ДИРИЖАБЛЬ Российский патент 1995 года по МПК B64B1/62 

Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха, а именно к дирижаблям.

Известен дирижабль, у которого основную аэростатическую силу создает подъемный газ, а нагрев газа (или воздуха) в баллонетах позволяет без применения балласта и выпуска газа управлять в значительных пределах величиной аэростатической силы [1].

Недостатком известного дирижабля является большая инерционность системы регулирования аэростатической подъемной силой, не позволяющей быстро при необходимости произвести посадку дирижабля.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является дирижабль [2] , в котором воздух, заключенный в баллонете, в целях его подогрева циркулирует в подогреватель и обратно при помощи вентилятора по трубам.

Недостатком известного решения является то, что баллонеты контактируют большой поверхностью с атмосферой. Через эту поверхность баллонетов происходит сброс тепла в атмосферу, отчего снижается эффективность системы подогрева воздуха.

Цель изобретения - создание дирижабля с высокоэффективной системой регулирования сплавной силой и уменьшение потерь тепла, излучаемого баллонетом с нагретым воздухом на оболочку газовместилища и далее в атмосферу.

Цель достигается тем, что в дирижабле, содержащем наполненную подъемным газом оболочку газовместилища и установленный в нижней части оболочки баллонет, соединенный магистралями с системой наполнения-опорожнения, включающей вентилятор, нагреватель и элементы автоматики, баллонет размещен в оболочке с зазором относительно ее нижней стенки и в зазоре установлен тепловой экран, а система наполнения-опорожнения баллонета снабжена установленной в магистрали последовательно перед вентилятором камерой с двухпозиционной заслонкой.

Кроме того, в камере, в верхней ее части, выполнены отверстия, одно из которых сообщено магистралью с баллонетом, другое сообщено магистралью с вентилятором, нагревателем и баллонетом и в нижней части камеры выполнено окно для сообщения с атмосферой, а двухпозиционная заслонка в одном из положений перекрывает часть окна, а в другом делит объем камеры на две части, причем отверстия находятся в разных объемах.

Кроме того, баллонет установлен с зазором ( σ_из), рассчитанным по формуле
δ_из= где λ_пг - теплопроводность подъемного газа;
α_н - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности оболочки газовместилища к окружающей среде.

На чертеже показан дирижабль в схематичном изображении с системой нагнетания баллонета воздухом.

Дирижабль содержит оболочку 1 газовместилища, баллонет 2, вентилятор 3, нагреватель 4, магистраль 5 для соединения вентилятора 3 и нагревателя 4 с баллонетом 2, магистраль 6 с дроссельным клапаном 7, соединяющая баллонет 2 с камерой 8.

В нижней части камеры 8 выполнено окно 9 и установлена заслонка 10, которая в вертикальном положении делит объем камеры 8 на два объема 11 и 12, а в горизонтальном положении перекрывает часть окна 9. Магистраль 6 соединяет баллонет 2 с объемом 11 камеры 8. В объеме 12 камеры 8 установлен вентилятор 3. Между баллонетом 2 и оболочкой 1 в нижней ее части установлен экран 13.

Устройство работает следующим образом. Перед подъемом дирижабля открывается дроссельный клапан 7, заслонка 10 устанавливается в горизонтальное положение, при котором окно 9 частично перекрывается. Включаются вентилятор 3 и нагреватель 4, и теплый воздух (на чертеже показан стрелкой а) по магистрали 5 поступает в баллонет 2, где смешивается с воздухом баллонета, нагревая его. Далее воздух поступает в магистраль 6 (на чертеже показан стрелкой б) и через открытый дроссельный клапан 7 попадает в верхнюю часть объема 11 камеры 8. Вентилятор 3 засасывает теплый воздух из объема 12, который туда поступает из объема 11 и из баллонета 2 (на чертеже показан стрелкой д). Избыток воздуха в объеме 11 может выбрасываться наружу (показано стрелкой в), а недостаток воздуха будет всасываться в объем 11 и далее в объем 12 (показано стрелкой г). При подаче теплого воздуха в баллонет 2 его оболочка нагревается и отдает тепло гелию путем излучения и конвекции, а в нижней части баллонета - только путем излучения. Установленный экран 13 из металлизированной полиамидной пленки уменьшает потерю тепла излучением на оболочку газовместилища и далее в атмосферу. Обеспечение рециркуляции теплым воздухом ускоряет процесс нагрева баллонета и несущего газа.

При посадке осуществляется продувка баллонета холодным воздухом. Для этого нагреватель 4 выключен, заслонка 10 поднимается вверх, вентилятор 3 включается и холодный воздух через открытое окно 9 поступает в объем 12, откуда вентилятором 3 по магистрали 5 подается в баллонет 2, создавая в нем повышенное избыточное давление. Под действием избыточного давления воздух из баллонета 2 через магистраль 6 и открытый дроссельный клапан 7 поступает в объем 11 камеры 8 и далее через открытое окно 9 выходит в атмосферу. Необходимый избыток давления в оболочке 1 дирижабля поддерживается за счет определенного прикрытия дроссельного клапана 7.

Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха, а именно к дирижаблям. Дирижабль содержит наполненную подъемным газом оболочку, баллонет, вентилятор, нагреватель, магистрали, камеру с окном и заслонкой. Одна магистраль перекрывается дросселем. Заслонка в вертикальном положении делит камеру на два объема. Между баллонетом и оболочкой установлен тепловой экран. Величина зазора, в котором устанавливается экран, рассчитывается по формуле, приведенной в описании. Изобретение повышает эффективность управления сплавной силой дирижабля. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ДИРИЖАБЛЬ, содержащий наполненную подъемным газом оболочку газовместилища и установленный в нижней части оболочки баллонет, соединенный магистралями с системой наполнения - опорожнения, включающей вентилятор, нагреватель и элементы автоматики, отличающийся тем, что баллонет размещен в оболочке с зазором относительно ее нижней стенки и в зазоре установлен тепловой экран, а система наполнения - опорожнения баллонета снабжена установленной в магистрали последовательно перед вентилятором камерой с двухпозиционной заслонкой. 2. Дирижабль по п.1, отличающийся тем, что в камере в верхней ее части выполнены отверстия, одно из которых сообщено магистралью с баллонетом, другое сообщено магистралью с вентилятором, нагревателем и баллонетом, и в нижней части камеры выполнено окно для сообщения с атмосферой, а двухпозиционная заслонка в одном из положений перекрывает часть окна, а в другом делит объект камеры на две части, причем отверстия находятся в разных объемах. 3. Дирижабль по п.1, отличающийся тем, что баллонет установлен с зазором δ_из рассчитанным по формуле

где λ_пг - теплопроводность подъемного газа;
α_м - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности оболочки газовместилища в окружающей среде.