дирижабль (варианты)

Формула изобретения

1. Дирижабль, корпус которого содержит воздушную камеру дирижабля и автономную энергосистему, отличающийся тем, что автономная энергосистема дирижабля оснащена оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура циркуляции газообразного теплоносителя.

2. Дирижабль, корпус которого содержит воздушную камеру дирижабля и автономную энергосистему, отличающийся тем, что автономная энергосистема дирижабля оснащена оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура циркуляции газообразного теплоносителя, и оснащенной, по меньшей мере, одним теплообменником, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя.

3. Дирижабль, корпус которого содержит воздушную камеру дирижабля и автономную энергосистему, отличающийся тем, что оснащен теплоизолированным корпусом воздушной камеры дирижабля, соединенным с корпусом дирижабля, а автономная энергосистема дирижабля оснащена оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура циркуляции газообразного теплоносителя.

4. Дирижабль, корпус которого содержит воздушную камеру дирижабля и автономную энергосистему, отличающийся тем, что оснащен теплоизолированным корпусом воздушной камеры дирижабля, соединенным с корпусом дирижабля, а автономная энергосистема дирижабля оснащена оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура циркуляции газообразного теплоносителя, и оснащенной, по меньшей мере, одним теплообменником, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя.

5. Дирижабль по любому из пп.2, 4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один теплообменник, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, оснащен, по меньшей мере, одним насосом для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя.

6. Дирижабль по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что оснащен нагревателем воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одним воздуходувным агрегатом, включенными с воздушной камерой дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры дирижабля.

7. Дирижабль по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что оснащен нагревателем атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одной компрессорной установкой для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру дирижабля через нагреватель атмосферного воздуха газообразным теплоносителем.

8. Дирижабль по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что оснащен системой сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры дирижабля.

9. Дирижабль по любому пп.1-4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один ядерный жидкосолевой реактор с оборудованием контура циркуляции расплава топливной солевой композиции и контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя размещен в защитном обогреваемом теплоизолированном боксе.

10. Дирижабль по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что оснащен устройством для подключения к заправщику расплавом топливной солевой композиции и расплавом промежуточного солевого теплоносителя.

11. Дирижабль по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что оснащен компрессорной установкой для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям дирижабля.

12. Дирижабль по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что оснащен, по меньшей мере, одним воздушным винтом с электроприводом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для воздухоплавания и может быть использовано при создании дирижабля.

Известен разработанный итальянским инженером У.Нобиле дирижабль «Норвегия» (БСЭ, М.: Советская энциклопедия, т.5, с.256, 1971). Дирижабль «Норвегия» был оснащен автономной энергосистемой с тремя двигателями на органическом топливе по 185 кВт каждый. На дирижабле «Норвегия» Р.Амундсон в 1926 г. совершил за 71 час беспосадочный перелет с о. Шпицберген через Северный Полюс на Аляску.

Недостатки известного устройства заключаются в малой мощности автономной энергосистемы и значительном расходе органического топлива.

Наиболее близким по технической сущности заявленному дирижаблю (варианты) является дирижабль «СССР В-6» (БСЭ, М.: Советская энциклопедия, т.5, с.256, 1971). Дирижабль «СССР В-6» был оснащен автономной энергосистемой с тремя двигателями на органическом топливе по 177 кВт каждый. На дирижабле «СССР В-6» в 1937 году был установлен рекорд продолжительности полета - 130 ч 27 мин. На борту находилось 16 человек экипажа.

Недостатки дирижабля «СССР В-6» также заключаются в малой мощности его автономной энергосистемы и значительном расходе органического топлива.

Технический результат изобретения состоит в увеличении мощности автономной энергосистемы дирижабля, отсутствии необходимости в органическом топливе для работы его автономной энергосистемы, повышении надежности и безопасности дирижабля.

Для достижения технического результата в дирижабле, корпус которого содержит воздушную камеру дирижабля и автономную энергосистему, предлагается автономную энергосистему дирижабля оснастить оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура циркуляции газообразного теплоносителя.

В частном случае исполнения дирижабля предлагается:

- дирижабль оснастить нагревателем воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одним воздуходувным агрегатом, включенными с воздушной камерой дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры дирижабля;

- дирижабль оснастить нагревателем атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одной компрессорной установкой для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру дирижабля через нагреватель атмосферного воздуха газообразным теплоносителем;

- дирижабль оснастить системой сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры дирижабля;

- по меньшей мере, один ядерный жидкосолевой реактор с оборудованием контура циркуляции расплава топливной солевой композиции и контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя разместить в защитном обогреваемом теплоизолированном боксе;

- дирижабль оснастить устройством для подключения к заправщику расплавом топливной солевой композиции и расплавом промежуточного солевого теплоносителя;

- дирижабль оснастить компрессорной установкой для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям дирижабля;

- дирижабль оснастить, по меньшей мере, одним воздушным винтом с электроприводом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 представлены возможная конструкция дирижабля и схема его автономной энергосистемы.

На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - воздуходувный агрегат, 2 - воздушная камера дирижабля, 3 - воздушный винт, 4 - газотурбогенератор, 5(1)-5(6) - запорные задвижки, 6 - защитный обогреваемый теплоизолированный бокс, 7 - компрессор, 8 - компрессорная установка для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру дирижабля, 9 - компрессорная установка для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям дирижабля, 10 - контур циркуляции газообразного теплоносителя, 11 - контур циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, 12 - контур циркуляции расплава топливной солевой композиции, 13 - корпус дирижабля, 14 - нагреватель атмосферного воздуха газообразным теплоносителем, 15 - нагреватель воздуха газообразным теплоносителем, 16 - насос для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, 17 - насос для циркуляции расплава топливной солевой композиции, 18 - реактивный двигатель дирижабля, 19 - система сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры, 22 - теплообменник «расплав промежуточного солевого теплоносителя - газообразный теплоноситель», 23 - теплообменник «расплав топливной солевой композиции - расплав промежуточного солевого теплоносителя», 24 - устройство для подключения дирижабля к заправщику, 25 - электронагреватель, 26 - электропривод воздушного винта, 27 - ядерный жидкосолевой реактор.

В состав дирижабля входит корпус 13 дирижабля, содержащий воздушную камеру 2 дирижабля и автономную энергосистему, оснащенную оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры 2 дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором 27 с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования 12 контура циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура 10 циркуляции газообразного теплоносителя.

В частных случаях исполнения дирижабля в его состав могут входить:

нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, один воздуходувный агрегат 1, включенные с воздушной камерой 2 дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры 2 дирижабля; нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одна компрессорная установка 8 для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру 2 дирижабля через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем; система 19 сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля; защитный обогреваемый теплоизолированный бокс 6; устройство 24 для подключения к заправщику расплавом топливной солевой композиции и расплавом промежуточного солевого теплоносителя; компрессорная установка 9 для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям 18 дирижабля; по меньшей мере, один воздушный винт 3 с электроприводом 26. Кроме того, в состав дирижабля могут входить: газотурбогенератор 4; запорные задвижки 5(1)-5(6); компрессор 7; насос 16 для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя; насос 17 для циркуляции расплава топливной солевой композиции; теплообменник 22 «расплав промежуточного солевого теплоносителя - газообразный теплоноситель»; теплообменник 23 «расплав топливной солевой композиции - расплав промежуточного солевого теплоносителя»; электронагреватели 25.

Корпус 13 дирижабля предназначен для размещения в нем воздушной камеры 2 дирижабля и автономной энергосистемы, оснащенной оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры 2 дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором 27 с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура 10 циркуляции газообразного теплоносителя.

Нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, один воздуходувный агрегат 1, включенные с воздушной камерой 2 дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры 2, предназначены для нагревания воздуха в воздушной камере 2 до необходимой температуры и поддержания температуры воздуха. Нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одна компрессорная установка 8 для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру 2 дирижабля через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем предназначены для восполнения аварийных потерь горячего воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля. Система 19 предназначена для сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля. Защитный обогреваемый теплоизолированный бокс 6 предназначен для размещения в нем, по меньшей мере, одного ядерного жидкосолевого реактора 27 с оборудованием контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции и контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и выполнения функций биологической защиты от ионизирующего излучения. Устройство 24 для подключения дирижабля к заправщику предназначено для дренирования отработанного расплава топливной солевой композиции и отработанного расплава промежуточного солевого теплоносителя и заправки дирижабля свежим расплавом топливной солевой композиции и свежим расплавом промежуточного солевого теплоносителя из заправщика. Компрессорная установка 9 предназначена для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям 18 дирижабля. Реактивные двигатели 18 предназначены для перемещений дирижабля в воздушном пространстве. По меньшей мере, один воздушный винт 3 с электроприводом 26 предназначен для перемещений дирижабля в воздушном пространстве. Газотурбогенератор 4 предназначен для производства электроэнергии. Запорные задвижки 5(1)-5(6) предназначены для изменения расходов воздуха и газообразного теплоносителя. Компрессор 7 предназначен для прокачки газообразного теплоносителя через оборудование контура 10. Насос 16 предназначен для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя. Насос 17 предназначен для циркуляции расплава топливной солевой композиции. Теплообменник 22 «расплав промежуточного солевого теплоносителя - газообразный теплоноситель» предназначен для передачи тепла от расплава промежуточного солевого теплоносителя к газообразному теплоносителю. Теплообменник 23 «расплав топливной солевой композиции - расплав промежуточного солевого теплоносителя» предназначен для передачи тепла от расплава топливной солевой композиции к расплаву промежуточного солевого теплоносителя. Электронагреватели 25 предназначены для нагревания внутреннего пространства в защитном обогреваемом теплоизолированном боксе 6 до температуры, превышающей температуру плавления топливной солевой композиции и промежуточного солевого теплоносителя, и поддержания этой температуры.

Дирижабль работает следующим образом.

От резервного источника подают электропитание к электронагревателям 25 и прогревают внутреннее пространство защитного обогреваемого теплоизолированного бокса 6 до температуры, превышающей температуру плавления топливной солевой композиции и промежуточного солевого теплоносителя. Устройством 24 соединяют с заправщиком контур 12 и заполняют ядерный жидкосолевой реактор 27 и остальное оборудование контура расплавом топливной солевой композиции. Посредством другого устройства 24 соединяют с заправщиком контур 11 и заполняют оборудование контура расплавом промежуточного солевого теплоносителя. Заполняют контур 10 необходимым количеством газообразного теплоносителя. От резервного источника электропитания: включают в работу насос 17 и прокачивают им расплав топливной солевой композиции через оборудование контура 12, включают в работу насос 16 и прокачивают им расплав промежуточного солевого теплоносителя через оборудование контура 11, включают в работу компрессор 7, открывают запорную задвижку 5(1) и прокачивают газообразный теплоноситель через оборудование контура 10. Выводят ядерный жидкосолевой реактор 27 на необходимый уровень мощности. Расплав жидкосолевой топливной композиции отводит тепло от ядерного жидкосолевого реактора 27 и передает его в теплообменнике 23 расплаву промежуточного жидкосолевого теплоносителя, который передает его далее в теплообменнике 22 газообразному теплоносителю. Газ, нагретый в теплообменнике 22, поступает в турбину газотурбогенератора 4. Газ, прошедший газотурбогенератор 4, пропускают через нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем, для чего открывают запорные задвижки 5(2) и 5(3). Отключают работающее оборудование от резервного источника электропитания и переводят его на автономное электропитание от газотурбогенератора 4. Включают в работу воздуходувный агрегат 1 и прокачивают воздух воздушной камеры 2 через нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем. Температура и давление воздуха в воздушной камере 2 будут возрастать. Система 19 будет сбрасывать избыточное давление воздуха из воздушной камеры 2. Процесс повышения температуры воздуха в воздушной камере 2 будет продолжаться до достижения подъемной силы, необходимой для подъема дирижабля на требуемую высоту. Для вертикальных перемещений дирижабля в воздушном пространстве включают в работу компрессорную установку 9 и подают от нее сжатый воздух к реактивным двигателям 18. Для компенсации силы ветра и горизонтальных перемещений дирижабля в воздушном пространстве включают в работу электропривод 26 воздушного винта 3. Для компенсации аварийных потерь воздуха из воздушной камеры 2 открывают запорные задвижки 5(4) и 5(5), включают в работу компрессорную установку 8, открывают запорную задвижку 5(6) и закачивают атмосферный воздух в воздушную камеру 2 через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем.

Пример конкретного исполнения дирижабля.

Конкретное исполнение дирижабля выполнено в предположении, что масса автономной энергосистемы дирижабля и бортового оборудования равна 6000 т, масса корпуса воздушной камеры и корпуса дирижабля равна 3000 т, грузоподъемность 1000 т, корпус дирижабля и корпус воздушной камеры сферические. Для поднятия массы 10000 т на высоту 5000 м необходим сферический корпус воздушной камеры радиусом 150 м, заполненный воздухом, имеющим температуру 300°С. В составе автономной энергосистемы дирижабля может быть жидкосолевой уран-ториевый реактор-размножитель или конвертор на тепловых нейтронах (В.Л.Блинкин, В.М.Новиков, «Жидкосолевые ядерные реакторы», М.: Атомиздат, 1978). В качестве топливной композиции может быть выбрана смесь фтористых солей, например 53,5NaF-40ZrF ₄-6,5UF₄. В качестве промежуточного теплоносителя может быть выбрана эвтектическая смесь NaBF₄-NaF, которая дешевле топливной композиции и имеет более низкую температуру плавления. В качестве основного конструкционного материала может быть выбран сплав хастеллой-Н или отечественный сплав с аналогичными свойствами. Ядерный жидкосолевой реактор будет оснащен системами удаления газообразных продуктов деления из его компенсационной камеры, системой сбора трития. Реактор-размножитель будет оснащен системой очистки и кондиционирования топливной композиции. Корпус дирижабля может иметь форму сигары или форму диска. Дирижабль может быть оснащен радиолокационной станцией, бортовой системой противоракетной обороны, пусковыми установками ракет, площадками взлета и посадки вертолетов и полосами взлета и посадки самолетов, установкой для ожижения природного газа, холодильной установкой для перевозки сжиженного газа, салонами для пассажиров, грузовыми отсеками, резервуарами для воды, нефти, системами тушения наземных пожаров. Мощность ядерного жидкосолевого реактора должна быть достаточной для энергоснабжения бортовых систем, создания необходимой подъемной силы нагреванием воздуха воздушной камеры и поддержания температуры воздуха в воздушной камере. КПД силовой установки с ядерным жидкосолевым реактором может достигать 44%.

Аналогичный вариант дирижабля может быть получен заменой газообразного теплоносителя в трехконтурной системе теплоотвода от ядерного жидкосолевого реактора на пароводяной теплоноситель.

Достигнут технический результат изобретения, увеличена мощность автономной энергосистемы дирижабля, нет необходимости в органическом топливе для работы его автономной энергосистемы, повышены надежность и безопасность дирижабля.

Ядерный жидкосолевой реактор является реактором физико-химической концепции. Возможно также исполнение дирижабля с автономной энергосистемой, оснащенной каким-либо другим ядерным реактором теплотехнической концепции, например водо-водяным реактором. Недостатки, присущие всем реакторам теплотехнической концепции, снизят основные технические характеристики дирижабля и, прежде всего, его безопасность.

Известен разработанный итальянским инженером У.Нобиле дирижабль «Норвегия» (БСЭ, М.: Советская энциклопедия, т.5, с.256, 1971). Дирижабль «Норвегия» был оснащен автономной энергосистемой с тремя двигателями на органическом топливе по 185 кВт каждый. На дирижабле «Норвегия» Р.Амундсон в 1926 г. совершил за 71 час беспосадочный перелет с о. Шпицберген через Северный Полюс на Аляску.

Недостатки известного устройства заключаются в малой мощности автономной энергосистемы и значительном расходе органического топлива.

Наиболее близким по технической сущности заявленному дирижаблю (варианты) является дирижабль «СССР В-6» (БСЭ, М.: Советская энциклопедия, т.5, с.256, 1971). Дирижабль «СССР В-6» был оснащен автономной энергосистемой с тремя двигателями на органическом топливе по 177 кВт каждый. На дирижабле «СССР В-6» в 1937 году был установлен рекорд продолжительности полета - 130 ч 27 мин. На борту находилось 16 человек экипажа.

Недостатки дирижабля «СССР В-6» также заключаются в малой мощности его автономной энергосистемы и значительном расходе органического топлива.

Технический результат изобретения состоит в увеличении мощности автономной энергосистемы дирижабля, отсутствии необходимости поднимать и удерживать в воздухе запас органического топлива для ее работы, повышении надежности и безопасности дирижабля.

Для достижения технического результата в дирижабле, корпус которого содержит воздушную камеру дирижабля и автономную энергосистему, предлагается автономную энергосистему дирижабля оснастить оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура циркуляции газообразного теплоносителя и оснащенной, по меньшей мере, одним теплообменником, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя.

В частном случае исполнения дирижабля предлагается:

- по меньшей мере, один теплообменник, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, оснастить, по меньшей мере, одним насосом для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя;

- дирижабль оснастить нагревателем воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одним воздуходувным агрегатом, включенными с воздушной камерой дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры дирижабля;

- дирижабль оснастить нагревателем атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одной компрессорной установкой для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру дирижабля через систему нагревания атмосферного воздуха газообразным теплоносителем;

- дирижабль оснастить системой сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры дирижабля;

- по меньшей мере, один ядерный жидкосолевой реактор с оборудованием контура циркуляции расплава топливной солевой композиции и контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя разместить в защитном обогреваемом теплоизолированном боксе;

- дирижабль оснастить устройством для подключения к заправщику расплавом топливной солевой композиции и расплавом промежуточного солевого теплоносителя;

- дирижабль оснастить компрессорной установкой для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям дирижабля;

- дирижабль оснастить, по меньшей мере, одним воздушным винтом с электроприводом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1-3 представлены возможная конструкция дирижабля и схема его автономной энергосистемы.

На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - воздуходувный агрегат, 2 - воздушная камера дирижабля, 3 - воздушный винт, 4 - газотурбогенератор, 5(1)-5(6) - запорные задвижки, 6 - защитный обогреваемый теплоизолированный бокс, 7 - компрессор, 8 - компрессорная установка для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру дирижабля, 9 - компрессорная установка для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям дирижабля, 10 - контур циркуляции газообразного теплоносителя, 11 - контур циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, 12 - контур циркуляции расплава топливной солевой композиции, 13 - корпус дирижабля, 14 - нагреватель атмосферного воздуха газообразным теплоносителем, 15 - нагреватель воздуха газообразным теплоносителем, 16 - насос для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, 17 - насос для циркуляции расплава топливной солевой композиции, 18 - реактивный двигатель дирижабля, 19 - система сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры, 21 - теплообменник, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, 24 - устройство для подключения дирижабля к заправщику, 25 - электронагреватель, 26 - электропривод воздушного винта, 27 - ядерный жидкосолевой реактор.

В состав дирижабля входит корпус 13 дирижабля, содержащий воздушную камеру 2 дирижабля и автономную энергосистему, оснащенную оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры 2 дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором 27 с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура 10 циркуляции газообразного теплоносителя и оснащенной, по меньшей мере, одним теплообменником 21, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя.

В частных случаях исполнения дирижабля в его состав могут входить:

по меньшей мере, один теплообменник 21, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, оснащенный, по меньшей мере, одним насосом 16 для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя; нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, один воздуходувный агрегат 1, включенные с воздушной камерой 2 дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры 2 дирижабля; нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одна компрессорная установка 8 для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру 2 дирижабля через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем; система 19 сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля; защитный обогреваемый теплоизолированный бокс 6; устройство 24 для подключения к заправщику расплавом топливной солевой композиции и расплавом промежуточного солевого теплоносителя; компрессорная установка 9 для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям 18 дирижабля; по меньшей мере, один воздушный винт 3 с электроприводом 26. Кроме того, в состав дирижабля могут входить: газотурбогенератор 4; запорные задвижки 5(1)-5(6); компрессор 7; насос 17 для циркуляции расплава топливной солевой композиции; электронагреватели 25.

Корпус 13 дирижабля предназначен для размещения в нем воздушной камеры 2 дирижабля и автономной энергосистемы, оснащенной оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры 2 дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором 27 с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура 10 циркуляции газообразного теплоносителя и оснащенной, по меньшей мере, одним теплообменником 21, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя.

По меньшей мере, один теплообменник 21, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, оснащенный, по меньшей мере, одним насосом 16 для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, предназначен для передачи тепла конвекцией и теплопроводностью от топливной солевой композиции к газообразному теплоносителю через две стенки трубопроводов и расплав промежуточного солевого теплоносителя. Нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, один воздуходувный агрегат 1, включенные с воздушной камерой 2 дирижабля в контур циркуляции воздуха, предназначены для нагревания воздуха в воздушной камере 2 до необходимой температуры и поддержания температуры воздуха. Нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одна компрессорная установка 8 для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру 2 дирижабля через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем предназначены для восполнения аварийных потерь горячего воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля. Система 19 предназначена для сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля. Защитный обогреваемый теплоизолированный бокс 6 предназначен для размещения в нем, по меньшей мере, одного ядерного жидкосолевого реактора 27 с оборудованием контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции и контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и выполнения функций биологической защиты от ионизирующего излучения. Устройство 24 для подключения дирижабля к заправщику предназначено для дренирования отработанного расплава топливной солевой композиции и отработанного расплава промежуточного солевого теплоносителя и заправки дирижабля свежим расплавом топливной солевой композиции и свежим расплавом промежуточного солевого теплоносителя из заправщика. Компрессорная установка 9 предназначена для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям 18 дирижабля. Реактивные двигатели 18 предназначены для перемещений дирижабля в воздушном пространстве. По меньшей мере, один воздушный винт 3 с электроприводом 26 предназначен для перемещений дирижабля в воздушном пространстве. Газотурбогенератор 4 предназначен для производства электроэнергии. Запорные задвижки 5(1)-5(6) предназначены для изменения расходов воздуха и газообразного теплоносителя. Компрессор 7 предназначен для прокачки газообразного теплоносителя через оборудование контура 10. Насос 16 предназначен для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя. Насос 17 предназначен для циркуляции расплава топливной солевой композиции. Электронагреватели 25 предназначены для нагревания внутреннего пространства в защитном обогреваемом теплоизолированном боксе 6 до температуры, превышающей температуру плавления топливной солевой композиции и промежуточного солевого теплоносителя, и поддержания этой температуры.

Дирижабль работает следующим образом.

От резервного источника подают электропитание к электронагревателям 25 и прогревают внутреннее пространство защитного обогреваемого теплоизолированного бокса 6 до температуры, превышающей температуру плавления топливной солевой композиции и промежуточного солевого теплоносителя. Устройством 24 соединяют с заправщиком контур 12 и заполняют ядерный жидкосолевой реактор 27 и остальное оборудование контура расплавом топливной солевой композиции. Посредством другого устройства 24 соединяют с заправщиком контур 11 и заполняют оборудование контура расплавом промежуточного солевого теплоносителя. Заполняют контур 10 необходимым количеством газообразного теплоносителя. От резервного источника электропитания: включают в работу насос 17 и прокачивают им расплав топливной солевой композиции через оборудование контура 12, включают в работу насос 16 и прокачивают им расплав промежуточного солевого теплоносителя через оборудование контура 11, включают в работу компрессор 7, открывают запорную задвижку 5(1) и прокачивают газообразный теплоноситель через оборудование контура 10. Выводят ядерный жидкосолевой реактор 27 на необходимый уровень мощности. В теплообменнике 21, содержащем трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, тепло будет передаваться конвекцией и теплопроводностью от расплава топливной солевой композиции к газообразному теплоносителю через две стенки трубопроводов и расплав промежуточного солевого теплоносителя. Газообразный теплоноситель, нагретый в теплообменнике 21, поступает в газотурбогенератор 4. Газ, прошедший газотурбогенератор 4, пропускают через нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем, для чего открывают запорные задвижки 5(2) и 5(3). Отключают работающее оборудование от резервного источника электропитания и переводят его на автономное электропитание от газотурбогенератора 4. Включают в работу воздуходувный агрегат 1 и прокачивают воздух воздушной камеры 2 через нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем. Температура и давление воздуха в воздушной камере 2 будут возрастать. Система 19 будет сбрасывать избыточное давление воздуха из воздушной камеры 2. Процесс повышения температуры воздуха в воздушной камере 2 будет продолжаться до достижения подъемной силы, необходимой для подъема дирижабля на требуемую высоту. Для вертикальных перемещений дирижабля в воздушном пространстве включают в работу компрессорную установку 9 и подают от нее сжатый воздух к реактивным двигателям 18. Для компенсации силы ветра и горизонтальных перемещений дирижабля в воздушном пространстве включают в работу электропривод 26 воздушного винта 3. Для компенсации аварийных потерь воздуха из воздушной камеры 2 открывают запорные задвижки 5(4) и 5(5), включают в работу компрессорную установку 8, открывают запорную задвижку 5(6) и закачивают атмосферный воздух в воздушную камеру 2 через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем.

Пример конкретного исполнения дирижабля.

Конкретное исполнение дирижабля выполнено в предположении, что масса автономной энергосистемы дирижабля и бортового оборудования равна 6000 т, масса корпуса воздушной камеры и корпуса дирижабля равна 3000 т, грузоподъемность 1000 т, корпус дирижабля и корпус воздушной камеры сферические. Для поднятия массы 10000 т на высоту 5000 м необходим сферический корпус воздушной камеры радиусом 150 м, заполненный воздухом, имеющим температуру 300°С. В составе автономной энергосистемы дирижабля может быть жидкосолевой уран-ториевый реактор-размножитель или конвертор на тепловых нейтронах (В.Л.Блинкин, В.М. Новиков, «Жидкосолевые ядерные реакторы», М.: Атомиздат, 1978). В качестве топливной композиции может быть выбрана смесь фтористых солей, например 53,5NaF-40ZrF ₄-6,5UF₄. В качестве промежуточного теплоносителя может быть выбрана эвтектическая смесь NaBF₄-NaF, которая дешевле топливной композиции и имеет более низкую температуру плавления. В качестве газообразного теплоносителя может быть выбран углекислый газ или смесь газов. В качестве основного конструкционного материала может быть выбран сплав хастеллой-Н или отечественный сплав с аналогичными свойствами. Ядерный жидкосолевой реактор будет оснащен системами удаления газообразных продуктов деления из его компенсационной камеры, системой сбора трития. Реактор-размножитель будет оснащен системой очистки и кондиционирования топливной композиции. Корпус дирижабля может иметь форму сигары или форму диска. Дирижабль может быть оснащен радиолокационной станцией, бортовой системой противоракетной обороны, пусковыми установками ракет, площадками взлета и посадки вертолетов и полосами взлета и посадки самолетов, установкой для ожижения природного газа, холодильной установкой для перевозки сжиженного газа, салонами для пассажиров, грузовыми отсеками, резервуарами для воды, нефти, системами тушения наземных пожаров. Мощность ядерного жидкосолевого реактора должна быть достаточной для энергоснабжения бортовых систем, создания необходимой подъемной силы нагреванием воздуха воздушной камеры и поддержания температуры воздуха в воздушной камере. КПД силовой установки с ядерным жидкосолевым реактором может достигать 44%.

Аналогичный вариант дирижабля может быть получен заменой газообразного теплоносителя в трехконтурной системе теплоотвода от ядерного жидкосолевого реактора на пароводяной теплоноситель.

Достигнут технический результат изобретения, увеличена мощность автономной энергосистемы дирижабля, нет необходимости в органическом топливе для работы его автономной энергосистемы, повышены надежность и безопасность дирижабля.

Ядерный жидкосолевой реактор является реактором физико-химической концепции. Возможно также исполнение дирижабля с автономной энергосистемой, оснащенной каким-либо другим ядерным реактором теплотехнической концепции, например водо-водяным реактором. Недостатки, присущие всем реакторам теплотехнической концепции, снизят основные технические характеристики дирижабля и, прежде всего, его безопасность.

Известен разработанный итальянским инженером У.Нобиле дирижабль «Норвегия» (БСЭ, М.: Советская энциклопедия, т.5, с.256, 1971). Дирижабль «Норвегия» был оснащен автономной энергосистемой с тремя двигателями на органическом топливе по 185 кВт каждый. На дирижабле «Норвегия» Р.Амундсон в 1926 г. совершил за 71 час беспосадочный перелет с о. Шпицберген через Северный Полюс на Аляску.

Недостатки известного устройства заключаются в малой мощности автономной энергосистемы и значительном расходе органического топлива.

Наиболее близким по технической сущности заявленному дирижаблю (варианты) является дирижабль «СССР В-6» (БСЭ, М.: Советская энциклопедия, т.5, с.256, 1971). Дирижабль «СССР В-6» был оснащен автономной энергосистемой с тремя двигателями на органическом топливе по 177 кВт каждый. На дирижабле «СССР В-6» в 1937 году был установлен рекорд продолжительности полета - 130 ч 27 мин. На борту находилось 16 человек экипажа.

Недостатки дирижабля «СССР В-6» также заключаются в малой мощности его автономной энергосистемы и значительном расходе органического топлива.

Технический результат изобретения состоит в увеличении мощности автономной энергосистемы дирижабля, отсутствии необходимости поднимать и удерживать в воздухе запас органического топлива для ее работы, повышении надежности и безопасности дирижабля.

Для достижения технического результата дирижабль, корпус которого содержит воздушную камеру дирижабля и автономную энергосистему, предлагается оснастить теплоизолированным корпусом воздушной камеры дирижабля, соединенным с корпусом дирижабля, а автономную энергосистему дирижабля оснастить оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура циркуляции газообразного теплоносителя.

В частном случае исполнения дирижабля предлагается:

- дирижабль оснастить нагревателем воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одним воздуходувным агрегатом, включенными с воздушной камерой дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры дирижабля;

- дирижабль оснастить нагревателем атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одной компрессорной установкой для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру дирижабля через нагреватель атмосферного воздуха газообразным теплоносителем;

- дирижабль оснастить системой сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры дирижабля;

- по меньшей мере, один ядерный жидкосолевой реактор с оборудованием контура циркуляции расплава топливной солевой композиции и контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя разместить в защитном обогреваемом теплоизолированном боксе;

- дирижабль оснастить устройством для подключения к заправщику расплавом топливной солевой композиции и расплавом промежуточного солевого теплоносителя;

- дирижабль оснастить компрессорной установкой для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям дирижабля;

- дирижабль оснастить, по меньшей мере, одним воздушным винтом с электроприводом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1, 2, 4, 5 представлены возможная конструкция дирижабля и схема его автономной энергосистемы.

На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - воздуходувный агрегат, 2 - воздушная камера дирижабля, 3 - воздушный винт, 4 - газотурбогенератор, 5(1)-5(6) - запорные задвижки, 6 - защитный обогреваемый теплоизолированный бокс, 7 - компрессор, 8 - компрессорная установка для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру дирижабля, 9 - компрессорная установка для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям дирижабля, 10 - контур циркуляции газообразного теплоносителя, 11 - контур циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, 12 - контур циркуляции расплава топливной солевой композиции, 13 - корпус дирижабля, 14 - нагреватель атмосферного воздуха газообразным теплоносителем, 15 - нагреватель воздуха газообразным теплоносителем, 16 - насос для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, 17 - насос для циркуляции расплава топливной солевой композиции, 18 - реактивный двигатель дирижабля, 19 - система сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры, 20 - теплоизолированный корпус воздушной камеры дирижабля, 22 - теплообменник «расплав промежуточного солевого теплоносителя - газообразный теплоноситель», 23 - теплообменник «расплав топливной солевой композиции - расплав промежуточного солевого теплоносителя», 24 - устройство для подключения дирижабля к заправщику, 25 - электронагреватель, 26 - электропривод воздушного винта, 27 - ядерный жидкосолевой реактор.

В состав дирижабля входит корпус 13 дирижабля, содержащий воздушную камеру 2 дирижабля в теплоизолированном корпусе 20, соединенном с корпусом 13 дирижабля, и автономную энергосистему дирижабля, оснащенную оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры 2 дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором 27 с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура 10 циркуляции газообразного теплоносителя.

В частных случаях исполнения дирижабля в его состав могут входить:

нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, один воздуходувный агрегат 1, включенные с воздушной камерой 2 дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры 2 дирижабля; нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одна компрессорная установка 8 для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру 2 дирижабля через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем; система 19 сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля; защитный обогреваемый теплоизолированный бокс 6; устройство 24 для подключения к заправщику расплавом топливной солевой композиции и расплавом промежуточного солевого теплоносителя; компрессорная установка 9 для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям 18 дирижабля; по меньшей мере, один воздушный винт 3 с электроприводом 26. Кроме того, в состав дирижабля могут входить: газотурбогенератор 4; запорные задвижки 5(1)-5(6); компрессор 7; насос 16 для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя; насос 17 для циркуляции расплава топливной солевой композиции; теплообменник 22 «расплав промежуточного солевого теплоносителя - газообразный теплоноситель»; теплообменник 23 «расплав топливной солевой композиции - расплав промежуточного солевого теплоносителя»; электронагреватели 25.

Корпус 13 дирижабля предназначен для размещения в нем воздушной камеры 2 дирижабля в теплоизолированном корпусе 20, соединенном с корпусом дирижабля, и автономной энергосистемы дирижабля, оснащенной оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры 2 дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором 27 с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура 10 циркуляции газообразного теплоносителя.

Нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, один воздуходувный агрегат 1, включенные с воздушной камерой 2 дирижабля в контур циркуляции воздуха, предназначены для нагревания воздуха в воздушной камере 2 до необходимой температуры и поддержания температуры воздуха. Нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одна компрессорная установка 8 для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру 2 дирижабля через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем предназначены для восполнения аварийных потерь горячего воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля. Система 19 предназначена для сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля. Защитный обогреваемый теплоизолированный бокс 6 предназначен для размещения в нем, по меньшей мере, одного ядерного жидкосолевого реактора 27 с оборудованием контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции и контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и выполнения функций биологической защиты от ионизирующего излучения. Устройство 24 для подключения дирижабля к заправщику предназначено для дренирования отработанного расплава топливной солевой композиции и отработанного расплава промежуточного солевого теплоносителя и заправки дирижабля свежим расплавом топливной солевой композиции и свежим расплавом промежуточного солевого теплоносителя из заправщика. Компрессорная установка 9 предназначена для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям 18 дирижабля. Реактивные двигатели 18 предназначены для перемещений дирижабля в воздушном пространстве. По меньшей мере, один воздушный винт 3 с электроприводом 26 предназначен для перемещений дирижабля в воздушном пространстве. Газотурбогенератор 4 предназначен для производства электроэнергии. Запорные задвижки 5(1)-5(6) предназначены для изменения расходов воздуха и газообразного теплоносителя. Компрессор 7 предназначен для прокачки газообразного теплоносителя через оборудование контура 10. Насос 16 предназначен для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя. Насос 17 предназначен для циркуляции расплава топливной солевой композиции. Теплообменник 22 «расплав промежуточного солевого теплоносителя - газообразный теплоноситель» предназначен для передачи тепла от расплава промежуточного солевого теплоносителя к газообразному теплоносителю. Теплообменник 23 «расплав топливной солевой композиции - расплав промежуточного солевого теплоносителя» предназначен для передачи тепла от расплава топливной солевой композиции к расплаву промежуточного солевого теплоносителя. Электронагреватели 25 предназначены для нагревания внутреннего пространства в защитном обогреваемом теплоизолированном боксе 6 до температуры, превышающей температуру плавления топливной солевой композиции и промежуточного солевого теплоносителя, и поддержания этой температуры.

Дирижабль работает следующим образом.

От резервного источника подают электропитание к электронагревателям 25 и прогревают внутреннее пространство защитного обогреваемого теплоизолированного бокса 6 до температуры, превышающей температуру плавления топливной солевой композиции и промежуточного солевого теплоносителя. Устройством 24 соединяют с заправщиком контур 12 и заполняют ядерный жидкосолевой реактор 27 и остальное оборудование контура расплавом топливной солевой композиции. Посредством другого устройства 24 соединяют с заправщиком контур 11 и заполняют оборудование контура расплавом промежуточного солевого теплоносителя. Заполняют контур 10 необходимым количеством газообразного теплоносителя. От резервного источника электропитания: включают в работу насос 17 и прокачивают им расплав топливной солевой композиции через оборудование контура 12, включают в работу насос 16 и прокачивают им расплав промежуточного солевого теплоносителя через оборудование контура 11, включают в работу компрессор 7, открывают запорную задвижку 5(1) и прокачивают газообразный теплоноситель через оборудование контура 10. Выводят ядерный жидкосолевой реактор 27 на необходимый уровень мощности. Расплав жидкосолевой топливной композиции отводит тепло от ядерного жидкосолевого реактора 27 и передает его в теплообменнике 23 расплаву промежуточного жидкосолевого теплоносителя, который передает его далее в теплообменнике 22 газообразному теплоносителю. Газ, нагретый в теплообменнике 22, поступает в турбину газотурбогенератора 4. Газ, прошедший газотурбогенератор 4, пропускают через нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем, для чего открывают запорные задвижки 5(2) и 5(3). Отключают работающее оборудование от резервного источника электропитания и переводят его на автономное электропитание от газотурбогенератора 4. Включают в работу воздуходувный агрегат 1 и прокачивают воздух воздушной камеры 2 через нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем. Температура и давление воздуха в воздушной камере 2 будут возрастать. Система 19 будет сбрасывать избыточное давление воздуха из воздушной камеры 2. Процесс повышения температуры воздуха в воздушной камере 2 будет продолжаться до достижения подъемной силы, необходимой для подъема дирижабля на требуемую высоту. Для вертикальных перемещений дирижабля в воздушном пространстве включают в работу компрессорную установку 9 и подают от нее сжатый воздух к реактивным двигателям 18. Для компенсации силы ветра и горизонтальных перемещений дирижабля в воздушном пространстве включают в работу электропривод 26 воздушного винта 3. Для компенсации аварийных потерь воздуха из воздушной камеры 2 открывают запорные задвижки 5(4) и 5(5), включают в работу компрессорную установку 8, открывают запорную задвижку 5(6) и закачивают атмосферный воздух в воздушную камеру 2 через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем.

Пример конкретного исполнения дирижабля.

Конкретное исполнение дирижабля выполнено в предположении, что масса автономной энергосистемы дирижабля и бортового оборудования равна 6000 т, масса корпуса воздушной камеры и корпуса дирижабля равна 3000 т, грузоподъемность 1000 т, корпус дирижабля и корпус воздушной камеры сферические. Для поднятия массы 10000 т на высоту 5000 м необходим сферический корпус воздушной камеры радиусом 150 м, заполненный воздухом, имеющим температуру 300°С. В составе автономной энергосистемы дирижабля может быть жидкосолевой уран-ториевый реактор-размножитель или конвертор на тепловых нейтронах (В.Л.Блинкин, В.М.Новиков, «Жидкосолевые ядерные реакторы», М.: Атомиздат, 1978). В качестве топливной композиции может быть выбрана смесь фтористых солей, например 53,5NaF-40ZrF ₄-6,5UF₄. В качестве промежуточного теплоносителя может быть выбрана эвтектическая смесь NaBF₄-NaF, которая дешевле топливной композиции и имеет более низкую температуру плавления. В качестве основного конструкционного материала может быть выбран сплав хастеллой-Н или отечественный сплав с аналогичными свойствами. Ядерный жидкосолевой реактор будет оснащен системами удаления газообразных продуктов деления из его компенсационной камеры, системой сбора трития. Реактор-размножитель будет оснащен системой очистки и кондиционирования топливной композиции. Корпус дирижабля может иметь форму сигары или форму диска. Дирижабль может быть оснащен радиолокационной станцией, бортовой системой противоракетной обороны, пусковыми установками ракет, площадками взлета и посадки вертолетов и полосами взлета и посадки самолетов, установкой для ожижения природного газа, холодильной установкой для перевозки сжиженного газа, салонами для пассажиров, грузовыми отсеками, резервуарами для воды, нефти, системами тушения наземных пожаров. Мощность ядерного жидкосолевого реактора должна быть достаточной для энергоснабжения бортовых систем, создания необходимой подъемной силы нагреванием воздуха воздушной камеры и поддержания температуры воздуха в воздушной камере. КПД силовой установки с ядерным жидкосолевым реактором может достигать 44%.

Аналогичный вариант дирижабля может быть получен заменой газообразного теплоносителя в трехконтурной системе теплоотвода от ядерного жидкосолевого реактора на пароводяной теплоноситель.

Достигнут технический результат изобретения, увеличена мощность автономной энергосистемы дирижабля, нет необходимости в органическом топливе для работы его автономной энергосистемы, повышены надежность и безопасность дирижабля.

Ядерный жидкосолевой реактор является реактором физико-химической концепции. Возможно также исполнение дирижабля с автономной энергосистемой, оснащенной каким-либо другим ядерным реактором теплотехнической концепции, например водо-водяным реактором. Недостатки, присущие всем реакторам теплотехнической концепции, снизят основные технические характеристики дирижабля и, прежде всего, его безопасность.

Известен разработанный итальянским инженером У.Нобиле дирижабль «Норвегия» (БСЭ, М.: Советская энциклопедия, т.5, с.256, 1971). Дирижабль «Норвегия» был оснащен автономной энергосистемой с тремя двигателями на органическом топливе по 185 кВт каждый. На дирижабле «Норвегия» Р.Амундсон в 1926 г. совершил за 71 час беспосадочный перелет с о. Шпицберген через Северный Полюс на Аляску.

Недостатки известного устройства заключаются в малой мощности автономной энергосистемы и значительном расходе органического топлива.

Наиболее близким по технической сущности заявленному дирижаблю (варианты) является дирижабль «СССР В-6» (БСЭ, М.: Советская энциклопедия, т.5, с.256, 1971). Дирижабль «СССР В-6» был оснащен автономной энергосистемой с тремя двигателями на органическом топливе по 177 кВт каждый. На дирижабле «СССР В-6» в 1937 году был установлен рекорд продолжительности полета - 130 ч 27 мин. На борту находилось 16 человек экипажа.

Недостатки дирижабля «СССР В-6» также заключаются в малой мощности его автономной энергосистемы и значительном расходе органического топлива.

Технический результат изобретения состоит в увеличении мощности автономной энергосистемы дирижабля, отсутствии необходимости поднимать и удерживать в воздухе запас органического топлива для ее работы, повышении надежности и безопасности дирижабля.

Для достижения технического результата дирижабль, корпус которого содержит воздушную камеру дирижабля и автономную энергосистему, предлагается оснастить теплоизолированным корпусом воздушной камеры дирижабля, соединенным с корпусом дирижабля, а автономную энергосистему дирижабля оснастить оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура циркуляции газообразного теплоносителя и оснащенной, по меньшей мере, одним теплообменником, содержащим трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя.

В частном случае исполнения дирижабля предлагается:

- по меньшей мере, один теплообменник, содержащий трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, оснастить, по меньшей мере, одним насосом для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя;

- дирижабль оснастить нагревателем воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одним воздуходувным агрегатом, включенными с воздушной камерой дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры дирижабля;

- дирижабль оснастить нагревателем атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одной компрессорной установкой для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру дирижабля через нагреватель атмосферного воздуха газообразным теплоносителем;

- дирижабль оснастить системой сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры дирижабля;

- по меньшей мере, один ядерный жидкосолевой реактор с оборудованием контура циркуляции расплава топливной солевой композиции и контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя разместить в защитном обогреваемом теплоизолированном боксе;

- дирижабль оснастить устройством для подключения к заправщику расплавом топливной солевой композиции и расплавом промежуточного солевого теплоносителя;

- дирижабль оснастить компрессорной установкой для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям дирижабля;

- дирижабль оснастить, по меньшей мере, одним воздушным винтом с электроприводом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1, 2, 3, 6 представлены возможная конструкция дирижабля и схема его автономной энергосистемы.

На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - воздуходувный агрегат, 2 - воздушная камера дирижабля, 3 - воздушный винт, 4 - газотурбогенератор, 5(1)-5(6) - запорные задвижки, 6 - защитный обогреваемый теплоизолированный бокс, 7 - компрессор, 8 - компрессорная установка для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру дирижабля, 9 - компрессорная установка для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям дирижабля, 10 - контур циркуляции газообразного теплоносителя, 11 - контур циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, 12 - контур циркуляции расплава топливной солевой композиции, 13 - корпус дирижабля, 14 - нагреватель воздуха газообразным теплоносителем, 15 - нагреватель атмосферного воздуха газообразным теплоносителем, 16 - насос для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, 17 - насос для циркуляции расплава топливной солевой композиции, 18 - реактивный двигатель дирижабля, 19 - система сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры, 20 - теплоизолированный корпус воздушной камеры дирижабля, 21 - теплообменник, содержащий трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, 24 - устройство для подключения дирижабля к заправщику, 25 - электронагреватель, 26 - электропривод воздушного винта, 27 - ядерный жидкосолевой реактор.

В состав дирижабля входит корпус 13 дирижабля, содержащий воздушную камеру 2 дирижабля в теплоизолированном корпусе 20, соединенном с корпусом 13 дирижабля, и автономную энергосистему, оснащенную оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры 2 дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором 27 с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура 10 циркуляции газообразного теплоносителя и оснащенной, по меньшей мере, одним теплообменником 21, содержащим трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя.

В частных случаях исполнения дирижабля в его состав могут входить:

по меньшей мере, один теплообменник 21, содержащий трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, оснащенный, по меньшей мере, одним насосом 16 для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя; нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, один воздуходувный агрегат 1, включенные с воздушной камерой 2 дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры 2 дирижабля; нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одна компрессорная установка 8 для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру 2 дирижабля через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем; система 19 сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля; защитный обогреваемый теплоизолированный бокс 6; устройство 24 для подключения к заправщику расплавом топливной солевой композиции и расплавом промежуточного солевого теплоносителя; компрессорная установка 9 для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям 18 дирижабля; по меньшей мере, один воздушный винт 3 с электроприводом 26. Кроме того, в состав дирижабля могут входить: газотурбогенератор 4; запорные задвижки 5(1)-5(6); компрессор 7; насос 17 для циркуляции расплава топливной солевой композиции; электронагреватели 25.

Корпус 13 дирижабля предназначен для размещения в нем воздушной камеры 2 дирижабля в теплоизолированном корпусе 20, соединенном с корпусом 13 дирижабля и автономной энергосистемы, оснащенной оборудованием для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры 2 дирижабля и, по меньшей мере, одним ядерным жидкосолевым реактором 27 с трехконтурной системой отвода от него тепла, состоящей из оборудования контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура 10 циркуляции газообразного теплоносителя и оснащенной, по меньшей мере, одним теплообменником 21, содержащим трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя.

По меньшей мере, один теплообменник 21, содержащий трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, оснащенный, по меньшей мере, одним насосом 16 для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, предназначен для передачи тепла теплопроводностью и конвекцией от топливной солевой композиции к газообразному теплоносителю через две стенки трубопроводов и расплав промежуточного солевого теплоносителя. Нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, один воздуходувный агрегат 1, включенные с воздушной камерой 2 дирижабля в контур циркуляции воздуха воздушной камеры, предназначены для нагревания воздуха в воздушной камере 2 до необходимой температуры и поддержания температуры воздуха. Нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем и, по меньшей мере, одна компрессорная установка 8 для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру 2 дирижабля через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем предназначены для восполнения аварийных потерь горячего воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля. Система 19 предназначена для сброса избыточного давления воздуха из воздушной камеры 2 дирижабля. Защитный обогреваемый теплоизолированный бокс 6 предназначен для размещения в нем, по меньшей мере, одного ядерного жидкосолевого реактора 27 с оборудованием контура 12 циркуляции расплава топливной солевой композиции и контура 11 циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и выполнения функций биологической защиты от ионизирующего излучения. Устройство 24 для подключения дирижабля к заправщику предназначено для дренирования отработанного расплава топливной солевой композиции и отработанного расплава промежуточного солевого теплоносителя и заправки дирижабля свежим расплавом топливной солевой композиции и свежим расплавом промежуточного солевого теплоносителя из заправщика. Компрессорная установка 9 предназначена для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям 18 дирижабля. Реактивные двигатели 18 предназначены для перемещений дирижабля в воздушном пространстве. По меньшей мере, один воздушный винт 3 с электроприводом 26 предназначен для перемещений дирижабля в воздушном пространстве. Газотурбогенератор 4 предназначен для производства электроэнергии. Запорные задвижки 5(1)-5(6) предназначены для изменения расходов воздуха и газообразного теплоносителя. Компрессор 7 предназначен для прокачки газообразного теплоносителя через оборудование контура 10. Насос 16 предназначен для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя. Насос 17 предназначен для циркуляции расплава топливной солевой композиции. Электронагреватели 25 предназначены для нагревания внутреннего пространства в защитном обогреваемом теплоизолированном боксе 6 до температуры, превышающей температуру плавления топливной солевой композиции и промежуточного солевого теплоносителя, и поддержания этой температуры.

Дирижабль работает следующим образом.

От резервного источника подают электропитание к электронагревателям 25 и прогревают внутреннее пространство защитного обогреваемого теплоизолированного бокса 6 до температуры, превышающей температуру плавления топливной солевой композиции и промежуточного солевого теплоносителя. Устройством 24 соединяют с заправщиком контур 12 и заполняют ядерный жидкосолевой реактор 27 и остальное оборудование контура расплавом топливной солевой композиции. Посредством другого устройства 24 соединяют с заправщиком контур 11 и заполняют оборудование контура расплавом промежуточного солевого теплоносителя. Заполняют контур 10 необходимым количеством газообразного теплоносителя. От резервного источника электропитания: включают в работу насос 17 и прокачивают им расплав топливной солевой композиции через оборудование контура 12, включают в работу насос 16 и прокачивают им расплав промежуточного солевого теплоносителя через оборудование контура 11, включают в работу компрессор 7, открывают запорную задвижку 5(1) и прокачивают газообразный теплоноситель через оборудование контура 10. Выводят ядерный жидкосолевой реактор 27 на необходимый уровень мощности. В теплообменнике 21, содержащем трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя, тепло будет передаваться конвекцией и теплопроводностью от расплава топливной солевой композиции к газообразному теплоносителю через две стенки трубопроводов и расплав промежуточного солевого теплоносителя. Газообразный теплоноситель, нагретый в теплообменнике 21, поступает в газотурбогенератор 4. Газ, прошедший газотурбогенератор 4, пропускают через нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем, для чего открывают запорные задвижки 5(2) и 5(3). Отключают работающее оборудование от резервного источника электропитания и переводят его на автономное электропитание от газотурбогенератора 4. Включают в работу воздуходувный агрегат 1 и прокачивают воздух воздушной камеры 2 через нагреватель 15 воздуха газообразным теплоносителем. Температура и давление воздуха в воздушной камере 2 будут возрастать. Система 19 будет сбрасывать избыточное давление воздуха из воздушной камеры 2. Процесс повышения температуры воздуха в воздушной камере 2 будет продолжаться до достижения подъемной силы, необходимой для подъема дирижабля на требуемую высоту. Для вертикальных перемещений дирижабля в воздушном пространстве включают в работу компрессорную установку 9 и подают от нее сжатый воздух к реактивным двигателям 18. Для компенсации силы ветра и горизонтальных перемещений дирижабля в воздушном пространстве включают в работу электропривод 26 воздушного винта 3. Для компенсации аварийных потерь воздуха из воздушной камеры 2 открывают запорные задвижки 5(4) и 5(5), включают в работу компрессорную установку 8, открывают запорную задвижку 5(6) и закачивают атмосферный воздух в воздушную камеру 2 через нагреватель 14 атмосферного воздуха газообразным теплоносителем.

Пример конкретного исполнения дирижабля.

Конкретное исполнение дирижабля выполнено в предположении, что масса автономной энергосистемы дирижабля и бортового оборудования равна 6000 т, масса корпуса воздушной камеры и корпуса дирижабля равна 3000 т, грузоподъемность 1000 т, корпус дирижабля и корпус воздушной камеры сферические. Для поднятия массы 10000 т на высоту 5000 м необходим сферический корпус воздушной камеры радиусом 150 м, заполненный воздухом, имеющим температуру 300°С. В составе автономной энергосистемы дирижабля может быть жидкосолевой уран-ториевый реактор-размножитель или конвертор на тепловых нейтронах (В.Л.Блинкин, В.М.Новиков, «Жидкосолевые ядерные реакторы», М.: Атомиздат, 1978). В качестве топливной композиции может быть выбрана смесь фтористых солей, например 53,5NaF-40ZrF ₄-6,5UF₄. В качестве промежуточного теплоносителя может быть выбрана эвтектическая смесь NaBF₄-NaF, которая дешевле топливной композиции и имеет более низкую температуру плавления. В качестве газообразного теплоносителя может быть выбран углекислый газ или смесь газов. В качестве основного конструкционного материала может быть выбран сплав хастеллой-Н или отечественный сплав с аналогичными свойствами. Ядерный жидкосолевой реактор будет оснащен системами удаления газообразных продуктов деления из его компенсационной камеры, системой сбора трития. Реактор-размножитель будет оснащен системой очистки и кондиционирования топливной композиции. Корпус дирижабля может иметь форму сигары или форму диска. Дирижабль может быть оснащен радиолокационной станцией, бортовой системой противоракетной обороны, пусковыми установками ракет, площадками взлета и посадки вертолетов и полосами взлета и посадки самолетов, установкой для ожижения природного газа, холодильной установкой для перевозки сжиженного газа, салонами для пассажиров, грузовыми отсеками, резервуарами для воды, нефти, системами тушения наземных пожаров. Мощность ядерного жидкосолевого реактора должна быть достаточной для энергоснабжения бортовых систем, создания необходимой подъемной силы нагреванием воздуха воздушной камеры и поддержания температуры воздуха в воздушной камере. КПД силовой установки с ядерным жидкосолевым реактором может достигать 44%.

Аналогичный вариант дирижабля может быть получен заменой газообразного теплоносителя в трехконтурной системе теплоотвода от ядерного жидкосолевого реактора на пароводяной теплоноситель.

Достигнут технический результат изобретения, увеличена мощность автономной энергосистемы дирижабля, нет необходимости в органическом топливе для работы его автономной энергосистемы, повышены надежность и безопасность дирижабля.

Ядерный жидкосолевой реактор является реактором физико-химической концепции. Возможно также исполнение дирижабля с автономной энергосистемой, оснащенной каким-либо другим ядерным реактором теплотехнической концепции, например водо-водяным реактором. Недостатки, присущие всем реакторам теплотехнической концепции, снизят основные технические характеристики дирижабля и, прежде всего, его безопасность.

1	воздуходувный агрегат
2	воздушная камера дирижабля
3	воздушный винт
4	газотурбогенератор
5(1)-5(6)	запорные задвижки
6	защитный обогреваемый теплоизолированный бокс
7	компрессор
8	компрессорная установка для забора атмосферного воздуха и закачки его в воздушную камеру дирижабля
9	компрессорная установка для забора атмосферного воздуха, сжатия его и подачи к реактивным двигателям дирижабля
10	контур циркуляции газообразного теплоносителя
11	контур циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя
12	контур циркуляции расплава топливной солевой композиции
13	корпус дирижабля
14	нагреватель атмосферного воздуха газообразным теплоносителем
15	нагреватель воздуха газообразным теплоносителем
16	насос для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя
17	насос для циркуляции расплава топливной солевой композиции
18	реактивный двигатель дирижабля
19	система сброса избыточного давления горячего воздуха из воздушной камеры
20	теплоизолированный корпус воздушной камеры дирижабля
21	теплообменник, внутри которого находятся трубопроводы для циркуляции расплава топливной солевой композиции, трубопроводы для циркуляции газообразного теплоносителя и межтрубное пространство для циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя
22	теплообменник «расплав промежуточного солевого теплоносителя - газообразный теплоноситель»
23	теплообменник «расплав топливной солевой композиции - расплав промежуточного солевого теплоносителя»
24	устройство для подключения дирижабля к заправщику
25	электронагреватель
26	электропривод воздушного винта
27	ядерный жидкосолевой реактор