ГРУЗОВОЙ ОТСЕК ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ЛЕГЧЕ ВОЗДУХА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1998 года по МПК B64C1/20 B64B1/00 

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области летательных аппаратов легче воздуха и, в частности, к грузовым отсекам для таких летательных аппаратов.

Описание уровня техники
Летательные аппараты легче воздуха имеют либо нежесткие, либо жесткие газонаполненные оболочки. Известны три общих типа нежестких летательных аппаратов: содержащих одну газонаполненную оболочку, несколько газонаполненных оболочек, объединенных в группу, и, конечно, имеющих большое число газонаполненных оболочек внутри нежесткого баллона. Жесткие летательные аппараты имеют внутреннюю структуру, определяющую форму летательного аппарата, и содержат множество газонаполненных оболочек с аэродинамическим покрытием поверх них. Одна из проблем, связанных с жесткими и нежесткими летательными аппаратами легче воздуха, заключается в их ограниченной способности к позиционированию или/и к маневрированию при причаливании, особенно при сильном боковом ветре. Это обусловлено, главным образом, их большой площадью поперечного сечения, в результате которой при наличии ветра летательный аппарат "ведет себя подобно флюгеру" или "развевается как флаг". Они особенно трудны в управлении, если ветер порывистый или имеется значительная восходящая или нисходящая тяга воздуха. Фактически, причаливание, как доказано, - наиболее трудная часть полета для летательного аппарата легче воздуха. Поэтому, наиболее распространенной процедурой причаливания является швартовка летательного аппарата носом, позволяющая ему быть флюгером.

В нежестких конструкциях кабина экипажа и грузовые отсеки подвешены над днищем летательного аппарата и образуют узел, который наиболее часто относят к гондоле. В жестких конструкциях также наиболее распространена практика размещения кабины экипажа/пассажирского салона и грузовых отсеков под газонаполненной оболочкой. В отличие от обычного летательного аппарата подъемная сила, создаваемая газонаполненной оболочкой, сохраняется после причаливания. Поэтому, по мере того, как груз выгружается, подъемная сила возрастает. В прошлом это возрастание результирующей подъемной силы компенсировали ограничениями перемещения, например швартовами. Если масса груза очень большая, сила, прикладываемая к швартовым, тоже становится значительной и "удержание на определенном месте" после причаливания становится еще более затруднительным. Следовательно, выгрузка и повторная погрузка груза время от времени должна прерываться до тех пор, пока не стихнет ветер, в противном случае для "фиксации" летательного аппарата в одном положении должны быть использованы дополнительные швартовы. Поэтому очевидно, что всегда важно минимизировать потери времени при выполнении таких операций.

Таким образом, обычная погрузка грузовых контейнеров и подобных им через двери, расположенные на одной стороне летательного аппарата, является тоже медленной и будет затруднительно одновременно погружать и выгружать грузы, чтобы поддерживать неизмененной большую массу летательного аппарата. Грузовой военно-транспортный самолет C-5 имеет переднюю и заднюю открывающиеся двери для доступа в грузовой отсек. Однако одновременное вдвигание груза в переднюю часть и выдвигание из задней части большого летательного аппарата легче воздуха будет все же затруднительным и потребует значительного времени, особенно, если грузовой отсек имеет длину от 180 до 240 м. В дополнение к этому, требование сквозного прохода по всей длине существенно усложняет проектирование гондолы. Использование отдельных грузовых отсеков, расположенных вдоль каждой стороны летательного аппарата, может уменьшить время погрузки и выгрузки груза, но не направлено на удовлетворение требования, касающегося сохранения постоянной массы полезной нагрузки на летательный аппарат. В патенте США N 5143323 (система удержания летательного аппарата, авторы: Husain F. и др.) раскрыт летательный аппарат, имеющий грузовой/пассажирский модуль, который закреплен в нише гондолы. Однако считается, что надлежащее прикрепление такого модуля к гондоле усложняет конструкцию гондолы. В дополнение к этому, если грузовой модуль будет сертифицироваться на предмет допуска к полетам, то это повысит его стоимость. Фактически же, не существует прототипа конструкции грузового отсека, направленного на сохранение постоянной массы полезной загрузки во время погрузки и выгрузки или/и предусматривающего систему погрузки груза, которая минимизирует время нахождения у причала при выгрузке и погрузке груза.

Поэтому основным техническим результатом изобретения является создание грузового отсека для летательного аппарата легче воздуха, позволяющего поддерживать постоянную нейтральную подъемную силу летательного аппарата при загрузке и разгрузке.

Другим техническим результатом изобретения является создание грузового отсека для летательного аппарата легче воздуха, позволяющего одновременно погружать и выгружать груз с поддержанием постоянной нейтральной подъемной силы летательного аппарата.

Дополнительным техническим результатом изобретения является создание грузового отсека для летательного аппарата легче воздуха, в котором груз может быть погружен и выгружен с использованием индивидуальных грузовых контейнеров.

Краткое изложение сущности изобретения
Изобретением является грузовой отсек для летательного аппарата легче воздуха, причем летательный аппарат имеет продольную, вертикальную и поперечную оси. Грузовой отсек имеет в своем составе грузонесущую структуру, скрепленную с днищем летательного аппарата, которая простирается вдоль по крайней мере части его продольной оси. Грузовой отсек имеет простирающееся вдоль продольной оси летательного аппарата множество галерей ("пассажей"). Каждая галерея направлена вдоль поперечной оси летательного аппарата, простирается через весь грузовой отсек и приспособлена для приема по крайней мере одного контейнера.

Система перемещения грузовых контейнеров установлена в настиле каждой галереи для вдвигания по крайней мере одного грузового контейнера с одного конца и выдвигания с противоположного конца галереи, и для перемещения в промежуточные положения между ними. Система перемещения грузовых контейнеров имеет в своем составе множество приводных роликов, установленных в настиле каждой галереи. В дополнение к этому, система перемещения грузовых контейнеров дополнительно имеет в своем составе бесприводные (пассивные) ролики, установленные в настиле каждой галереи для поддержания на нем с возможностью перемещения по крайней мере одного грузового контейнера.

Система закрепления грузовых контейнеров предусмотрена для закрепления с возможностью освобождения по крайней мере одного грузового контейнера внутри галереи. Грузовой контейнер снабжен вдоль дна выступом, выходящим из переднего и заднего концов. Система закрепления груза дополнительно имеет в своем составе пару направляющих рельсов, установленных в пространственной взаимосвязи на настиле галереи. Поэтому при вдвигании и выдвигании из галереи, и перемещении грузовых контейнеров в промежуточные положения рельсы соприкасаются с выступами на грузовых контейнерах и предохраняют их от перемещения вдоль продольной оси летательного аппарата. Кроме того, система закрепления грузовых контейнеров имеет в своем составе систему фиксации для закрепления с возможностью освобождения грузовых контейнеров в промежуточных положениях вдоль настила галереи, предохраняющую их от перемещения вдоль вертикальной и поперечной осей. Хотя описанные выше системы перемещения и закрепления груза являются предпочтительными, другие системы также могут использоваться. К примеру, грузовые поддоны, зафиксированные грузовыми сетками, скрепленными с настилом галереи, в сочетании с системами образования воздушной подушки для поддержания поддонов с возможностью перемещения применяются вместо пассивной роликовой системы.

Отличительные особенности, которые считаются характеристикой изобретения, как например организация и способ функционирования, совместно с другими целями и преимуществами будут более понятыми из последующего описания в сочетании с сопутствующими чертежами, в котором предпочтительная в настоящее время реализация изобретения пояснена примером. Однако безусловно понятно, что чертежи служат только для пояснения и описания и не предполагаются определяющими границы изобретения.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - перспектива летательного аппарата легче воздуха в причаленном положении, содержащего обсуждаемый грузовой отсек; фиг. 2 - перспектива частичного разреза летательного аппарата, показанного на фиг. 1, которая отражает вид внутри обсуждаемого грузового отсека; фиг. 3 - частичное сечение по линии 3-3 летательного аппарата, показанного на фиг. 1, которое отражает вид сбоку обсуждаемого грузового отсека; фиг. 4 - вид, аналогичный приведенному на фиг. 3, который иллюстрирует погрузку и выгрузку грузовых контейнеров, и фиг. 5 - увеличенная перспектива устройства для закрепления грузового контейнера, используемого для скрепления грузовых контейнеров с грузовым отсеком.

Описание предпочтительной реализации
На фиг. 1 показан летательный аппарат легче воздуха, имеющий в своем составе обсуждаемый грузовой отсек. Летательный аппарат нежесткой конструкции, обозначенный номером 10, с продольной осью 12, вертикальной осью 14 и поперечной осью 16 имеет в своем составе заполненную гелием оболочку 18 с гондолой 20, закрепленной в основании. Летательный аппарат 10 показан в причаленном положении с прикрепленным носом 22 к мачте 24. Поэтому он не имеет препятствий, чтобы при ветре вести себя подобно флюгеру. Гондола 20 имеет в своем составе кабину 26 экипажа и грузовой отсек 28, на котором установлены двигатели 30. В то время как грузовой отсек гондольного типа (подвесной грузовой отсек) необходим на нежестком летательном аппарате, он определенно не требуется на жесткой конструкции. По этой причине грузовой отсек гондольного типа показан только в качестве примера. Подвижная платформа 32 установлена на множество расположенных по окружностям рельсов 33 под летательным аппаратом и может передвигаться по кругу относительно мачты 24. Грузовые контейнеры 34, размещенные на портативной погрузочной тележке 36, подготовлены для погрузки в грузовой отсек 28. Таким образом, платформа 32 с грузовыми контейнерами 34 на ней под действием силы может поворачиваться вместе с летательным аппаратом 10, если только он "ведет себя подобно флюгеру".

Обратившись снова к фиг. 1 и дополнительно к фигурам 2 - 5, можно видеть, что грузовой отсек 28 имеет в своем составе простирающееся вдоль продольной оси 12 множество галерей ("пассажей") 40A-F. Галереи 40A-F направлены вдоль поперечной оси 16 и простираются через весь грузовой отсек, на первом и втором концах которого, 42 и 44 соответственно, в дополнение к этому установлены откидные двери 45. Галереи приспособлены для приема и хранения одного или большего числа грузовых контейнеров 34. Поскольку все галереи 40A-F в основном идентичны, нижеследующие описание будет относиться только к одной, 40A. Настил 46 галереи 40A содержит множество роликовых устройств 50, позволяющих "катить" грузовые контейнеры 34 по настилу 46, фактически, и при погрузке с входного конца 42 и выгрузке с выходного конца 44. Хотя грузовые контейнеры 34 можно втягивать и толкать вручную, с целью облегчения перемещения грузовых контейнеров 34 при вдвигании и выдвигании из галереи 40A, а также при установке в промежуточные положения, предусмотрено множество приводных роликовых устройств 52. Подходящие приводные роликовые устройства изготавливает фирма Lucus Western, Incorporated, Electric Systems Division, Бреа, Калифорния.

Обратившись к фиг. 5, можно видеть, что для фиксации грузового контейнера 34 внутри галереи 46A контейнер снабжен на концах выступами 60. Эти выступы 60 приспособлены к удерживающим и направляющим рельсам 62 скольжения, установленным на настиле 46. Поэтому, как только выступы 60 входят в контакт с рельсами 62, грузовой контейнер ограничивается в перемещении вдоль продольной оси 14 летательного аппарата (вперед и назад). В дополнение к этому, с целью ограничения перемещения контейнеров 34 вдоль вертикальной и поперечной оси, 14 и 16 соответственно (вверх, вниз и со стороны в сторону), предусмотрены убирающиеся ограничители 66 груза. Подходящие ограничители 66 груза могут быть получены от фирмы Ancra Corporation, Эль-Сегундо, Калифорния. Комбинацию пассивного роликового лотка и ограничителя груза производит фирма Pemco Engineering, Стантон, Калифорния. Обратившись, в частности, к фиг. 5, можно увидеть, что ограничитель 66 груза имеет в своем составе два ограничивающих "крюка" 68, которые зацепляют выступы двух смежных грузовых контейнеров 34. Снова заметим, что этот специфический ограничитель указан только в качестве примера и что существуют многочисленные другие типы ограничителей, которые могут использоваться в этой заявке.

Обратимся снова к фиг. 1 - 4. В процессе эксплуатации летательный аппарат 10, причаливающий носом 22, швартуется к мачте 24 и располагается над платформой 32. Летательный аппарат 10 крепится к платформе 32 с помощью швартовов (не показанных). Грузовые контейнеры 34A-D устанавливают на тележку 36 вблизи конца 42 галереи. Тележка 36 имеет в своем составе системы перемещения груза, аналогичные тем, которые установлены в галерее 40. Как показано, порожняя тележка 72 установлена на противоположном конце 44 галереи 40. При открытых дверях 45 грузовые контейнеры 34A-D перемещают с тележки 36 в галерею 40, в то время как грузовые контейнеры 34E-H одновременно перемещают из галереи на тележку 72. Заметим, что, хотя показана только одна тележка 36, можно предвидеть одновременную разгрузку и загрузку всех галерей 40A-F. Благодаря этому всегда поддерживается постоянная масса коммерческой нагрузки, уравновешивающая подъемную силу, которая создается надувной оболочкой 18. Конечно, индивидуальная масса загружаемых контейнеров должна быть известна, чтобы ее можно было согласовать с массой разгружаемых контейнеров. В дополнение к этому, как и в случае обычного летательного аппарата, необходимо учитывать сдвиги центра тяжести. Если суммарная масса нового груза существенно отличается от массы разгружаемого, то следует использовать контейнеры, нагруженные балластом (не показанные). Такой случай может произойти, если разгружаются автомобили и загружаются срезанные цветы.

Хотя изобретение описано с отсылкой к частной реализации, должно быть понятно, что реализация является только иллюстративной, поскольку имеются многочисленные варианты и модификации, которые могут быть сделаны специалистами в рассматриваемой области техники. Поэтому изобретение истолковывается как ограниченное только сущностью и объемом приложенных пунктов формулы изобретения.

Промышленная применимость
Изобретение применимо в авиационной промышленности, в частности на предприятиях по изготовлению летательных аппаратов легче воздуха.

Отсек имеет в своем составе грузонесущую структуру (20), прикрепленную к днищу детательного аппарата (ЛА), при этом структура простирается вдоль по крайней мере части продольной оси (12) ЛА и имеет множество галерей (40А-F), направлена вдоль поперечной оси (16) ЛА, структура приспособлена для одновременной выгрузки груза (34) с одного конца (42) и погрузки груза с противоположного конца (44). Система перемещения груза установлена в настиле каждой из галерей (40 А-F) для вдвигания груза (34) с одного конца, выдвигания с противоположного конца галереи и перемещения в промежуточные положения. Система закрепления груза установлена на настиле галереи для закрепления с возможностью перемещения груза внутри галереи и промежуточных положениях. Изобретение позволяет поддерживать постоянную нейтральную подъемную силу ЛА при погрузке и выгрузке, 2 с. и 18 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Грузовой отсек для летательного аппарата легче воздуха, имеющего продольную, вертикальную и поперечную оси, содержащий грузонесущую структуру, скрепленную с днищем летательного аппарата, отличающийся тем, что указанная структура простирается вдоль по крайней мере части продольной оси летательного аппарата и имеет простирающееся вдоль продольной оси летательного аппарата множество открытых на концах галерей, каждая галерея направлена вдоль поперечной оси летательного аппарата и простирается через всю упомянутую структуру, галереи приспособлены для одновременной выгрузки груза с одного конца галереи и погрузки груза с противоположного конца, а также первое устройство, установленное в каждой галерее для вдвигания груза с одного конца, выдвигания с противоположного конца галереи и перемещения в промежуточные положения между ними, и второе устройство для закрепления с возможностью освобождения груза внутри галереи. 2. Отсек по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью размещения по крайней мере одного грузового контейнера и содержит указанное первое устройство, приспособленное для вдвигания по крайней мере одного грузового контейнера с одного конца, выдвигания с противоположного конца галереи и перемещения в промежуточные положения между ними, и упомянутое второе устройство, приспособленное для закрепления с возможностью освобождения грузового контейнера внутри галереи. 3. Отсек по п.2, отличающийся тем, что указанное первое устройство установлено на настиле каждой галереи. 4. Отсек по п.3, отличающийся тем, что указанное второе устройство установлено на настиле каждой галереи. 5. Отсек по п.4, отличающийся тем, что указанное первое устройство имеет в своем составе множество приводных роликов, установленных в настиле каждой галереи, для вдвигания по крайней мере одного грузового контейнера с одного конца, выдвигания с другого конца галереи и перемещения в промежуточные положения между ними. 6. Отсек по п.5, отличающийся тем, что указанное первое устройство содержит множество бесприводных роликов, установленных в настиле каждой галереи, для поддержания с возможностью перемещения по крайней мере одного грузового контейнера. 7. Отсек по п.2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающийся тем, что имеет указанное второе устройство, содержащее в своем составе пару направляющих рельсов, установленных в пространственной взаимосвязи на настиле галереи так, что когда по крайней мере один грузовой контейнер вдвигают или выдвигают из галереи и перемещают в промежуточные положения, упомянутые рельсы входят в контакт с по крайней мере одним контейнером и предохраняют его от перемещения вдоль продольной оси летательного аппарата. 8. Отсек по п.7, отличающийся тем, что содержит указанное второе устройство, имеющее в своем составе фиксирующее средство для закрепления с возможностью освобождения по крайней мере одного грузового контейнера в промежуточных положениях вдоль настила галереи, предохраняющее от перемещения вдоль вертикальной и поперечной оси летательного аппарата. 9. Отсек по п.8, отличающийся тем, что содержит двери, установленные на каждом конце галерей для герметизации их внутреннего пространства. 10. Отсек для летательного аппарата легче воздуха, содержащий грузонесущую структуру, скрепленную с днищем летательного аппарата, отличающийся тем, что указанная структура простирается вдоль по крайней мере части продольной оси летательного аппарата и имеет простирающееся вдоль продольной оси летательного аппарата множество открытых на концах галерей, каждая галерея направлена вдоль поперечной оси летательного аппарата и простирается через всю упомянутую структуру, галереи приспособлены для одновременной выгрузки груза с одного конца галереи и погрузки груза с противоположного конца. 11. Отсек по п.10, отличающийся тем, что имеет первое устройство, установленное в каждой галерее для вдвигания груза с одного конца, выдвигания с противоположного конца галереи и перемещения в промежуточные положения между ними. 12. Отсек по п. 11, отличающийся тем, что имеет второе устройство для закрепления с возможностью освобождения груза внутри галереи. 13. Отсек по п.12, отличающийся тем, что груз размещен внутри по крайней мере одного грузового контейнера, содержащий указанное первое устройство, приспособленное для вдвигания по крайней мере одного грузового контейнера с одного конца, выдвигания с противоположного конца галереи и перемещения в промежуточные положения между ними, и упомянутое второе устройство, приспособленное для закрепления с возможностью освобождения по крайней мере одного грузового контейнера внутри галереи. 14. Отсек по п. 13, отличающийся тем, что указанное первое устройство установлено на настиле каждой галереи. 15. Отсек по п. 14, отличающийся тем, что указанное второе устройство установлено на настиле каждой галереи. 16. Отсек по п. 15, отличающийся тем, что указанное первое устройство имеет в своем составе множество приводных роликов, установленных в настиле каждой галереи для вдвигания по крайней мере одного грузового контейнера с одного конца, выдвигания с другого конца галереи и перемещения в промежуточные положения между ними. 17. Отсек по п. 16, отличающийся тем, что указанное первое устройство содержит множество бесприводных роликов, установленных в настиле каждой галереи, для поддержания с возможностью перемещения по крайней мере одного грузового контейнера. 18. Отсек по п.13, или 14, или 15, или 16, или 17, отличающийся тем, что имеет указанное второе устройство, содержащее в своем составе пару направляющих рельсов, установленных в пространственной взаимосвязи на настиле галереи так, что когда по крайней мере один грузовой контейнер вдвигают или выдвигают из галереи и перемещают в промежуточные положения, упомянутые рельсы входят в контакт с по крайней мере одним контейнером и предохраняют его от перемещения вдоль продольной оси летательного аппарата. 19. Отсек по п. 18, отличающийся тем, что содержит указанное второе устройство, имеющее в своем составе фиксирующее средство для закрепления с возможностью освобождения по крайней мере одного грузового контейнера в промежуточных положениях вдоль настила галереи, предохраняющее от перемещения вдоль вертикальной и поперечной оси летательного аппарата. 20. Отсек по п.19, отличающийся тем, что содержит двери, установленные на каждом конце галерей для герметизации их внутреннего пространства.