут использоваться для доставки бандеролей и посылок с нестандартными почтовыми отправлениями, которые не могут быть переданы в электронном виде и куплены по описанию в другом населенном пункте. Аэростат-контейнеры на платформе с магнитной подвеской могут быть использованы для доставки вечерней, ночной и воскресной корреспонденции между населенными пунктами, расположенными в 14 и менее часах езды друг от друга. Поскольку электронное письмо, отосланное в воскресный день, поздним вечером или ночью все равно будет до утра дожидаться прихода адресата на работу, отправитель вполне может посылать его обычной почтой. Аэростат-цистерна, перевозимая с помощью описанного приспособления, также может значительно ускорить доставку жидких грузов небольшой массы.