Дисколіт

Изобретение относится к области воздухоплавания, в частности к дирижаблям мягкой системы и может быть использовано при создании летательных аппаратов легче воздуха. Известны дирижабли типа Аэрон-1 и Аэрон-2, состоящие из соединенных воедино трех сигарообразных оболочек, гондолы, в хвосте средней сигары установлен руль направления движения. Эти дирижабли передвигаются за счет аэростатической силы газа, сбрасывания балласта, гравитационной силы земли и аэродинамической подъемной силы, возникающей при обтекании воздухом атмосферы земли поверхности трех оболочек [1]. В таких дирижаблях наблюдается непостоянство геометрической формы, из-за отсутствия каркаса, баллонетов, от набегающего скоростного воздушного потока на оболочку и большего лобового сопротивления, геометрическая форма оболочки создает малую подъемную аэродинамическую силу, гондола подвешенная на тросах перемещается вперед и назад выполняет функции руля высоты, что малоэффективно и не обеспечивает маневренность, полет требует расход балласта и аэростатического газа водорода, который взрывоопасен, что ограничивало дальность полета, управляемость и продолжительность, стабилизацию аппарата в полете, его скорость, а так же загрязняет окружающую среду расходуемыми материалами, большие затраты при хранении и транспортировке. В основу изобретения поставлена задача создать такой летательный аппарат, в котором новая конструкция оболочки, пневмокаркаса, устройств управления аэростатической и аэродинамической подъемными силами позволила бы обеспечить геометрическую неизменяемость, стабильную аэродинамическую форму, взлет, длительный безопасный полет без использования энергии двигателя, посадку, экологическую чистоту при эксплуатации. Поставленная задача достигается тем, что в дисколете содержащем оболочку из газонепроницаемой ткани, гондолу, руль направления движения, согласно изобретению, оболочка дисколета натянута на пневмокаркас, изготовленный из той же ткани и содержит устройства управления аэростатической подъемной силой, имеющая форму горизонтально расположенного крыла в виде диска с килом расположенным на нижней плоскости в диаметральном направлении и перпендикулярно к ней, имеющей прямоугольнотрапецеидальную форму симметричного аэродинамического профиля, в нижней части которого жестко закреплена гондола с воздушными энергоаккумуляторами, аккумуляторами, баллонами гелия, в хвосте которой параллельно плоскости диска установлен стабилизатор с прикрепленным на нем рулем высоты полета, между диском и гондолой вертикально к задней кромке киля прикреплен руль направления движения. При этом пневмокаркас содержит колесообразные оболочки расположенные горизонтально, наружный диаметр первой соответствует диаметру оболочки диска, расположенному горизонтально, а последующие вписаны в объем оболочки диска и одна в другую, внутренний диаметр наружной поверхности последней колесообразной оболочки соединен с размещенными в его объеме цилиндрическими оболочками, колесообразные оболочки соединены по линии соприкосновения своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью оболочки диска, конусообразные оболочки пневмокаркаса расположены вертикально в объеме киля, соединенные последовательно между собой и внутренней поверхностью оболочки киля, своими основаниями прикрепленные - малым к гондоле, а большим к колесообразным оболочкам пневмокаркаса, цилиндрические оболочки пневмокаркаса проходят через центр диска киля по линии соприкосновения соединены между собой, конусообразными, последней колесообразной оболочкой и своими основаниями с верхней внутренней плоскостью оболочки диска и гондолей, цилиндрические и конусообразные оболочки соединяют воедино диск, киль и гондолу, все оболочки пневмокаркаса разделены внутренними поперечными перегородками из газонепроницаемой ткани и стянуты стяжками из кордовой ткани, все герметические объемы образованные оболочками пневмокаркаса оболочкой дисколета и оболочкой пневмокаркаса - диафрагмой заполнены газом гелием под давлением. Внутри колесообразных, цилиндрических и конусообразных оболочек пневмокаркаса размещены устройства управления аэростатической подъемной силой, содержащие внутри оболочки пневмокаркаса диафрагмы цилиндрической формы, прикрепленных своими торцами к стыку образованному оболочкой пневмокаркаса с поперечными перегородками, на которых установлены клапаны забора и сброса забортного воздуха, к внутренней поверхности диафрагм прикреплены пневмоцилиндры колесообразной формы, наружный диаметр которых соответствует внутреннему диаметру поперечного сечения пневмокаркаса, на которых установлены клапаны присоединенные через воздухопровод к воздушным энергоаккумуляторам расположенным в гондоле, между поперечными перегородками на оболочке пневмокаркаса установлены клапаны присоединенные через гелиепровод к баллонам с гелием расположенным в гондоле. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показал, что заявляемый " Дисколет" представляет собой принципиально новый летательный аппарат легче воздуха совершающий полет без использования двигателя в любом направлении. Использование предлагаемой конструкции дисколета дает следующие преимущества по сравнению с существующими: геометрическая неизменяемость форм, позволяющая совершать полет с скоростью более 100 км/час, увеличить в несколько раз дальность полета, маневренность, устойчивость в результате отсутствия негативных явлений - сжатия и деформации оболочки дисколета от набегающего воздушного потока и сил энергии, это достигается использованием жесткого пневмокаркаса и расположенных внутри него оболочек, заполненных газом гелием под давлением. Значительное увеличение аэростатической и аэродинамической подъемных сил позволит получить новая компоновка оболочки дисколета одна часть которой имеет форму диска, являющимся одновременно круглым крылом симметричного аэродинамического профиля, создающий аэродинамическую подъемную силу так и с другой частью оболочки килем имеющим прямоугольно-трапецеидальную форму симметричного аэродинамического профиля, обе части оболочки дисколета заполнены газом гелием создающим аэростатическую подъемную силу, все эти новые качества дисколета увеличивают вомного раз дальность и продолжительность полета. В режиме аэростатического полета увеличить аэростатическую подъемную силу, воздействующую на дисколет и поднимающую его в верх с ускорением, можно в результате изменения его тангажа, что уменьшает сопротивление набегающему воздушному потоку, при обтекании поверхности оболочки диска дисколета создает дополнительно аэродинамическую подъемную силу и переводит траекторию полета из вертикального набора высоты в движение по траектории совпадающей с результирующей двух подъемных сил аэродинамической и аэростатической, что позволяет в несколько раз увеличить на этом режиме скорость, маневренность, безопасность и дальность полета, все это возможно благодаря устройству управления аэростатической подъемной силой, рулям высоты и направления полета и новой аэродинамической форме дисколета. Принципиально новые технические решения в дисколете позволяют в несколько раз увеличить грузоподъемность так как работа его осуществляется на сжатом воздухе, а в качестве баласта и расходуемого аэростатического газа используется забортный воздух, который не влияет на грузоподъемность так как не находится непосредственно на нем. Применение в дисколете пневмокаркаса из газонепроницаемой ткани состоящего в объеме диска и киля из колесообразных, конусообразных и цилиндрических оболочек, разделенных поперечными перегородками создающих множество герметичных объемов заполненных пожаро-взры-во-безопасным газом гелием обеспечивает дисколету высокую степень прочности и функциональной надежности при выполнении любых полетов с минимальной затратой анергии. Дисколет дирижабль мягкой сиcтемы может быть легко свернут и упакован для дальнейшего хранения или транспортировки так и вновь быстро проведен в рабочее состояние. Изобретение поясняется чертежом дисколета: на фиг.1 - изображен вид сбоку, на фиг.2 изображен вид сверху, на фиг.3 изображен вид спереди, на фиг.4 изображено сечение, 1-1 на фиг. 5 изображено устройство управления аэростатической подъемной силой в положении максимальной подъемной силы, на фиг.6 изображено устройство управления аэростатической подъемной силой в положении отсутствия подъемной силы, на фиг.7 изображено сечение 2*2. Дисколет содержит оболочку 1, из газонепроницаемой ткани натянутую на пневмо-каркас из той же ткани, имеющую форму горизонтально расположенного крыла в виде диска 2 с килом 3 имеющим прямоугольнотрапецеидальную форму симметричного аэродинамического профиля, в нижней части которого жестко прикреплена гондола 4, к задней кромке киля вертикально между диском и гондолой прикреплен руль направления движения 5, в хвостовой части гондолы параллельно плоскости диска установлен стабилизатор б с закрепленным на нем рулем высоты 7. В гондоле располагается экипаж, воздушные энергоаккумуляторы 8 и баллоны с гелием 9. Пневмокаркас состоит из оболочек колесообразных 10 вписаных в объем диска по матрешечному типу, конусообразных 11 расположенных в объеме киля, цилиндрических 12 расположенных в объеме диска и киля соединяя гондолу, киль и диск воедино, все оболочки пневмокаркаса разделены поперечными перегородками 13 из газонепроницаемой ткани, оболочки пневмокаркаса по линии соприкосновения между собой и оболочкой дисколета соединены и стянуты стяжками 14, и заполнены газом гелием 15 под давлением, все оболочки пневмокаркаса содержат устройства управления аэростатической подъемной силой состоящее из диафрагм 16 цилиндрической формы к внутренней поверхности которой в поперечном сечении прикреплены пневмо-цилиндры колесообразной формы 17 из газонепроницаемой ткани, наружный диаметр которых соответствует внутреннему диаметру в поперечном сечении оболочки пневмокаркаса, внутренний объем в зависимости от режима работы наполняется или освобождается сжатым воздухом 18 через клапаны управления 19 подсоединенные к воздуховоду высокого давления 20 от воздушных энергоаккумуляторов, на поперечных перегородках 13 оболочек пневмокаркаса установлены клапаны сброса и забора забортного воздуха 21 через который забортный воздух 22 может входить и выходить во внутренний объем образованный диафрагмой 16 в зависимости от режима работы устройства управления аэростатической подъемной силой, объемы между оболочкой пневмокаркаса и диафрагмами заполнены газом гелием 15 через клапан 23 по гелиопроводу высокого давления 24 подключенному к нему и баллонам с гелием 9. Управление дисколетом сводится к управлению аэростатической подъемной силой при помощи устройства управления аэростатической подъемной силой и аэродинамической подъемной силой при помощи рулей высоты и направления полета, из гондолы пилотом. В состоянии покоя - на стоянке внутренний объем всех диафрагм 16 расположенных в пневмокаркасе дисколета заполнен забортным воздухом 22 подъемная аэростатическая сила отсутствует. Взлет происходит под действием аэростатической подъемной силы газа гелия 15, для этого пилот отключает подачу к клапану 19 сжатого воздуха и клапан переключается и начинается сброс сжатого воздуха 18 из внутренних объемов пневмоцилиндров колесообразной формы 17 в внутренние объемы диафрагмы 16, теряя при этом свою жесткость и форму они сжимаются вместе с Прикрепленными к ним диафрагмами 16 под действием газа гелия 15 находящегося в сжатом состоянии в результате забортный воздух 22 вместе с отработанным сжатым воздухом 16 через клапан 21 выдавливается за борт, а объем газа гелия 15 находящегося в объеме оболочки дисколета возрастает на объем выдавленного им за борт забортного воздуха 22 находящегося внутри всех внутренних объемах диафрагм 16 в результате аэростатическая подъемная сила плавно увеличивается до своего максимального значения, а дисколет плавно набирает высоту и скорость вертикально или по траектории совпадающей с результирующей двух подъемных сил аэростатической и аэродинамической которая возникает дополнительно при изменении тангажа пилотом в результате чего лобовое сопротивление дисколета уменьшается при обтекании оболочки диска 2 воздухом. Взлет завершается достижением дисколетом максимально-необходимой высоты полета в этот момент газ гелий занимает весь внутренний объем оболочки дисколета, аэростатическая подъемная сила уменьшается, аэродинамическая подъемная сила и скорость максимальные. Достигнув максимально-необходимой высоты полета дисколет какое-то время двигается по инерции в горизонтальном полете, а затем пилот открывает подачу из воздушных энергоаккумуляторов 8 по воздуховоду высокого давления 20 к клапану 19 сжатого воздуха, который переключившись начинает подачу его во внутренние объемы пневмоцилиндров колесообразных 17 в свою очередь, они под действием сжатого воздуха 18 восстанавливают колесообраэную форму, а вместе с ними диафрагмы 16 приобретают цилиндрическую форму и сжимая газ гелий 15 через клапан 21 всасывают в образовавшиеся внутренние объемы забортный воздух 22, объем которого плавно увеличивается до объема всех внутренних объемов диафрагм цилиндрической формы, что плавно уменьшает аэростатическую подъемную силу до нуля. После горизонтального полета на максимально-необходимой высоте дисколет в результате отсутствия аэростатической подъемной силы под действием гравитационной силы и сил инерции плавно переходит в свободное падение с ускорением но в результате обтекания оболочки диска 2 воздухом атмосферы и управления пилотом* рулями высоты 7 направления 5 полет переходит в планирующий при этом достигается максимальная скорость и минимально-необходимая высота полета, после полета на этой высоте дисколет может вновь набрать максимально-необходимую высоту полета, а затем спланировать таким образом повторяя он передвигается в необходимом горизонтальном направлении. В случае возникновения аварийной ситуации или по желанию пилота, дисколет может зависать в любой точке траектории полета, тем самым обеспечив высокий уровень безопасности. Для завершения полета дисколета пилот стремится погасить скорость движения за счет рулей высоты 7 полета и направления 5 которыми изменяет тангаж так, чтобы создать максимальное лобовое сопротивление воздуха или изменяя аэростатическую подъемную силу устройством управления аэростатической подъемной силой, а затем заставить дисколет зависнуть в воздухе в непосредственной близости от места посадки и после этого произвести окончательную посадку на землю, в этот момент газ гелий 15 сжимается, а внутренний объем диафрагм 16 цилиндрической формы максимально заполненных забортным воздухом 22, аэростатическая и аэродинамическая подъемные силы отсутствуют Дисколет найдет применение в спорте, туризме, при всех видах патрулирования, в летной учебной подготовке пилотов всех видов и типов летательных аппаратов, сельском хозяйстве, в научных целях, в военных целях и другой деятельности человека на земле и других планетах имеющих атмосферу и гравитацию. Дисколет - экологически чистый, безопасный и экономичный вид транспорта.