ГОНДОЛА АЭРОСТАТА Российский патент 1995 года по МПК B64B1/40 

Изобретение относится к летательным аппаратам и касается тепловых аэростатов.

Предлагаемая гондола предназначена для использования в тепловых аэростатах (воздушных шарах).

Гондола традиционной конструкции представляет собой плетеную из лозы корзину, подвешенную к баллону аэростата, либо жесткое (деревянное) дно, подвешенное на тросах к баллону с плетеными из лозы стенками. Трехсотлетняя история воздухоплавания говорит о высоких эксплуатационных качествах гондолы из лозы, однако массовое производство воздушных шаров для целей спорта, развлечения и рекламы обнаруживает ее низкую технологичность и высокую трудоемкость. Плетение корзины или стенок гондолы требует ручного труда, а обеспечение безопасности полета предъявляет высокие требования к качеству изготовления и используемому сырью - лоза выращивается специально и подвергается специальной обработке.

Снизить трудоемкость, уменьшить долю ручного труда при массовом производстве шаров позволяет конструкция гондолы из композиционного материала (синтетическое волокно с пропиткой смолой, изготовляемое методом намотки). Однако, выиграв в технологичности, эта конструкция проигрывает гондоле из лозы по эксплуатационным качествам. Основным требованием, предъявляемым к гондоле, является сочетание высокой прочности при ударе и хорошей амортизирующей способности. Гондола из композита - жесткая конструкция, "ящик", и не обеспечивает защиту экипажа шара от удара при посадке (скорость шара может достигать 10...15 м/с, т.е. 35...50 км/ч). Кроме того, композит проигрывает лозе по соотношению ударная прочность/масса, имеющего первостепенное значение для летательного аппарата. Таким образом, эта конструкция не решает задачу сочетания высоких эксплуатационных качеств с хорошей технологичностью и низкой трудоемкостью изготовления.

Целью изобретения является создание конструкции гондолы, обладающей высоким сопротивлением ударным нагрузкам, хорошей амортизирующей способностью, сохраняющей эти качества при воздействии светопогоды и обладающей хорошей технологичностью при массовом производстве тепловых аэростатов.

На фиг. 1 показана конструкция гондолы; на фиг.2 - фрагмент трехмерной ткани, продольный разрез.

Конструкция гондолы состоит из жесткого дна 1, подвешенного на тросах 2 к баллону аэростата, и ограждения из толстой ткани 3 трехмерной структуры с силовым каркасом 4, причем структура ткани такова, что в ней имеются каналы 5, перпендикулярные дну гондолы в направлении утка ткани. Через эти каналы пропускают тросы крепления, а в местах прохождения труб каркаса ткань имеет узкие каналы 6. Такая конструкция сохраняет все достоинства корзины из лозы - прочность ограждения за счет наличия силового каркаса и надлежащего выбора сырьевого состава и конструкции ткани, амортизирующую способность за счет податливости ткани при изгибе и сжатии. В то же время благодаря ее толщине и наличию связей в направлении поперек ткани трехмерная структура обладает достаточным сопротивлением таким деформациям. Как и корзина из лозы, трехмерная ткань имеет хорошее соотношение прочность/масса за счет того, что в ткани силовые элементы - нити - являются одновременно формо- и структурообразующими, в то время как в композиционном материале формообразующий элемент - смола - не несет силовой нагрузки, ухудшая тем самым это соотношение. В то же время эта конструкция технологична. Выработка ткани в ткацком производстве позволяет получить партии ткани, обеспечивающие массовое производство шаров, а сборка гондолы сводится к надеванию ткани на силовой каркас и протягиванию канатов через каналы ткани. Замкнутость ограждения может обеспечиваться различными способами, например, скреплением краев куска ткани заклепками или прошивкой шнуром.

Структура ткани обеспечивает выполнение многообразных требований к гондолам. Трехмерная ткань (см. фиг.2) по толщине выполнена из двух частей, соединенных в процессе ткачества в единое целое на участке А и разделенных на участке В для образования отверстия - канала. Трехмерная ткань содержит расположенные один над другим горизонтальные каркасные слои 1-8, каждый из которых образован переплетением нитей основы и утка соответствующего слоя. Перпендикулярно горизонтальным каркасным слоям 1-8 находятся вертикальные слои 9-22. На участке А горизонтальные каркасные слои соединяют с вертикальными слоями 9-13 за счет общих уточных нитей. Аналогичным образом на участке В соединяют горизонтальные каркасные слои 1, 2, 3 с вертикальными слоями 19-22 и горизонтальные слои 6, 7, 8 с вертикальными слоями 15-18. В месте образования канала нити основы двух прилежащих горизонтальных каркасных слоев 3, 4 переплетены с уточными нитями, принадлежащими третьему горизонтальному каркасному слою и вертикальным слоям 19-22, а нити основы четвертого и пятого горизонтальных каркасных слоев - с уточными нитями, принадлежащими шестому горизонтальному каркасному слою и вертикальным слоям 15-18. Число уточных нитей на участке В в третьем и шестом горизонтальных каркасных слоях определяют в зависимости от диаметра канала. Тканые слои 1-8 обеспечивают выполнение требований по прочности ограждения на разрыв, вертикальные слои 9-22 придают ткани амортизирующую способность и, кроме того, вертикальные слои 14-22 участвуют в образовании каналов для тросов и труб каркаса. Выбирая цвета соответствующих нитей на поверхности гондолы, можно разнообразить ее внешней вид, что является важным потребительским качеством. Уток из синтетических мононитей с высокой изгибной жесткостью обеспечивает сопротивляемость ограждения нагрузкам, направленным перпендикулярно дну гондолы.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает прочность ограждения на разрыв (ее создают прочные комплексные синтетические нити основы и мононити утка); амортизирующие свойства ограждения (наличие ячеистой структуры ткани); жесткость ткани в направлении перпендикулярно дну гондолы (использование мононитей в утках); защиту силовых элементов конструкции от светопогоды (наличие экранирующей компоненты в ткани); выполнение каналов требуемой конфигурации и размеров.

П р и м е р. Параметры ткани, соответствующие реальным требованиям к конструкции гондолы, следующие:
Поверхностная плот-
ность ограждения, не более, кг/м² 2,5
Прочность на разрыв не менее Н/мм 300
Прочность на прорыв
шаром диаметром 15 см, не менее, Н 1500
Остаточная проч-
ность при воздейст-
вии солнца в тече- ние 300 ч, не менее, % 70
Размер каналов под силовой каркас, мм 32
Расстояние между
каналами под кар- кас, мм 815
Размер каналов под тросы, мм 10
Расстояние между ка- налами под тросы, мм 60
Этим требованиям удовлетворяет ткань со структурой, показанной на фиг. 2, при следующих параметрах: уток - полиэфирные мононити диаметром 1 мм; основа - полиэфирные комплексные нити со слабой круткой (111х3)х2 текс; количество горизонтальных силовых слоев, не менее 8; число уточных нитей в одном вертикальном внутреннем слое 15; расстояние между нитями утка по горизонтали, мм 5,0; расстояние между нитями утка по вертикали, мм 5,0; расстояние между нитями основы, мм 6,0.

Изобретение относится к воздухоплаванию, в частности к конструкциям гондол аэростатов. Цель изобретения - повышение сопротивления ударным нагрузкам, амортизационных характеристик и технологичности. Гондола аэростата содержит жесткое дно 1, подвешенное на тросах 2 к баллону аэростата, и ограждение из трехмерной ткани 3 с силовым каркасом 4. В ткани 3 выполнены каналы 5 для тросов 2 и каналы 6 для труб каркаса 4. Каналы 5 и 6 перпендикулярны дну 1. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ГОНДОЛА АЭРОСТАТА, содержащая жесткое дно, подвешенное на тросах к баллону аэростата, и ограждение с силовым каркасом, отличающаяся тем, что ограждение выполнено из трехмерной ткани, при этом в местах прохождения тросов и силового каркаса в ограждении выполнены каналы, перпендикулярные к дну гондолы. 2. Гондола по п.1, отличающаяся тем, что трехмерная ткань по толщине выполнена из двух частей, каждая из которых содержит ряд горизонтальных и вертикальных тканых слоев, причем части ткани и тканые слои в них связаны между собой за счет переплетения нитей основы этих слоев с одними и теми же нитями утка. 3. Гондола по п.1, отличающаяся тем, что уток трехмерной ткани выполнен из синтетических мононитей, а основа горизонтальных тканых слоев - из комплексных синтетических нитей.