Безбаластовий дирижабль

Безбаластовий дирижабль, що містить зовнішню оболонку, усередині якої розташовані ємності для розміщення атмосферного повітря та легкого газу, а з зовнішнього боку оболонки розміщена технологічна площадка з розташованою на ній кабіною екіпажу з приладами керування дирижаблем і моторними засобами, який відрізняється тим, що одностінна зовнішня оболонка, наприклад, циліндричної форми, є каркасною, виконаною з тканинно-плівкового матеріалу, та містить усередині кілька одностінних каркасних оболонок із тка C2 2 (19) 1 3 83976 обмежує можливості для збільшення маси вантажу, який треба перевезти. Найближчим по технічній суті до запропонованого рішення, прийнятому за прототип, є дирижабль, що містить м'яку двухстінну оболонку для розміщення несучого газу та ємність для повітря, жорстку кільову ферму, з'єднану з оболонкою, рухову та компресорну установки, що оснащений, принаймні, одним жорстким балоном, зв'язаним через клапани з всмоктувальним та нагнітальним патрубками повітряпровода, з'єднаного з атмосферою. Дирижабль може бути забезпечений маневровим та компенсаційним жорстким балонами, з'єднаними з індивідуальними компенсаторами та один з одним повітряпроводом із системою електромагнітних клапанів, при цьому маневровий та компенсаційний балони можуть бути виконані у вигляді герметичних елементів жорсткої кільової ферми. Спосіб маневрування дирижаблем по висоті полягає в тім, що одну оболонку заповнюють несучим газом, а іншу - повітрям, та в залежності від необхідності відкачують чи закачують повітря, жорсткий маневровий балон у стані статичної рівноваги при висоті, яка дорівнює нулю, заповнюють повітрям до досягнення тиску, рівного атмосферному, потім у режимі зльоту повітря відкачують до досягнення дирижаблем заданої висоти підйому, а в режимі посадки маневровий балон з'єднують з атмосферою, а потім закачують у нього повітря, маса якого дорівнює чи є більшою за величину, на яку змінилася маса дирижабля [див. опис винаходу до патенту СРСР №1790528 A3, В64В1/00, публ. 23.01.1993р., бюл. №3 «Дирижабль и способ маневрирования дирижаблем»]. Недоліком описаної конструкції є її конструктивна складність через наявність жорстких корпусних елементів, високі питомі витрати енергії при перекачуванні повітря компресорами, обмеженість габаритів та маси перевезених вантажів через конструктивні особливості дирижабля та використання атмосферного повітря без підвищення його тиску. В основу винаходу поставлене завдання розробки безбаластового дирижабля шляхом установлення ємностей атмосферного повітря підвищеного тиску та легкого газу, нежорстких конструкцій, що забезпечує можливість використання великої маси баласту та виключення жорстких конструкцій для зниження ваги дирижабля. Вирішення поставленого завдання досягається тим, що в безбаластовому дирижаблі, що містить зовнішню оболонку, усередині якої розташовуються ємності для розміщення атмосферного повітря та легкого газу, а з зовнішньої сторони оболонки розміщена технологічна площадка з розташованої на ній кабіною екіпажу з приладами керування дирижаблем та моторними засобами, відповідно до винаходу, зовнішня оболонка, наприклад, циліндричної форми, є каркасною, виконаною з тканинно-плівкового матеріалу, та містить усередині себе кілька одностінних каркасних оболонок із тканинно-плівкового матеріалу, розміщених одна в іншій на визначеному фіксованому відстані еквідистанційно, а з внутрішньої сторони 4 каркасних оболонок розташовані оболонки - мембрани з м'якого тканинно-плівкового матеріалу, за допомогою яких з однієї сторони оболонокмембран утворені ємності для розміщення повітря підвищеного тиску, а з іншого боку - ємності для розміщення легкого газу, причому ємності, заповнювані повітрям, з'єднані між собою повітряпроводами послідовно через ізольовані герметичні камери, у яких розміщені турбовентилятори та засувки, за допомогою яких регулюють напрямок потоків повітря при керуванні дирижаблем по висоті, а ємності з легким газом з'єднані між собою гнучкими повітряпроводами, як сполучені посудини, при цьому як моторні засоби для горизонтального переміщення дирижабля використовують установлені на технологічній площадці турбовентилятори та розташовані між днищем зовнішньої оболонки дирижабля та технологічною площадкою повітряні вітрила, подібні до вітрил вітрильного судна. Запропонований безбаластовий дирижабль у порівнянні з прототипом забезпечує використання простих компонувальних схем та конструктивних рішень без використання складних жорстких конструкцій і дозволяє перевозити вантажі великих габаритів та великої одиничної маси за рахунок використання ємностей з легким газом, що необмежені жорсткими конструкціями, а також ємностей з атмосферним повітрям підвищеного тиску, що збільшує масу баласту. Безбаластовий дирижабль запропонованої конструкції може бути виготовлений в індивідуальному чи масовому виробництві на підприємстві невисокої технічної оснащеності та знайти широке застосування по доставці великоблочних вантажів з великою одиничною масою (наприклад, до 1500 тонн) при освоєнні та облаштуванні нових регіонів, у місцях видобутку корисних копалин в умовах бездоріжжя (болота, піски, мілководдя, складний рельєф і т.п.), при ліквідації наслідків стихійних та техногенних катастроф (при гасінні пожеж, ліквідації наслідків повеней, землетрусів та т.п.), а також при створенні літаючих го телів у мережі туристичного бізнесу. Технічним результатом заявленого рішення є можливість перевозити вантажі великої маси за рахунок застосування як баласту повітря підвищеного тиску в ємностях великого обсягу легкого газу, а також можливість виключення жорстких конструкцій у корпусі дирижабля, що приводить до зменшення його ваги та зняття обмежень по збільшенню вантажопідйомності дирижабля. Крім того, запропоноване технічне рішення дозволяє використовувати як додаткове джерело енергії для горизонтального переміщення дирижабля повітряні вітрила, подібні до вітрил вітрильного судна. У запропонованому технічному рішенні відмітні ознаки не є характеристикою частин цілого об'єкта, що самі можуть бути цілими та самостійними об'єктами зі своїми функціями. Тому вони не класифікуються у відриві від інших частин (ознак), а сукупність ознак, викладених у частині формули, що відрізняються від відомих технічних рішень, не були знайдені і тому запро 5 83976 поноване рішення відповідає вимогам «винахідницького рівня». На Фіг.1 зображений безбаластовий дирижабль, вид збоку; на Фіг.2 - схема послідовного з'єднання ємностей, що заповнені повітрям підвищеного тиску, на Фіг.3 - схема розміщення турбовентилятора нагнітання повітря та засувок, що регулюють напрямок потоку повітря при підйомі та спуску дирижабля в ізольованій герметичній камері. Безбаластовий дирижабль містить м'яку зовнішню одностінну каркасну оболонку 1 із тканинноплівкового матеріалу, наприклад, циліндричної форми, усередині якої розташовані одна в іншій на визначеній фіксованій відстані еквідистанційно одностінні каркасні оболонки 2 та 3 із тканинноплівкового матеріалу. З внутрішньої сторони каркасних оболонок 1, 2 та 3 розташовані виготовлені з м'якого тканинноплівкового матеріалу оболонки-мембрани 4, 5 та 6. Між оболонками 1 та 4, 2 та 5, 3 та 6 утворюються ємності відповідно 7, 8 та 9 для розміщення повітря підвищеного тиску. Ємності 10 та 11, що заповнені легким газом, утворюються між оболонками-мембранами 4, 5 та каркасними оболонками, відповідно, 2 та 3, а ємність 12 заповнена легким газом постійно, причому ємності 10, 11 та 12 з'єднані між собою гнучкими повітряпроводами 13 як сполучені посудини, сумарна маса легкого газу в який залишається постійної. З боку нижнього днища зовнішньої оболонки дирижабля 14 до каркасних оболонок 1, 2 та 3 за допомогою стропів 15 прикріплена технологічна площадка 16 з уста ткуванням, яке необхідно для функціонування дирижабля: джерело енергопостачання 17; ізольовані герметичні камери 18; турбовентилятори 19, що нагнітають повітря в ємності 7, 8 та 9; засувки 20, що регулюють напрямок потоку повітря при підйомі та спуску дирижабля; повітряпроводи 21, що з'єднують послідовно ємності 7, 8 та 9 з відповідними ізольованими герметичними камерами 18; турбовентилятори 22, які використовують як моторні засоби для керованого переміщення дирижабля в горизонтальному польоті; стропувальні пристрої 23 для кріплення вантажу який перевозять, розташовуваного як на технологічній площадці, так і під нею; кабіна екіпажа 24 із приладами керування дирижаблем. У просторі між днищем зовнішньої оболонки дирижабля 14 та технологічною площадкою 16 розміщені повітряні вітрила 25, подібні до вітрил вітрильного судна. Для посадки дирижабля в аварійному режимі використовують аварійний клапан 26, через який здійснюють регульоване скидання легкого газу в атмосферу вр учн у. 6 Пристрій працює в такий спосіб. При підйомі дирижабля з вантажем максимальної розрахункової маси ємності 7, 8 та 9, у кожній з який знаходиться максимальний обсяг повітря під надлишковим тиском відповідно близько 0,5, 1,0 та 1,5аті., з'єднують за допомогою засувок 20 між собою та зовнішньою атмосферою. При цьому легкий газ, що розташовується в ємності 12 під надлишковим тиском близько 1,5 аті., впливаючи на оболонку-мембрану 6, збільшує обсяг ємності 12 та видавлює повітря з ємності 9, а, впливаючи на оболонки-мембрани 5 та 4, видавлює повітря з ємностей 8 та 7, заповнюючи ємності 11 та 10, збільшуючи, тим самим, підйомну силу дирижабля до максимального значення. Для вантажів меншої маси, чим максимально розрахункова, положення оболонок-мембран та значення надлишкового тиску повітря, що знаходиться в ємностях 7, 8 та 9 при підйомі дирижабля мають проміжні значення. При виконанні операції по зниженню дирижабля атмосферне повітря в ємність 7 нагнітають під надлишковим тиском близько 0,5 аті. турбовентиляторами 19 безпосередньо з атмосфери, у ємність 8 до досягнення в ній надлишкового тиску близько 1,0 аті. повітря нагнітають турбовентиляторами 19 з ємності 7, у ємність 9 до досягнення в ній надлишкового тиску близько 1,5 аті. повітря нагнітають з ємності 8. При цьому в ємності 7 та 8 продовжують нагнітати повітря, підтримуючи в них надлишковий тиск відповідно близько 0,5 та 1,0 аті. У результаті цих операцій легкий газ під впливом оболонок-мембран 4, 5 та 6 видавлюють у ємності 10, 11 та 12 таким чином газ, зменшуючись в об'ємі, утрачає відповідну частину підйомної сили. При посадці дирижабля, перед звільненням його від перевезеного вантажу в ємності 7, 8 та 9 накачують атмосферного повітря трохи більше, ніж маса перевезеного вантажу. У цьому положенні власна маса дирижабля з масою повітря, що знаходиться в ємностях 7, 8 та 9, сумарно перевищує чисельне значення підйомної сили дирижабля. Рух без зміни висоти здійснюють за допомогою турбовентиляторів 22, використовуваних як моторні засоби. З метою економії енергії та полегшення керованості пристрою, дирижабль оснащають повітряними вітрилами 25, аналогійними вітрилам вітрильного судна, що також використовують як моторні засоби. У випадку виникнення аварійної ситуації через відмовлення енергопостачання, аварійну посадку дирижабля здійснюють шляхом регульованого скидання легкого газу в атмосферу через аварійний клапан 26 вручну. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 83976 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601