ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ЛЕГЧЕ ВОЗДУХА Российский патент 1998 года по МПК B64B1/06 

Изобретение относится к воздухоплаванию.

Известные летательные аппараты легче воздуха содержат грузонесущую оболочку-корпус, гондолу или салон экипажа, грузопассажирскую гондолу или салон, систему газорегулирования и хранения газов, навигационную систему, систему радиосвязи, бортовую энергетическую и движительную установки, вспомогательные системы и устройства, а также (при необходимости) компьютерную установку.

Все эти составные части и узлы объединены в единое целое и составляют единый конструктивный комплекс - дирижабль или аэростат.

В большей части конструкций существовавших ранее дирижаблей, как, например, "Осовиахим", LZ-129" "Цеппелин", "Гиндербург" и другие, несущая оболочка являлась одновременно и корпусом.

Таким образом, при повреждении корпуса летательный аппарат терял несущую способность и разбивался, что влекло за собой человеческие жертвы и огромные материальные потери. Конструкции были несовершенны, а их качество, маневренность, надежность очень низки.

Подъемная сила, создаваемая несущими системами существовавших и существующих летательных аппаратов легче воздуха либо вовсе неуправляема, за исключением моментов взлета и посадки, либо изменяется, т.е. управляется в узком диапазоне регулирования.

Таким образом, основными недостатками известных конструкций являются:
огромные по сравнению с другими видами наземного и воздушного транспорта размеры, что требует для их эксплуатации построения специальных сооружений (дирижаблепортов, причальных мачт и устройств, эллингов и т.п.);
слабая маневренность во всех плоскостях пространства;
низкое качество и надежность;
неудовлетворительная устойчивость - особенно вблизи земли и в момент причаливания;
низкий уровень безопасности полетов;
невозможность автоматизации полета из-за неуправляемости подъемной силой при изменении параметров атмосферы.

Известен также летательный аппарат легче воздуха, содержащий грузонесущее устройство, имеющее оболочку для несущего газа, систему газорегулирования, двигательно-энергетическую систему и водоплавающее устройство (патент США N 1382094, кл. B 64 B 1/06, 1921).

Данный аппарат также имеет несовершенную конструкцию.

Задача изобретения - создание более совершенной конструкции грузонесущего устройства и в целом летательного аппарата легче воздуха с обеспечением возможности посадки, взлета, длительного нахождения и передвижения на воде.

Грузонесущее устройство представляет собой технологическую совокупность двух независимых оболочек, одна из которых (внешняя) является корпусом несущей системы, а вторая находится внутри первичной (внешней) оболочки и является собственно несущей. При этом внешняя оболочка (корпус) - неизменного объема либо изменяющая свой объем в зависимости от изменения объема второй (несущей) оболочки, а вторая (несущая) оболочка изменяемого в широких пределах объема.

Полости обеих оболочек заполняются различными по своей плотности газами, один из которых является несущим и заполняет полость внутренней несущей оболочки, а второй газ является газом окружающей среды (воздухом) либо промежуточным, плотность которого незначительно отличается от плотности газа окружающей среды до 5%, и этот газ заполняет полость между первичной (внешней) оболочкой-корпусом и несущей оболочкой.

Управление подъемной силой грузонесущего устройства заключается в том, что с помощью, например, бортового компрессора газ (воздух) из газгольдера или из окружающей атмосферы забирается компрессором и закачивается в полость внешней оболочки. Давление газа в этой полости повышается, сжимая несущую оболочку - газ внутри оболочки сжимается или перепускается в собственный газгольдер.

Таким образом, при уменьшении объема несущей оболочки подъемная сила уменьшается и происходит снижение аппарата и его приземление.

При необходимости взлета или увеличения высоты полета газ (воздух) из полости первичной (внешней) оболочки с помощью вентиля-клапана выпускается в атмосферу или газгольдер. Давление в полости внешней оболочки уменьшается, объем несущей оболочки увеличивается, подъемная сила увеличивается, и аппарат взлетает или увеличивает высоту полета.

Изменение, т. е. управление подъемной силой, производится закачиванием или удалением (стравливанием) газа (воздуха из полости внешней оболочки, в результате чего происходит изменение объема несущей оболочки, заполненной, например, гелием, который при уменьшении объема несущей оболочки сжимается и вытесняется в газгольдер. Контроль за работой устройств осуществляется с помощью электроконтактных манометров и бортового компьютера.

Данная последовательность функционирования достигается тем, что грузонесущее устройство конструктивно-технологически соединена в единое целое с водоплавающим устройством (судном), обеспечивающим длительное нахождение, передвижение, взлет и посадку на водной поверхности водоемов (рек, озер, морей и т.п.), образуя, таким образом, новый вид воздухоплавательных летательных аппаратов - универсальный летательный аппарат легче воздуха - дирижабль-амфибию.

На фиг. 1 показан общий вид летательного аппарата; на фиг. 2 - вид сверху на летательный аппарат; на фиг. 3 - вид на летательный аппарат со стороны носовой части.

Дирижабль-амфибия (фиг. 1) состоит из следующих основных частей:
корпус грузонесущего устройства 1, выполненный в виде цельнометаллической жесткой конструкции из листового алюминия, например марки МА-4, подкрепленной стрингерами и шпангоутами, например, из алюминиевого сплава САП-1, САП-2;
отсек 2, в котором расположены салон экипажа, центр управления, системы газорегулирования, связи, навигации;
водоплавающее устройство (3) - поплавки, представляющие собой пассивное судно, состоящее из двух поплавков, связанных мостом 15 и образующих катамаран; конструкция - цельнометаллическая сварная из листового сплава алюминия, каждый поплавок имеет трехслойный корпус с двойными стенками, между ними каркас, образованный из стрингеров и шпангоутов, для изготовления которых использован алюминиевый сплав; корпус каждого поплавка разделен герметичной переборкой 9; поплавки водоплавающего устройства дирижабля имеют управляемые шасси 4, служащие одновременно носовыми рулями поворотов в воде;
грузо-пассажирские салоны 5, системы жизнеобеспечения 16, шасси 6 пассивные, вспомогательные помещения, газгольдеры 7, компрессорная станция, энергетическая система 14, двигательно-энергетические установки 8 в виде турбовинтовых двигателей, непроницаемые переборки 9 жесткой цельнометаллической конструкции;
для управления полетом в горизонтальной плоскости имеются хвостовые рули 10;
несущая внутренняя оболочка 11 выполнена из аэростатной материи марки МА АМ-100 изменяемого объема;
в состав двигательно-энергетической установки входят топливные резервуары 12;
Для управления полетом в вертикальной плоскости предусмотрены рули 13, установленные на задней кромке стабилизаторов; имеется также мост 15 соединительный опорный, образующий судно-катамаран в виде каркасной конструкции, например, из швеллера, подкрепленной поперечными связями из алюминиевого сплава САП-1, САП-2.

Полет дирижабля-амфибии осуществляется следующим образом.

Из газгольдера 7 несущий газ (гелий) через систему газорегулирования и газораспределения поступает в несущую оболочку 11, которая увеличивает свой объем. Возрастает подъемная сила оболочки 11. После достижения величины подъемной силы на уровне поверхности земли больше величины суммарного веса дирижабля-амфибии начинается вертикальный взлет.

По достижении необходимой высоты запускается двигательно-энергетическая установка 8 для выполнения полета. При необходимости снижения или посадки в полость корпуса грузонесущего устройства 1 из воздушного газгольдера 7 или с помощью бортового компрессора закачивается воздух, под давлением которого происходит сжатие оболочки 11. Несущий газ из оболочки 11 вытесняется в газгольдер 7, а оболочка 11 уменьшается в объеме. Соответственно уменьшается подъемная сила дирижабля-амфибии.

При необходимости подъема или взлета цикл повторяется.

Контроль и регулирование давления воздуха и несущего газа производится с помощью датчиков, приборов и компьютерной системы, входящих в систему управления, расположенную в отсеке 2.

Изобретение относится к воздухоплаванию. Аппарат содержит грузонесущее устройство 1, имеющее оболочку для несущего газа, систему газорегулирования, двигательно-энергетическую систему и водоплавающее устройство, причем грузонесущее устройство представляет собой совокупность двух независимых оболочек - первой внешней оболочки, которая является корпусом, и второй внутренней оболочки с несущим газом, а также водоплавающее устройство архитектурно-конструктивного типа катамаран, соединенное в единое целое с грузонесущим устройством. 3 ил.

Летательный аппарат легче воздуха, содержащий грузонесущее устройство, имеющее оболочку для несущего газа, систему газорегулирования, двигательно-энергетическую систему и водоплавающее устройство, отличающийся тем, что грузонесущее устройство представляет совокупность двух независимых оболочек - первой внешней оболочки, которая является корпусом, и второй внутренней оболочки с несущим газом, а водоплавающее устройство - архитектурно-конструктивного типа "катамаран" - соединено в единое целое с грузонесущим устройством.