Спосіб одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів

Реферат: Cпосіб одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів, в якому кінетичну енергію повітряного потоку одержують за допомогою вітроелектричної станції, що включає кінематично зв'язане вітрове колесо та ротор генератора вихідної напруги, перетворюють в електричну енергію. Кінетичну енергію повітряного потоку одержують шляхом перетворення сили тиску літальних апаратів під час приземлення на спеціальну тискову посадочну платформу, яку розміщують вздовж основної частини посадочної смуги та утримують на відповідній висоті в площині приземлення літальних апаратів за допомогою механічного регулятора та повітряного компресора, в силу тиску повітря на виході повітряного компресора, що заповнює повітряну ємність та підвищує в ній тиск повітря до величини, яка необхідна для надійної роботи вітроелектричної станції та одержання необхідної потужності її роботи. UA 104878 U (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ НА ЛЕТОВИЩАХ ПРИ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ UA 104878 U UA 104878 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до галузі енергетики та може бути використана при проектуванні нетрадиційних джерел електроенергії - міських аеродромних електростанцій, що здатні виробляти та накопичувати електричну енергію, яка, при необхідності, частково, або повністю може бути використана для додаткового термінового живлення важливих об'єктів у разі виникнення аварійної ситуації, наприклад, короткострокового припинення електроживлення міста. Відомі нетрадиційні способи одержання електричної енергії для її постійного або часткового використання у разі виникнення різних аварійних ситуацій. В одному з відомих способів одержання електричної енергії (див. патент України № 62105A, кл.F03D1/04, 2003 p.) енергію сили тиску коліс автотранспортних засобів на дорожню смугу за допомогою розсувної платформи та зубчатої рейки перетворюють в енергію обертового руху зубчатого колеса, що приводить в обертовий рух маховик та ротор генератора вихідної напруги, на статорі якого формується вихідна напруга. Недоліками відомого способу одержання електричної енергії є складність при проектуванні, складність при експлуатації, а також неможливість одержання електричної енергії достатньої потужності. В другому з відомих нетрадиційних способів одержання електричної енергії (см. международный промышленный журнал МТТ "Мир техники и технологий" "The World of Techics and Techologies", "Создание городских дорожных станций и железнодорожных электростанций один из этапов развития альтернативной энергетики", № 8 "93" август 2009) електричну енергію одержують за допомогою коліс, які під час руху автотранспорту здійснюють тиск на рухомі "лежачі поліцейські". В даному способі електрична енергія може накопичуватись, зберігатись і використовуватись для забезпечення потреб міст та селищ особливо в аварійних ситуаціях. Недоліками даного способу одержання електричної енергії залишаються складність його виконання, а також неможливість одержання електричної енергії достатньої потужності. З відомих способів одержання електричної енергії найбільш близьким за технічною суттю й прийнятим за прототип (див. Каталог "Энергосбережение, нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Использование альтернативных видов топлива. Институт промышленного развития. - Серия № 4.1. - М., 1999. - с. 6-7 ».) є спосіб одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів, в якому кінетичну енергію повітряного потоку за допомогою вітроелектричної станції, що включає кінематично зв'язані вітрове колесо та ротор генератора вихідної напруги, перетворюють в електричну енергію. Даний спосіб одержання електричної енергії є нетрадиційним, достатньо простим та безпечним, а також екологічно чистим. Однак суттєвими недоліками даного відомого нетрадиційного способу одержання електричної енергії є низька надійність, оскільки одержання вихідної напруги залежить від наявності природно-кліматичної вітрової активності, та обмежена вихідна потужність, так як навіть при наявності вітру не може бути досягнута достатньо висока енергія обертання вітрового колеса, тобто не може бути досягнута можливість одержання значної потужності вихідної напруги. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів, в якому за рахунок виключення залежності створення вихідної напруги від наявності природно-кліматичної вітрової активності підвищена надійність роботи, а за рахунок суттєвого збільшення потужності штучносформованого вітрового потоку значно підвищена потужність вихідної напруги. Поставлена задача вирішується тим, що у способі одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів, в якому кінетичну енергію повітряного потоку за допомогою вітроелектричної станції, що включає кінематично зв'язане вітрове колесо та ротор генератора вихідної напруги, перетворюють в електричну енергію, кінетичну енергію повітряного потоку одержують шляхом перетворення сили тиску літальних апаратів під час приземлення на спеціальну тискову посадочну платформу, яку розміщують вздовж основної частини посадочної смуги та утримують на відповідній висоті в площині приземлення літальних апаратів за допомогою механічного регулятора та повітряного компресора, в силу тиску повітря на виході повітряного компресора, що заповнює повітряну ємність та підвищує в ній тиск повітря до величини, яка необхідна для надійної роботи вітроелектричної станції та одержання необхідної потужності її роботи. При приземленні літального апарата на посадочну смугу під тиском його ваги зміщуються посадочна платформа та механічний регулятор, при цьому спрацьовує повітряний компресор, стислим повітрям заповнюється повітряна ємкість, і, при необхідності, забезпечується режим 1 UA 104878 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 нормальної роботи вітроелектричної станції, яка здатна формувати електричну енергію необхідної потужності. На кресл. показаний один з варіантів структурної побудови електростанції, що пояснює суть запропонованого способу одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів. Приведена структурна схема побудови запропонованої електростанції складається з основної посадочної смуги 1, тискової посадочної платформи 2, літального апарата 3, механічного регулятора 4, багатоланкового повітряного компресора 5 з рухомими верхніми частинами 6, вхідними 7 та вихідними 8 повітряними каналами, повітропроводу 9, повітряної ємкості 10 з вхідним 11 та вихідним 12 клапанами, вітроелектричної станції 13, що споряджена вітровим колесом 14 та електрогенератором вихідної напруги, який включає ротора 15 та статора 16. Основна посадочна смуга 1 прокладена на летовищі для злітання та приземлення літальних апаратів. Тискова посадочна платформа 2 знаходиться на відповідній висоті в площині приземлення літальних апаратів за допомогою механічного регулятора 4 та багатоланкового повітряного компресора 5. Багатоланковий повітряний компресор 5 оснащений рухомими верхніми частинами 6, вхідними 7 та вихідними 8 повітряними каналами. Вхідні повітряні канали 7 багатоланкового повітряного компресору 5 необхідні для заповнення його повітрям. При цьому всі вихідні повітряні канали 8 багатоланкового повітряного компресора 5 з повітряної ємкістю 10 пневматично сполучені через повітропровід 9 та вхідний клапан 11. Через вихідний клапан 12 повітряна ємкість 10 має зв'язок з вітровим колесом 14 вітроелектричної станції 13. В свою чергу вітрове колесо 14 вітроелектричної станції 13 жорстко закріплено на осі ротора 15 електрогенератора. На обмотці статора електрогенератора 16 при цьому формується необхідна величина вихідної напруги U вих. Суть запропонованого способу одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів полягає в наступному. В періоди між приземленням літальних апаратів багатоланковий повітряний компресор 5 заповнений повітрям. Під дією його сили тиску рухомі верхні частини 6 багатоланкового повітряного компресору 5 та механічний регулятор 4 знаходяться в піднятому стані. Тискова посадочна платформа 2 в цей період піднята на задану відповідну висоту. В момент приземлення літального апарата 3 на посадочну смугу 1 під тиском його ваги зміщуються тискова посадочна платформа 2, механічний регулятор 4 та рухомі верхні частини 6 багатоланкового повітряного компресору 5. При цьому тиск повітря в багатоланковому повітряному компресорі 5 суттєво збільшується, що призводить до його спрацювання. При цьому через вихідні повітряні канали 8, повітропровід 9 стисле повітря багатоланкового повітряного компресору 5 надходить на вхід повітряної ємкості 10. Відкривається його вхідний клапан 11, і штучно сформованим стислим повітрям багатоланкового повітряного компресору 5 заповнюється весь об'єм повітряної ємкості 10. В подальшому русі вздовж посадочної смуги 1 літальний апарат 3 виходить з площі розміщення тискової посадочної платформи 2. В цей момент багатоланковий повітряний компресор 5 заповнюється зовнішнім повітрям через вхідні повітряні канали 7, і його верхні частини 6 піднімаються на задану висоту. В результаті на задану висоту піднімається, відповідно, і механічний регулятор 4 і тискова посадочна платформа 2. Тобто всі частини летовища, що призначені для здійснення запропонованого способу одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів переходять в попередній стан: тискова посадочна платформа 2 знаходиться на відповідній висоті в площині приземлення літальних апаратів за допомогою механічного регулятора 4 та багатоланкового повітряного компресора 5. При приземлення наступного літального апарата 3 на посадочну смугу 1 робота всіх частини летовища, що призначені для здійснення запропонованого способу одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів повторюється, тобто: під тиском ваги літального апарата 3 зміщуються вниз тискова посадочна платформа 2, механічний регулятор 4 та рухомі верхні частини 6 багатоланкового повітряного компресору 5. В результаті багатоланковий повітряний компресор 5 спрацьовує, і при цьому через вихідні повітряні канали 8, повітропровід 9 стисле повітря багатоланкового повітряного компресору 5 надходить на вхід повітряної ємкості 10. Відкривається його вхідний клапан 11, і штучно сформованим стислим повітрям багатоланкового повітряного компресору 5 доповнюється весь об'єм повітряної ємкості 10. х х Після приземлення декількох (наприклад 3 , 4 літальних апаратів 3) і декількох спрацьовувань багатоланкових повітряних компресорів 5 тиск штучно сформованого повітря в 2 UA 104878 U 5 10 15 20 25 повітряній ємкості 10 підвищується до величини, достатньої величини для забезпечення нормальної роботи вітроелектричної станції 13 на протязі деякого відрізку часу. Для цього відкривається вихідний клапан 12 і під дією направленої струї стиснутого повітря вітрове колесо 14 вітроелектричної станції 13 починає працювати в обертовому русі, починає також свій робочий обертовий рух ротор 15 електрогенератора, а на електричних обмотках та виводах статора 16 електрогенератора при цьому формується необхідна величина вихідної напруги Uвих. Слід відзначити, що штучно сформоване стисле повітря в повітряній ємкості 10 може знаходитись значно довгий час, тобто запропонований спосіб одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів має дуже важливу позитивну якість: електрична енергія вітроелектричної станції в запропонованому способі може зберігатись достатньо довгий час. При необхідності в запропонованому способі одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів може бути передбачено наявність необхідної кількості повітряних ємкостей, а також наявність необхідної кількості вітроелектричних станцій. В такому випадку у разі виникнення аварійної ситуації для додаткового термінового живлення важливих об'єктів летовища, або важливих об'єктів міста може бути задіяна частина вітроелектричних станцій. Запропонований спосіб одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів має і додаткову позитивну якість: він підвищує надійність роботи шасі літального апарата при приземленні, оскільки приземлення літального апарата здійснюється не на тверду посадочну смугу 1, а на гнучку в обмеженій мірі тискову посадочну платформу 2. Таким чином створений нетрадиційний спосіб одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів, який дозволяє без особливих ускладнень забезпечити можливість одержання електричної енергії достатньо великої потужності і запасати енергію на відповідний час для продовження живлення електричною енергією дуже важливих об'єктів летовища або міста у разі виникнення аварійної ситуації. При наявності декількох посадочних смуг на летовищі запропонований спосіб одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів має можливість суттєво збільшити вихідну потужність електричної енергії, що виробляється та постійно зберігається. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Cпосіб одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів, в якому кінетичну енергію повітряного потоку одержують за допомогою вітроелектричної станції, що включає кінематично зв'язане вітрове колесо та ротор генератора вихідної напруги, перетворюють в електричну енергію, який відрізняється тим, що кінетичну енергію повітряного потоку одержують шляхом перетворення сили тиску літальних апаратів під час приземлення на спеціальну тискову посадочну платформу, яку розміщують вздовж основної частини посадочної смуги та утримують на відповідній висоті в площині приземлення літальних апаратів за допомогою механічного регулятора та повітряного компресора, в силу тиску повітря на виході повітряного компресора, що заповнює повітряну ємність та підвищує в ній тиск повітря до величини, яка необхідна для надійної роботи вітроелектричної станції та одержання необхідної потужності її роботи. 3 UA 104878 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4