КАРКАС ДИСКООБРАЗНОГО ДИРИЖАБЛЯ И ДИРИЖАБЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЙ КАРКАС Российский патент 2024 года по МПК B64B1/06 B64B1/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха, а именно к транспортно-грузовым дирижаблям в форме диска большой грузоподъемности жесткой конструкции с балластным управлением подъемной силой.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Для летательных аппаратов легче воздуха особое значение имеет обеспечение высокой грузоподъемности. Из уровня техники известен полужесткий управляемый аэростатический летательный аппарат, представляющий собой дирижабль дискообразной формы (патент РФ2114027, дата публикации 27.06.1998, индексы МПК В64В 1/08, В64В 1/58, В64В 1/70). Дискообразный корпус дирижабля содержит эластичные выпуклые верхнюю и нижнюю оболочки. Внутри указанного корпуса образован силовой каркас, причем внутренний полый жесткий силовой остов образует грузовой отсек, при этом высота внутреннего полого жесткого силового остова не превышает половины высоты корпуса, составляющей 0,30-0,45 от его диаметра. При этом, согласно раскрытию, в изобретении используется термостатическое балластирование, что требует заметно большего объема дирижабля по сравнению с дирижаблем, имеющим балластную схему управления, и не позволяет обеспечивать высокую грузоподъемность дирижабля относительно его собственного веса. Кроме того, с увеличением геометрических размеров летательного аппарата, увеличивается лобовое сопротивление воздуха, в результате чего требуются более мощные и тяжелые двигатели, что увеличивает затраты на топливо, газ и материалы.

[0003] Кроме того, поскольку в известном из уровня техники решении используется термостатическое балластирование, происходит циклическое взаимодействие нагретого до различных температур воздуха с газонепроницаемыми оболочками и другими конструкциями летательного аппарата, в результате чего снижается их надежность и срок службы. Также, поскольку известный летательный аппарат является полужестким, жесткости его несущей конструкции недостаточно для обеспечения большой грузоподъемности. Недостатком известного дирижабля является также то, что для постройки и эксплуатации такого летательного аппарата требуется эллинг, строительство и функционирование которого сопряжено с большими материальными затратами, превосходящими затраты на строительство самого дирижабля. В результате, из-за сложной конструкции, недостаточной грузоподъемности и высоких материальных затрат, создание такого летательного аппарата не является эффективным.

[0004] Также известен дирижабль в форме диска большой грузоподъемности (патент РФ 2317226, дата публикации 20.02.2008, индексы МПК В64В 1/08, В64В 1/22). Дирижабль имеет жесткий каркас полого силового тора, соединенного с силовым остовом, который выполнен жестким из дугообразных, горизонтально-радиальных, вертикальных и кольцевых силовых ферм, несущее перекрытие и защитное покрытие. При этом корпус дирижабля выполнен в виде выпуклых верхнего сегмента и нижнего сегмента, который выполнен с возможностью изменения объема, а защитное покрытие выполнено в виде эластичной защитной оболочки, покрывающей снаружи выпуклые верхний и нижний сегменты с возможностью использования корпуса в качестве эллинга. В приведенном дирижабле для обеспечения оптимального объема и минимального миделевого сечения дирижабля при большой грузоподъемности использована безбалластная схема средства управления подъемной силой. Для этого вдоль вертикальной оси верхнего сегмента размещено хранилище для газа легче воздуха, соединенное через газонасосные станции с баллонами для газа легче воздуха.

[0005] При этом конструкция дирижабля излишне утяжелена за счет того, что в силовом торе размещены рубка управления, двигательные установки, помещения для команды, складские помещения, сквозной коридор, обшивка, настил, системы отопления, охлаждения и вентиляции, амортизирующие устройства или покрытия для демпфирования ударов при опускании силового тора на поверхность. Также через силовой тор проходят коридоры для грузовой техники с грузом, для чего соответственно усилены фермы, подкрепления под механизмы и грузы. Кроме того, поскольку коридоры в экваториальной плоскости для грузовиков с грузом от силового тора до грузового отсека должны выдерживать вес грузового автомобиля с грузом, они также должны быть выполнены достаточно прочными, то есть иметь металлический настил, который добавляет веса конструкции дирижабля. Более того, поскольку погрузка груза на грузовую платформу осуществляется с применением грузовых автомобилей и прочего погрузочного оборудования, необходимо предусмотреть свободное пространство внутри летательного аппарата для осуществления таких маневров, что уменьшает полезный объем летательного аппарата. Кроме того, утяжелению конструкции дирижабля способствует размещение по периметру летательного аппарата восьми и более универсальных двигательных установок, которые включают в себя также редукторы и поворотные механизмы, обеспечивающие поворот плоскости вращения винтовых движителей в трех плоскостях.

[0006] Кроме того, в решении известного уровня техники предусмотрена возможность изменения объема нижнего сегмента летательного аппарата, с этой целью баллоны для газа легче воздуха в нижнем сегменте выполнены с возможностью складывания/раскладывания, в результате чего происходит их ускоренный износ, который может привести к авариям и существенным потерям газа, в том числе в полете. Возможность выполнения емкостей для хранения газообразного топлива силовых установок расположенными во внутренней части баллонов с газом легче воздуха способствует оптимизации использования внутреннего объема дирижабля, но ведет к усложнению конструкции баллонов, применению в оболочке для баллонов с газообразным топливом материалов оболочки для баллонов с гелием, что усложняет и удорожает производство таких баллонов, а также сильно увеличивает их массу. Иначе гелий, благодаря своим физическим свойствам, очень быстро окажется в баллонах с газообразным топливом и будет выкачиваться вместе с топливом, что приведет к неоправданным потерям гелия и может привести в итоге к недостаточности подъемной силы для продолжения полета.

[0007] В результате, в известном решении большая собственная масса летательного аппарата ведет к необходимости использования большего количества газа легче воздуха, например, гелия, необходимого для подъема в воздух самой конструкции летательного аппарата. При этом, поскольку гелий является ограниченным в земных условиях ресурсом, а его извлечение сопряжено с рядом сложностей, такое использование выглядит экономически неэффективным. Кроме того, с увеличением требуемого количества газа легче воздуха будут увеличиваться и внутренние объемы летательного аппарата, необходимые для его размещения, что вызывает дополнительные производственные затраты - требуется больше конструкций и, соответственно, больше материалов. Более того, увеличение объема летательного аппарата ведет к увеличению лобового сопротивления воздуха. Следовательно, потребуются более мощные и тяжелые двигатели, что вновь приведет к увеличению затрат на топливо, газ и материалы. Таким образом, при большой собственной массе и сложности в изготовлении и эксплуатации, аппарат может перевозить ограниченное количество грузов. Кроме того, ограничение грузоподъемности известного аппарата обусловлено также тем, что конструкция подвижного грузового отсека, вертикально перемещаемого внутри летательного аппарата в процессе полета, позволяет размещать внутри него лишь ограниченное количество груза.

[0008] Таким образом, существует потребность в разработке решений, позволяющих преодолеть по меньшей мере некоторые недостатки решений, известных из уровня техники.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Проблема создания надежного и экономичного транспортно-грузового средства большой грузоподъемности решена предложенными изобретениями. Каркас дирижабля содержит верхний и нижний сегменты, сформированные из силовых ферм и соединенные между собой общими дугообразными горизонтальными силовыми фермами и вертикальными силовыми фермами, проходящими через оба сегмента. Каркас дирижабля отличается тем, что верхний сегмент содержит верхние горизонтальные силовые фермы, соединяющие между собой вертикальные силовые фермы в верхнем сегменте, а нижний сегмент содержит нижние горизонтальные силовые фермы, соединяющие между собой вертикальные силовые фермы в нижнем сегменте. Кроме того, верхний сегмент каркаса дирижабля содержит верхние дугообразные радиальные силовые фермы, проходящие в верхнюю часть верхнего сегмента от горизонтальных дугообразных силовых ферм с образованием соединения с вертикальными силовыми фермами в верхнем сегменте, причем указанные верхние дугообразные радиальные силовые фермы соединены между собой в верхней части верхнего сегмента. При этом нижний сегмент каркаса дирижабля содержит нижние дугообразные радиальные силовые фермы, проходящие в нижнюю часть нижнего сегмента от горизонтальных дугообразных силовых ферм с образованием соединения с вертикальными силовыми фермами в нижнем сегменте. Таким образом достигается усиление конструкции каркаса дирижабля за счет распределения нагрузки между сегментами.

[0010] Согласно одному из частных вариантов осуществления изобретения, каркас дирижабля дополнительно содержит по меньшей мере один набор вертикальных ферм, соединенных с верхними дугообразными радиальными силовыми фермами в верхнем сегменте и с нижними дугообразными радиальными силовыми фермами в нижнем сегменте, по меньшей мере один набор верхних дугообразных горизонтальных силовых ферм, дополнительно соединяющих верхние дугообразные радиальные фермы в верхнем сегменте, и по меньшей мере один набор нижних дугообразных горизонтальных силовых ферм, дополнительно соединяющих нижние дугообразные радиальные фермы в нижнем сегменте. Кроме того, каркас дирижабля может содержать дополнительные дугообразные радиальные силовые фермы, проходящие от верхних дугообразных радиальных силовых ферм в верхнем сегменте и/или от нижних дугообразных радиальных силовых ферм в нижнем сегменте из мест соединения указанных ферм с дополнительными вертикальными силовыми фермами к дугообразным горизонтальным силовым фермам. Такие модификации конструкции обеспечивают дополнительное усиление каркаса дирижабля и, таким образом, повышают прочность и грузоподъёмность дирижабля, а также позволяют увеличить его геометрические размеры, повышая надежность конструкции.

[0011] Согласно одному из частных вариантов осуществления изобретения, нижний сегмент каркаса дирижабля содержит стойки, выполненные с возможностью опускания для частичного выпуска указанных стоек из нижнего сегмента дирижабля и подъема их обратно. При этом изобретением предусмотрено размещение указанных стоек как вдоль вертикальных силовых ферм, так и внутри них. В альтернативном частном варианте осуществления изобретения нижний сегмент содержит стойки и привод уборки стоек, выполненный с возможностью перевода указанных стоек между конфигурацией выпущенного состояния и конфигурацией убранного состояния.

[0012] В предпочтительном варианте осуществления стойки дирижабля снабжены колесами. В результате такой модификации каркаса дирижабля обеспечена возможность эксплуатации предлагаемого дирижабля без создания специальных эллингов для стоянки, а также громоздких причальных сооружений и другой сложной аэродромной инфраструктуры, присущей дирижаблям традиционной геометрии.

[0013] Еще одним объектом изобретения является дирижабль, содержащий каркас, покрытый защитной оболочкой и в котором размещены баллоны для газа легче воздуха, а также по меньшей мере один грузовой отсек. Также дирижабль содержит силовую установку и расположенные снаружи каркаса средства управления подъемной силой. Дирижабль отличается тем, что в нем используется предложенный в настоящем раскрытии каркас, а грузовой отсек сформирован в центральной части указанного каркаса и ограничен вертикальными силовыми фермами, а также верхними и нижними горизонтальными силовыми фермами и верхними дугообразными радиальными фермами. Таким образом, обеспечена надежность и экономичность транспортно-грузового средства.

[0014] В одном из частных вариантов осуществления баллоны для газа легче воздуха размещены в секторах дирижабля, образованных силовыми фермами верхнего и нижнего сегментов. В результате этого обеспечено равномерное распределение подъемной силы, а также оптимизированная надежность дирижабля, связанная с возможностью ремонта или замены баллонов для газа легче воздуха. В предпочтительном варианте осуществления между баллонами для газа легче воздуха и защитной оболочкой обеспечена прослойка воздуха, позволяющая увеличить срок службы баллонов ввиду уменьшения механических воздействий на них.

[0015] В другом частном варианте осуществления над грузовым отсеком поверх верхних дугообразных радиальных силовых ферм размещены помещения для экипажа, предпочтительно включающие кабину управления, а также другие вспомогательные помещения. Такое расположение кабины управления и вспомогательных помещений позволяет создать безопасные условия для экипажа, а также обеспечить комфортные условия в длительном полете.

[0016] В другом частном варианте осуществления предусмотрено, что предложенный дирижабль отличается тем, что в грузовом отсеке расположен грузовой модуль, выполненный с возможностью извлечения его из каркаса дирижабля. Таким образом, обеспечено эффективное использование внутреннего пространства дирижабля, связанное с отсутствием необходимости организации дополнительных путей погрузки/разгрузки предложенного транспортно-грузового средства. В другом частном варианте осуществления предусмотрено, что грузовой модуль выполнен в виде платформы или объемной конструкции. Разные варианты выполнения сменного грузового модуля обеспечивают возможность применения предложенного дирижабля для транспортирования грузов различной конфигурации.

[0017] В еще одном частном варианте осуществления дирижабль дополнительно содержит средства для перемещения и фиксации грузового модуля, связанные с силовыми фермами каркаса. Таким образом, обеспечены удобное и надежное перемещение и фиксация грузового модуля. Кроме того, обеспечена возможность эффективного использования внутреннего пространства дирижабля, связанного с отсутствием необходимости организации дополнительных путей погрузки/разгрузки предложенного транспортно-грузового средства.

[0018] В еще одном частном варианте осуществления верхний и нижний сегменты каркаса дирижабля выполнены в виде сегментов фигур, имеющих поверхность второго порядка, предпочтительно в виде сегментов эллипсоидов, более предпочтительно в виде сегментов сплющенных сфероидов, еще более предпочтительно сферичность верхнего сегмента больше сферичности нижнего сегмента. Такое выполнение сегментов дирижабля улучшает его обтекаемость и, соответственно, повышает энергетическую эффективность.

[0019] В еще одном частном варианте осуществления предусмотрено, что баллоны для газа легче воздуха размещены в мешках, предпочтительно выполненных из нейлоновой сетки, а указанные мешки прикреплены к силовым фермам, образующим сектор, в котором соответствующий баллон для газа легче воздуха размещен. Таким образом, обеспечено простое и надежное закрепление баллонов внутри каркаса дирижабля, а также возможность их ремонта или замены в случае необходимости.

[0020] В еще одном частном варианте осуществления внутри каркаса дирижабля над грузовым отсеком размещены дополнительные помещения для экипажа. В них могут быть организованы различные вспомогательные помещения, например, складские. Таким образом, в предложенном решении еще более эффективно использовано внутреннее пространство дирижабля, а также обеспечен дополнительный комфорт экипажа

[0021] В еще одном частном варианте осуществления дирижабль содержит кольцеобразный настил, расположенный на нижних дугообразных радиальных силовых фермах или между ними и проходящий от вертикальных силовых ферм в горизонтальном направлении. При этом на указанном настиле в нижнем сегменте, вокруг центрального грузового отсека, образован дополнительный грузовой отсек. Указанный кольцевой грузовой отсек, таким образом, имеет возможность загрузки из центрального грузового отсека, в результате чего обеспечено эффективное использование внутреннего пространства дирижабля. В еще более предпочтительном варианте осуществления с этой же целью поверх дополнительного грузового отсека расположен пассажирский салон кольцевой формы. Кроме того, пассажирский салон может располагаться также вместо дополнительного грузового отсека.

[0022] В еще одном частном варианте осуществления силовая установка дирижабля включает по меньшей мере один маршевый двигатель, предпочтительно размещенный внутри каркаса дирижабля и связанный с винтовыми движителями, расположенными на верхнем сегменте дирижабля. Предпочтительно, винтовые движители расположены на горизонтальных осях на пилонах или выполнены поворотными. Также в предпочтительном варианте осуществления винтовые движители представляют собой движители переменного шага, что позволяет обеспечивать продолжительное горизонтальное перемещение дирижабля по маршруту. В еще одном предпочтительном варианте осуществления винтовые движители снабжены кольцевыми защитными кожухами.

[0023] В еще одном частном варианте осуществления силовая установка дирижабля включает по меньшей мере четыре винтовых движителя, расположенных на дугообразных горизонтальных силовых фермах и связанных с соответствующими двигателями винтовых движителей. Предпочтительно, указанные винтовые движители расположены на вертикальных осях на пилонах или выполнены поворотными, а связанные с ними двигатели винтовых движителей расположены на этих пилонах или внутри каркаса дирижабля и выполнены с возможностью передачи крутящего момента на винтовые движители. Также в предпочтительном варианте осуществления указанные винтовые движители представляют собой движители переменного шага, что позволяет обеспечивать эффективное управление подъемной силой дирижабля, в том числе, обеспечивать удобство при взлете или посадке дирижабля. В еще одном предпочтительном варианте осуществления указанные винтовые движители снабжены кольцевыми защитными кожухами.

[0024] В еще одном частном варианте осуществления дирижабль содержит два курсовых руля и руль высоты, расположенные позади винтовых движителей маршевых двигателей. Такая модификация дирижабля обеспечивает эффективные средства аэродинамического управления по курсу и высоте, выполняющие также функцию стабилизаторов дирижабля.

[0025] В еще одном частном варианте осуществления дирижабль оборудован средствами приводнения. Предпочтительно, чтобы указанные средства приводнения были выполнены в виде надувных поплавков, размещенных на выдвигающихся конструкциях, предпочтительно на вышеописанных стойках, и/или под днищем центрального грузового отсека. Таким образом, обеспечена возможность исключения попадания воды внутрь дирижабля, что позволяет безопасно проводить посадку на воду и взлет с нее.

[0026] В еще одном частном варианте осуществления дирижабль оснащен устройствами для фиксации на земле. Таким образом использование такого дирижабля не требует строительства эллинга, поскольку в стационарном положении дирижабль с помощью указанных устройств для фиксации на земле прочно и неподвижно стоит на поверхности и не подвергается опасности ударов о поверхность. Кроме того, конструкция дирижабля также позволяет проводить любые работы по профилактике и ремонту непосредственно внутри дирижабля.

[0027] В еще одном частном варианте осуществления дирижабль выполнен с возможностью забора и использования воды извне в качестве балласта для удержания дирижабля на поверхности земли или воды, что дополнительно повышает удобство его использования.

[0028] В еще одном частном варианте осуществления дирижабль оборудован стыковочной штангой и стыковочной сцепкой. Наличие этих средств в дирижабле обеспечивает безопасное приземление путем надежного захвата и скрепления стыковочной сцепкой с внешним наземным средством в качестве балласта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0029] Настоящее изобретение будет далее описано более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

[0030] на фиг. 1 схематично показан общий вид дирижабля в разрезе;

[0031] на фиг. 2 схематично показан вид сверху на верхний сегмент каркаса дирижабля без защитной оболочки;

[0032] на фиг. 3 схематично показан вид снизу на нижний сегмент каркаса дирижабля без защитной оболочки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0032] На фиг. 1 схематично показан общий вид предложенного в настоящем раскрытии дирижабля. Дирижабль имеет корпус дискообразной формы, образованный выпуклыми верхним сегментом 1 и нижним сегментом 2, снаружи покрытыми эластичной защитной оболочкой 3. Внутри сегментов 1 и 2 расположены баллоны 4 для газа легче воздуха.

[0034] Корпус дирижабля содержит жесткий силовой каркас, который включает в себя вертикальные силовые фермы 5 каркаса центрального отсека. Указанные фермы 5 расположены симметрично относительно центральной вертикальной оси дирижабля. Вертикальные силовые фермы 5 соединены между собой в верхней части горизонтальными силовыми фермами 6 и в нижней части горизонтальными силовыми фермами 7. Указанные силовые фермы 6 и 7 при этом могут иметь как прямую, так и дугообразную конфигурацию.

[0035] Верхний сегмент 1 дирижабля образован соединенными между собой дугообразными радиальными силовыми фермами 8 и дугообразными горизонтальными силовыми фермами 12 силового контура, а также горизонтальными силовыми фермами 6, соединяющими вертикальные силовые фермы 5 в верхней части. Нижний сегмент 2 дирижабля образован соединенными между собой дугообразными радиальными силовыми фермами 9 и дугообразными горизонтальными силовыми фермами 12 силового контура, а также горизонтальными силовыми фермами 7, соединяющими вертикальные силовые фермы 5 в нижней части. Верхний сегмент 1 и нижний сегменты 2 соединены между собой за счет наличия общих дугообразных силовых ферм 12, а также соединены вертикальными силовыми фермами 5 каркаса центрального отсека. Указанное соединение верхнего и нижнего сегментов 1 и 2 при этом обеспечено соединением вертикальными силовыми фермами 5 верхних и нижних дугообразных радиальных ферм 8 и 9 в верхней и нижней частях вертикальных ферм 5, соответственно. При этом, указанное соединение может быть реализовано как упором верхних и нижних концов вертикальных силовых ферм 5 в верхние дугообразные радиальные силовые фермы 8 и нижние дугообразные радиальные силовые фермы 9, соответственно, так и упором верхних концов вертикальных силовых ферм 5 в верхние дугообразные радиальные силовые фермы 8 и соединением нижних концов вертикальных силовых ферм 5 с торцами нижних дугообразных радиальных силовых ферм 9. На фиг. 1 в качестве примера приведен второй вариант соединения, при этом для обеспечения простоты восприятия на фиг. 1 показаны только две вертикальные фермы 5, а детальная конструкция дирижабля будет понятна специалисту из сопроводительных чертежей, показанных на фиг. 2 и 3, где приведен вид сверху на верхний сегмент 1 каркаса дирижабля без защитной оболочки 3 и вид снизу на нижний сегмент 2 каркаса дирижабля без защитной оболочки 3, соответственно. Таким образом, обеспечено усиление каркаса за счет равномерного распределения нагрузки между сегментами.

[0036] Силовые фермы могут представлять собой металлические (алюминиевые) или композиционные фермы, предпочтительно с квадратным или треугольным сечением. Соединение силовых ферм между собой может быть выполнено любым подходящим способом с учетом материала, из которого изготовлены силовые фермы, при этом соединения могут быть предусмотрены как неразъемными, например, полученными сваркой, склеиванием или клепкой элементов, так и разъемными, в частности, резьбовыми с фиксацией шплинтом. Последнее при этом может обеспечить ремонтопригодность каркаса дирижабля.

[0037] При конструировании дирижаблей больших размеров настоящим изобретением предусмотрено использование дополнительных дугообразных горизонтальных силовых ферм 10, соединенных с дугообразными радиальными силовыми фермами 8 в верхнем сегменте 1 и дополнительных дугообразных горизонтальных силовых ферм 11, соединенных с дугообразными радиальными силовыми фермами 9 в нижнем сегменте 2. Такое выполнение, обеспечивает повышение жесткости и, соответственно, грузоподъемности и надежности дирижабля. Кроме того, для дирижаблей больших размеров изобретение предусматривает дополнительное соединение верхнего сегмента 1 и нижнего сегмента 2 посредством вертикальных силовых ферм 13. Специалисту понятно, что может быть предусмотрено большее количество дополнительных вертикальных силовых ферм и/или дугообразных горизонтальных силовых ферм, исходя из соображений прочности/жесткости общей конструкции дирижабля. На фиг. 1 для обеспечения простоты восприятия показаны только две дополнительные вертикальные фермы 13.

[0038] Силовые фермы 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 могут быть выполнены в виде объемных конструкций, в частности, они могут иметь треугольное поперечное сечение. Например, указанные фермы могут быть выполнены в виде стандартных элементов, представляющих собой трехмерные лонжероны с треугольным сечением. Специалисту понятно, что могут быть использованы элементы с другой формой поперечного сечения.

[0039] При выборе сплавов материала для силовых ферм 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 руководствуются соображениями обеспечения небольшой собственной массы конструкций при сохранении требуемых прочностных характеристик. Так, в частном варианте осуществления, силовые фермы могут быть изготовлены из алюминия или алюминиевых сплавов. Кроме того, возможно изготовление силовых ферм из титана или титановых сплавов, а также других материалов, в частности композиционных, имеющих подходящее соотношение массы и прочности. Также специалисту понятно, что силовые фермы могут иметь различные конфигурации в зависимости от материала и способа изготовления. Таким образом можно достичь еще большей оптимизации соотношения массы и грузоподъемности дирижабля.

[0040] На фиг. 2 и 3, показан вид на верхний сегмент 1 и нижний сегмент 2 дирижабля, соответственно, без защитной оболочки 3. В показанном варианте осуществления каркас верхнего сегмента 1 включает в себя восемь дугообразных радиально-горизонтальных силовых ферм 8, а каркас нижнего сегмента 2 - соответственно восемь дугообразных радиально-горизонтальных силовых ферм 9. Постоянную форму верхнего сегмента 1 задают соединенные между собой силовые фермы 8 и 12. В показанном на фигурах варианте реализации для этого также использованы дополнительные силовые фермы 10, которые, как было пояснено выше, используются в случае больших геометрических размеров дирижабля. Специалисту понятно, что также может быть использовано и большее количество дополнительных силовых ферм. Таким образом, приведенный для примера на фиг. 2 верхний сегмент 1 дирижабля, образованный силовыми фермами 8, 10 и 12, разделен на восемь секторов указанными силовыми фермами 8. Каркас нижнего сегмента 2 аналогичным образом образован силовым фермами 7, 9 и 12, причем в примере, схематично показанном на фиг. 3, каркас нижнего сегмента 2 также содержит дополнительные силовые фермы 11. Таким образом, в приведенном примере нижний сегмент 2 дирижабля, образованный силовыми фермами 7, 9, 11 и 12, также разделен на восемь секторов силовыми фермами 9. Специалисту понятно, что при изменении линейных размеров дирижабля, количество секторов и, соответственно, силовых ферм, в верхнем сегменте 1 и нижнем сегменте 2 может быть изменено, например, увеличено для повышения надежности и/или грузоподъемности дирижабля. Кроме того, могут быть предусмотрены дирижабли как с четным, так и с нечетным количеством секторов.

[0041] Более детально, конструкция дирижабля выполнена таким образом, что верхние концы вертикальных силовых ферм 5 соединены с верхними горизонтальными силовыми фермами 6 и с дугообразными радиальными силовыми фермами 8. Нижние концы вертикальных ферм 5 соединены с нижними горизонтальными силовыми фермами 7 и с дугообразными радиальными силовыми фермами 9. Для дирижаблей больших размеров, при обеспечении дополнительных вертикальных силовых ферм 13, указанные фермы в верхней и нижней частях соединены с дугообразными радиальными силовыми фермами 8 и 9. Силовые фермы 8 и 9 верхнего и нижнего сегментов 1 и 2, в свою очередь, скреплены с силовыми горизонтальными дугообразными фермами 12 силового контура и с дополнительными верхними горизонтальными дугообразными силовыми фермами 10 и нижними горизонтальными дугообразными силовыми фермами 11, соответственно. Таким образом, образован прочный каркас верхнего сегмента 1 и нижнего сегмента 2. Как было упомянуто выше, может быть использовано большее количество наборов дополнительных силовых ферм 10, 11 и 13 для обеспечения большей прочности и надежности дирижабля, в том числе - для уменьшения провисания защитной оболочки 3. С этой же целью в конструкции корпуса дирижабля могут быть предусмотрены дополнительные не показанные на чертежах дугообразные радиальные силовые фермы, проходящие от дугообразных радиальных силовых ферм 8 и/или 9 из мест их соединения с дополнительными вертикальными фермами 13 к горизонтальным дугообразным фермам 12.

[0042] Предложенный дирижабль имеет по существу дисковую форму. Для повышения обтекаемости дирижабль выполнен таким образом, что верхний и нижний сегменты 1, 2 являются сегментами фигур, имеющих поверхность второго порядка, преимущественно сегментами эллипсоидов, а именно сплющенных сфероидов. Кроме того, для большего улучшения аэродинамических характеристик дирижабля предпочтительно, чтобы нижний сегмент 2 имел меньшую сферичность, чем верхний сегмент 1 дирижабля.

[0043] В центральной части вдоль вертикальной оси дирижабля образован центральный грузовой отсек 14, ограниченный по горизонтали вертикальными силовыми фермами 5 и по вертикали горизонтальными силовыми фермами 6 и дугообразными радиальными силовыми фермами 8 сверху, а также горизонтальными силовыми фермами 7 снизу. Центральный грузовой отсек 14 может содержать, в нижней части между горизонтальных силовых ферм 7, но не соединенный с ними жестким образом, сменный грузовой модуль 15. Сменный грузовой модуль 15 может быть выполнен в виде грузовой платформы или в виде объемной конструкции. Сменный грузовой модуль 15 может быть поднят в грузовой отсек 14 и закреплен в нем или полностью отделен от летательного аппарата. Указанное закрепление может быть реализовано различными способами, например, с использованием подпружиненных задвижек со скошенным профилем Скошенный профиль подпружиненных задвижек, которые могут быть расположены на вертикальных фермах 5 и/или горизонтальных силовых фермах 7, обеспечивает фиксацию грузового модуля 15 в грузовом отсеке 14 внутри дирижабля. Таким образом, грузовой модуль 15 свободно поднимается внутрь центрального грузового отсека 15 и может опускаться на подпружиненные задвижки-запорные элементы. В таком случае для опускания грузового модуля 15 из грузового отсека 14 будет необходимо обеспечить отпирание запорных элементов, что может быть реализовано при приподнятии грузового модуля 15. Кроме того, может быть обеспечено закрепление грузового модуля 15 в грузовом отсеке 14 горизонтально установленными подпружиненными уголками, имеющими продольную ось. Уголки размещают на вертикальных силовых фермах 5 и/или горизонтальных силовых фермах 7. При поднятии грузового модуля 15 в грузовой отсек 14 уголок поворачивается на оси. После прохождения грузового модуля 15, уголок под действием пружины возвращается в исходное положение, а край грузового модуля 15 встает на его горизонтальную часть. Для извлечения грузового модуля 15 из грузового отсека 14 тогда необходимо сначала приподнять грузовой модуль 15, а затем отжать вверх уголок, в результате чего его горизонтальная часть поворачивается на оси в вертикальное положение, после чего платформа (грузовой модуль 15) опускается вниз. Грузовой модуль 15 по существу может иметь любую геометрическую форму. На фиг. 3 в качестве примера изображен сменный грузовой модуль 15 в виде платформы квадратной формы. Также в грузовом отсеке 14 могут быть предусмотрены не показанные на схеме приспособления для спуска сменного грузового модуля 15, закрепленные на силовых элементах силового каркаса, образованного фермами 5, 6, 7 и 8, и устройства для его фиксации. Фиксация грузового модуля 15 может производиться при помощи ригелей, фиксирующих его в походном положении. Опускание и поднятие грузового модуля 15 может производиться при помощи различных устройств, например, с использованием лебедок и тросов. В вариантах осуществления изобретения, когда предусмотрен легкий грузовой модуль 15 может быть использована одна лебедка, закрепленная в центре верхнего сегмента 1 дирижабля. В вариантах осуществления, в которых грузовой модуль 15 предназначен для тяжелых грузов, могут быть предусмотрены лебедки, закрепленные на подкреплениях на силовых фермах 8 в местах близ их соединения с силовыми фермами 5.

[0044] Исходя из материально-технической целесообразности, вокруг центрального грузового отсека 14, ограниченного в горизонтальной плоскости вертикальными силовыми фермами 5, и/или вблизи от него в нижней части сегмента 2 под баллонами 4 с газом легче воздуха, на нижних дугообразных радиальных фермах 9 может быть оборудован кольцеобразный настил для дополнительного (второго) грузового отсека и сам дополнительный грузовой отсек 16, располагающийся по горизонтали в пределах указанного настила. Дополнительный грузовой отсек 16 может разделяться на отдельные сектора радиальными фермами 9 и вертикальными фермами 5. В этом случае отдельные сектора располагают между указанными фермами 9 и прикрепляют к ним подходящими средствами. В таком варианте реализации, отдельные сектора дополнительного грузового отсека 16, сформированные на секторах настила, могут быть выполнены изолированными друг от друга, они могут иметь отдельные въезды с платформы грузового модуля 15, в них также может быть обеспечена возможность поддержания разных температурных режимов. При наличии в конструкции дирижабля дополнительных ферм 10, 11, 13 дополнительный грузовой отсек 16 может быть ограничен в горизонтальной плоскости основными и дополнительными вертикальными силовыми фермами 5 и 13 и/или по существу нижними дугообразными силовыми фермами 9 (в зависимости от высоты расположения настила он может проходить как до дополнительных ферм 13, так и до наклонных участков радиальных дугообразных ферм 9). Кроме того, настил и дополнительный грузовой отсек 16 могут располагаться в горизонтальной плоскости вокруг вертикальных силовых ферм 5, не доходя до других элементов каркаса, а для фиксации настила и грузового отсека 16 могут быть предусмотрены дополнительные элементы. В дополнительный грузовой отсек 16 груз может быть перемещен с грузового модуля 15, поднятого в центральный грузовой отсек 14. Таким образом, существенно увеличивается объем перевозимого груза, при минимальном уменьшении объема баллонов 4 с газом легче воздуха.

[0045] Типы перевозимого груза и их упаковка/конфигурация могут быть различными. В частности, может быть предусмотрена погрузка грузов в виде контейнеров, например, изготовленных из легких материалов, в частности, из алюминия или алюминиевых сплавов. Кроме того, в предлагаемом дирижабле груз может транспортироваться на контейнер-платформах, а также на паллетах. Более того, конструкция дирижабля предусматривает возможность транспортирования негабаритных грузов, в том числе - вертикальных, которые для этого устанавливают на сменные грузовые модули 15 в виде платформы. При необходимости, для обеспечения безопасности перевозки, негабаритный груз, особенно перевозимый в вертикальном положении, может дополнительно крепиться к силовым фермам каркаса дирижабля при помощи тросовых, цепных и прутковых натяжных устройств.

[0046] Кроме того, изобретение предусматривает грузопассажирское или пассажирское выполнение летательного аппарата. В таком варианте реализации поверх настила, то есть вместо кольцевого грузового отсека 16, или поверх самого кольцевого грузового отсека 16 может быть расположен пассажирский салон 17, имеющий также по существу кольцевую форму.

[0047] Над центральным грузовым отсеком 14 поверх силовых ферм 8 может быть размещены помещения 20 для экипажа (показаны на фиг. 1 и не показаны на фиг. 2 с целью упрощения представления и детализации расположения силовых ферм): кабина управления, жилые, производственные, складские, подсобные и иные помещения, такие, например, как столовая, кухня, продуктовые склады и прочие. При недостатке места, часть помещений 21 может быть расположена на ярус ниже, под силовыми фермами 8, занимая пространство верхней части грузового отсека 14, не мешая размещению устройств, обеспечивающих вертикальное перемещение груза. Такое расположение кабины управления, жилых и служебных помещений облегчает контроль состояния защитной оболочки 3 и верхней части баллонов 4 с газом легче воздуха под ней, как на стоянках, так и во время полета. Кроме того, такое расположение кабины управления и помещений экипажа позволяет создать безопасные условия для экипажа, а также обеспечить комфортные условия в длительном полете. Кроме того, настоящее изобретение может быть реализовано в виде беспилотного дирижабля, для чего он может быть оснащен традиционными средствами удаленного управления.

[0048] В предложенном дирижабле наблюдение за земной поверхностью может быть осуществлено при помощи камер наблюдения, установленных на нижнем сегменте 2 конструкции летательного аппарата. Кроме того, в нижней части каркаса дирижабля, спереди по ходу движения от грузового отсека может располагаться остекленная снизу рубка 22 управления посадкой и погрузкой.

[0049] Предпочтительно, чтобы дирижабль имел средства, позволяющие обеспечивать его безопасное приземление и фиксацию на земле. Одним из таких средств являются стойки 18, которые могут быть размещены в нижнем сегменте 2 дирижабля. Эти стойки 18 могут быть выполнены с возможностью опускания для их частичного выпуска из нижнего сегмента 2 и подъема обратно. Стойки 18 могут иметь различный вид, в частности, могут быть выполнены телескопическими. В частности, стойки 18 могут быть расположены вдоль вертикальных ферм 5. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1, опускающиеся стойки 18 и приспособления их опускания и фиксации могут быть размещены внутри полых вертикальных ферм 5 силового каркаса. Кроме того, изобретением предусмотрен не показанный на чертежах вариант осуществления, в котором нижний сегмент содержит стойки 18 и привод уборки стоек, выполненный с возможностью перевода указанных стоек 18 между конфигурацией выпущенного состояния и конфигурацией убранного состояния подобно широко используемому приводу стоек шасси самолетов. Стойки 18 в описанных вариантах осуществления могут работать как шасси при приземлении и как упоры при стоянке и разгрузке дирижабля. Такое выполнение стоек шасси по существу во внутреннем объеме дирижабля не создает дополнительного сопротивления воздуха при полете и способствует лучшей обтекаемости летательного аппарата. Управление стойками 18 позволяет регулировать высоту дирижабля над поверхностью при приземлении или стоянке. В случае применения дополнительных вертикальных силовых ферм 13 вдоль них или внутри них также могут быть размещены опускающиеся стойки 18 и приспособления их опускания и фиксации. Кроме того, для удобства эксплуатации стойки 18 могут быть оснащены колесами.

[0050] Как было упомянуто ранее, внутри сегментов 1 и 2 расположены баллоны 4 для газа легче воздуха. Более детально, баллоны 4 с газом легче воздуха размещают в секторах верхнего и нижнего сегментов 1, 2. Конфигурация баллонов 4 с газом легче воздуха повторяет форму соответствующего сектора верхнего сектора 1 или нижнего сектора 2. При этом, изобретением предусмотрено, что в одном секторе может быть расположен как один, так и несколько баллонов 4 для газа легче воздуха. Кроме того, для повышения безопасности и надежности баллоны 4 для газа легче воздуха могут содержать внутренние перегородки. В качестве газа легче воздуха для наполнения баллонов 4 в настоящем изобретении предусмотрено использование гелия. Тем не менее, может быть использован и другой подходящий газ, для чего могут быть использованы соответствующим образом выполненные баллоны 4 для газа.

[0051] Предпочтительно, баллоны 4 с газом легче воздуха выполнены из тонкопленочного газонепроницаемого материала, например, материала типа лавсан или майлар. Каждый из баллонов 4 с газом легче воздуха может быть помещен в мешок из нейлоновой сетки, не показанный на чертежах. Такое выполнение обеспечивает простое и надежное прикрепление баллонов 4 с газом легче воздуха к силовым фермам 5, 6, 7, 8, 9 и 12, а при выполнении дирижабля больших размеров - и к дополнительным силовым фермам 10, 11 и 13.

[0052] Согласно одному частному варианту осуществления изобретения, между баллонами 4 для газа легче воздуха и защитной оболочкой 3, покрывающей верхний сегмент 1 и нижний сегмент 2, может быть предусмотрено свободное пространство. Такая воздушная прослойка упрощает конструкцию баллонов 4 для газа легче воздуха и стабилизирует температуру газа легче воздуха в баллонах 4 в полете. Кроме того, наличие воздушной прослойки между баллонами 4 и защитной оболочкой позволяет увеличить срок службы баллонов 4 с газом легче воздуха за счет снижения механического и температурного воздействия на них.

[0053] Согласно настоящему раскрытию, верхний сегмент 1 снаружи покрыт эластичной защитной оболочкой 3. Предпочтительно, указанная оболочка выполнена из плотной прочной ткани, которую укладывают на силовые фермы 8 и 12 (при наличии - на фермы 10), согласно одному из вариантов реализации оболочка выполнена с использованием нескольких полотен ткани. Защитная оболочка 3 играет роль аэродинамической защитной оболочки, защищающей внутренний объем дирижабля от воздействия окружающей среды. Для создания гладкой поверхности дирижабля и предотвращения провисания гибкой аэродинамической защитной оболочки 3 поверху силовых ферм 8, 10 и 12 могут быть натянуты и прикреплены к ним тросы, которые для упрощения изображения на чертежах не показаны. Края защитной оболочки 3 закреплены на силовом контуре, сформированном фермами 12, а внутренний ее край закреплен по периметру кабины управления 20. Закрепление оболочки 3 может быть реализовано любым подходящим способом, например, на ткани защитной оболочки 3 могут быть закреплены проушины, через которые продевают трос, закрепляемый на силовых фермах, или в ткани защитной оболочки 3 могут быть выполнены отверстия, усиленные металлическими, пластиковыми или композитными кольцевыми элементами, через которые так же продевают трос для закрепления на силовых фермах. Защитная оболочка 3 может быть также прикреплена к указанным тросам. Например, на ткань защитной оболочки 3 в соответствующих местах наклеиваются куски более плотной ткани с петлей, через которую продеваются хомуты, свободно закрепляемые на тросах с возможностью свободно двигаться по ним. Таким образом, на оболочку 3 не будет оказываться локальных напряжений в отдельных местах.

[0054] Нижний сегмент 2 снаружи также покрыт защитной оболочкой 3, которая, соответственно, натягивается на силовые фермы 9 и 12 (при наличии - на фермы 11). Аналогичным образом могут быть предусмотрены тросы для создания гладкой поверхности дирижабля и предотвращения провисания гибкой аэродинамической защитной оболочки 3 снизу силовых ферм 9, 11 и 12. Края защитной оболочки 3 снизу так же закреплены на силовом контуре 12, а внутренний ее край закреплен на силовых фермах 7 по периметру центрального грузового отсека 14. В частном варианте осуществления под грузовым отсеком 14 может быть организован сдвижной или откидываемый клапан, закрываемый перед взлетом для предотвращения воздушных завихрений, покрытый такой же тканью, что и оболочка 3.

[0055] Для приведения летательного аппарата в движение могут быть предусмотрены не показанные на чертежах маршевые двигатели, которые предпочтительно расположены внутри летательного аппарата. Указанные двигатели через приводы осуществляют передачу крутящего момента на винтовые движители 23, расположенные на верхнем сегменте 1 дирижабля, например, на горизонтальных осях на пилонах за кабиной 20 управления. Винтовые движители 23 могут представлять собой движители переменного шага, а также могут быть дополнительно снабжены кольцевыми защитными кожухами. Позади винтовых движителей 23 маршевых двигателей, но не ограничиваясь только такой конфигурацией, для стабилизации и обеспечения плавного управления может быть расположена конструкция из двух курсовых рулей 24 и одного руля 25 высоты. Кроме того, для обеспечения активного управления дирижабль может быть оснащен дополнительными винтовыми движителями 26. Количество дополнительных винтовых движителей 26 зависит от линейных размеров и массы дирижабля и в частном варианте осуществления изобретения составляет по меньшей мере четыре. Указанные движители 26, как и движители 23, могут представлять собой движители переменного шага и могут быть дополнительно снабжены защитными кольцевыми кожухами. Дополнительные движители 26 могут быть размещены на вертикальных осях на пилонах на силовом контуре дирижабля в местах соединения дугообразных силовых ферм 12 с радиально-горизонтальными силовыми фермами 8 и/или 9. Аналогичным образом указанные движители 23, 26 могут быть выполнены поворотными (всеракурсными) для повышения эффективности управления дирижаблем. Не изображенные на чертежах двигатели дополнительных движителей 26 могут находиться как на пилонах, так и внутри каркаса дирижабля и через приводы передавать крутящий момент на винтовые движители 26. Указанные вертикальные движители 26 могут обеспечивать прижатие летательного аппарата к земле при посадке или придание дополнительной подъемной силы при взлете. Кроме того, посредством изменения скорости вращения и/или шага лопастей, винтовые движители 26 могут осуществлять также функцию подруливания. Особенно это важно для маневрирования при посадке, для компенсации горизонтальных и вертикальных воздушных возмущений.

[0056] Взлет дирижабля может осуществляться следующим образом. Дирижабль нагружают грузом, балластом, топливом и припасами таким образом, что после погрузки дирижабль имеет небольшую положительную плавучесть. Таким образом, масса загружаемого груза должна примерно соответствовать массе разгруженного груза. Если груза недостаточно, аппарат может быть снабжен балластом в виде пустых контейнеров, дополнительного балласта, топлива и припасов и прочего. В результате, после расцепления с балластным транспортным средством, дирижабль поднимается вверх. При этом предусмотрено, что при необходимости при подъеме могут работать вертикальные движители 26, а также маршевые движители на минимальных оборотах. После подъема на необходимую высоту и разворота на нужный курс, вертикальные движители 26 выключают.

[0057] В одном из вариантов осуществления управление подъемной силой во время полета, помимо вертикальных движителей 26 и руля высоты 25, также осуществляется при помощи сброса балласта из балластных емкостей, которые могут быть расположены на силовых фермах 9 (на схеме не показаны). Также может быть предусмотрен набор балласта за счет конденсации и сбора продуктов, образующихся в процессе расхода топлива и работы силовых установок летательного аппарата. Согласно более предпочтительному варианту осуществления, балластные емкости и трубопроводы обогревают в холодное время года во избежание замерзания. Также, согласно одному из частных вариантов осуществления, возможно применение газообразного топлива для предотвращения «всплытия» дирижабля по мере расхода топлива.

[0058] Техническое решение, согласно настоящему раскрытию, предусматривает, что во внештатной ситуации, например, в случае масштабных повреждений баллонов 4 для газа легче воздуха, во избежание крушения, может быть произведен сброс балласта. Причем в таком экстренном случае в качестве сбрасываемого балласта может быть использован груз в центральном грузовом отсеке 14 и/или сам сменный грузовой модуль 15.

[0059] Посадку дирижабля осуществляют со скоростью, определяемой скоростью снижения, с помощью вертикальных движителей 26, которые либо притягивают летательный аппарат к поверхности, либо нивелируют вертикальную скорость, а также управляют горизонтальными смещениями дирижабля до касания поверхности земли стойками 18. Также движители 26 могут обеспечивать удержание летательного аппарата на поверхности до стыковки с балластным транспортным средством, оборудованным приспособлениями для захвата дирижабля. В частном варианте осуществления дирижабль может быть оборудован стыковочной штангой 27 и стыковочной сцепкой 28.

[0060] После приземления дирижабль с помощью балластного транспортного средства перемещают на площадку, оборудованную системой фиксации, для парковки, разгрузки и обслуживания. Для фиксации на земле дирижабль может быть оснащен устройствами 29 для фиксации и проушинами 30 для дополнительных средств фиксации, например, для тросов-расчалок.

[0061] Дирижабли, осуществляющие полеты над обширной водной поверхностью могут дополнительно быть оборудованы средствами приводнения. В частном варианте реализации такие средства могут представлять собой надувные поплавки, размещенные на выдвигающихся конструкциях, например, на стойках 18 шасси и/или под днищем сменного грузового модуля 15. Такое выполнение средств приводнения обеспечивает нахождение корпуса дирижабля над поверхностью воды. Кроме того, настоящим изобретением предусмотрено, что при посадке на воду с целью балластирования может быть использована забортная вода, закачиваемая в необходимом количестве в балластные емкости. Для этого дирижабль может быть оснащен известными из уровня техники средствами, в том числе сбрасываемыми трубами и балластными цистернами, предназначенными для приема воды.

[0062] Балластирование водой также может производиться на наземных площадках выгрузки, в первую очередь - при выгрузке тяжеловесного негабаритного груза, когда вместе с грузом на площадке оставляется и сменный грузовой модуль 15, а их вес компенсируется водой, закачиваемой в балластные емкости, в том числе дополнительные, объемом, достаточным для компенсации веса груза и оставленного грузового модуля.

[0063] Предложенный в настоящей заявке дирижабль может осуществлять массовую перевозку грузов, для чего потребуются площадки для такого летательного аппарата, выполненные с возможностью приема, размещения, обслуживания, произведения погрузо-разгрузочных работ. Такие площадки для приема дирижабля могут содержать оборудование для захвата и фиксации дирижабля на земле. Также, это оборудование может применяться на точке приема негабаритного груза.

[0064] Таким образом, предложенная в настоящем документе конструкция дирижабля с жестким металлическим или композиционным каркасом обеспечивают ему высокую прочность, надежность, ремонтопригодность при эксплуатации, безопасность полетов и долговечность. В то же время использование такого дирижабля не требует строительства эллинга, поскольку в наземном положении дирижабль с помощью оборудования для фиксации на земле прочно и неподвижно стоит на поверхности и не подвергается опасности ударов о поверхность. Конструкция дирижабля также позволяет проводить любые работы по профилактике и ремонту непосредственно внутри дирижабля. Возможность обеспечения прослойки воздуха между баллонами 4 с газом легче воздуха и защитной оболочкой 3 позволяет заниматься ремонтом защитной оболочки 3 изнутри, то есть, при необходимости ремонт может быть произведен даже во время нахождения дирижабля в полете. Это позволяет выполнять с помощью предлагаемого дирижабля транспортно-грузовые операции при широком спектре температур и погодных условий.

[0065] Как было пояснено выше, эксплуатация предлагаемого дирижабля не требует создания специальных эллингов для стоянки, а также громоздких причальных сооружений и другой сложной аэродромной инфраструктуры, присущей дирижаблям традиционной геометрии. Предлагаемый дирижабль может приземляться на любую поверхность и взлетать с нее, включая водную поверхность. При этом преимуществом предложенной конструкции также является то, что для посадки на водную поверхность не требуется дополнительной герметизации отсеков ввиду того, что водной поверхности дирижабль касается исключительно средствами приводнения, например, надувными поплавками, на стойках 18 шасси и/или под днищем сменного грузового модуля 15.

[0066] Таким образом, за счет облегчения конструкции дирижабля и оптимизации используемого пространства в нем, такой дирижабль может выполнять транспортные операции и покрывать большие расстояния, перевозя грузы и пассажиров, для чего в нем могут быть предусмотрены дополнительные грузовые отсеки 16 и пассажирский салон 17.

[0067] Кроме того, оптимизацию расхода топлива и газа легче воздуха, и соответственно, повышение безопасности, экономичности и экологичности летательного аппарата, обеспечивает то, что неделимые крупногабаритные грузы, включая вертикально-ориентированные, в отличие от дирижаблей традиционной геометрии, могут быть транспортированы не на внешней подвеске, а внутри грузового отсека 14, что экономит топливо за счет уменьшения лобового сопротивления и делает перевозку такого груза более безопасной как для дирижабля, так и для самого груза.

[0068] Таким образом, предложенные в настоящем документе дирижабль, обладая большой грузоподъемностью в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен тонн, одновременно отличается высокой надежностью, долговечностью, простотой и удобством эксплуатации и обслуживания при различных внешних условиях. Кроме того, снижаются трудовые и материальные затраты на строительство и обслуживание такого дирижабля.

[0069] Несмотря на то, что выше описаны частные варианты осуществления предлагаемого дирижабля и некоторые их модификации, специалисту понятно, что возможны и другие, не описанные в настоящем описании, частные варианты осуществления, имеющие некоторые конструктивные отличия, но направленные на достижение заявленных технических результатов, при этом объем испрашиваемой правовой охраны не ограничен никакими из указанных вариантов осуществления, а только следующей далее формулой изобретения.

Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха. Предложен каркас дирижабля, содержащий верхний и нижний сегменты, сформированные из силовых ферм, причем указанные сегменты соединены между собой дугообразными горизонтальными силовыми фермами, а также вертикальными силовыми фермами, проходящими через оба сегмента. Каркас дирижабля отличается тем, что верхний сегмент содержит верхние горизонтальные силовые фермы, соединяющие между собой вертикальные силовые фермы в верхнем сегменте, а нижний сегмент содержит нижние горизонтальные силовые фермы, соединяющие между собой вертикальные силовые фермы в нижнем сегменте. Также верхний сегмент каркаса дирижабля содержит верхние дугообразные радиальные силовые фермы, проходящие в верхнюю часть верхнего сегмента от горизонтальных дугообразных силовых ферм с образованием соединения с вертикальными силовыми фермами в верхнем сегменте, причем указанные верхние дугообразные радиальные силовые фермы соединены между собой в верхней части верхнего сегмента, а нижний сегмент содержит нижние дугообразные радиальные силовые фермы, проходящие в нижнюю часть нижнего сегмента от горизонтальных дугообразных силовых ферм с образованием соединения с вертикальными силовыми фермами в нижнем сегменте. Также предложен дирижабль, содержащий такой каркас, который покрыт защитной оболочкой. Внутри каркаса дирижабля размещены баллоны для газа легче воздуха и грузовой отсек, сформированный в центральной части каркаса, в котором может быть размещен грузовой модуль, выполненный с возможностью извлечения из дирижабля. Также дирижабль содержит силовую установку и расположенные снаружи каркаса средства управления подъемной силой. Обеспечивается надежное и экономичное средство для транспортно-грузовых перевозок. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Каркас дирижабля, содержащий верхний сегмент (1) и нижний сегмент (2), сформированные из силовых ферм, причем указанные сегменты (1, 2) соединены между собой дугообразными горизонтальными силовыми фермами (12) и вертикальными силовыми фермами (5), проходящими через оба сегмента (1, 2),

отличающийся тем, что

верхний сегмент (1) содержит горизонтальные силовые фермы (6), соединяющие между собой вертикальные силовые фермы (5) в верхнем сегменте (1), а нижний сегмент (2) содержит горизонтальные силовые фермы (7), соединяющие между собой вертикальные силовые фермы (5) в нижнем сегменте (2), при этом верхний сегмент (1) также содержит дугообразные радиальные силовые фермы (8), проходящие в верхнюю часть верхнего сегмента (1) каркаса дирижабля от дугообразных горизонтальных силовых ферм (12) с образованием соединения с вертикальными фермами (5) в верхнем сегменте (1), причем указанные дугообразные радиальные силовые фермы (8) соединены между собой в верхней части верхнего сегмента (1),

а нижний сегмент (2) также содержит дугообразные радиальные силовые фермы (9), проходящие в нижнюю часть нижнего сегмента (2) каркаса дирижабля от дугообразных горизонтальных силовых ферм (12) с образованием соединения с вертикальными фермами (5) в нижнем сегменте (2).

2. Каркас дирижабля по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере один набор вертикальных силовых ферм (13), соединенных с дугообразными радиальными силовыми фермами (8) в верхнем сегменте (1) и с дугообразными радиальными силовыми фермами (9) в нижнем сегменте (2), по меньшей мере один набор дугообразных горизонтальных силовых ферм (10), дополнительно соединяющих дугообразные радиальные силовые фермы (8) в верхнем сегменте (1), и по меньшей мере один набор дугообразных горизонтальных силовых ферм (11), дополнительно соединяющих дугообразные радиальные силовые фермы (9) в нижнем сегменте (2).

3. Каркас дирижабля по п. 2, отличающийся тем, что он содержит дополнительные дугообразные радиальные силовые фермы, проходящие от дугообразных радиальных силовых ферм (8) в верхнем сегменте и/или от дугообразных радиальных силовых ферм (9) в нижнем сегменте из мест соединения указанных ферм с дополнительными вертикальными силовыми фермами (13) к дугообразным горизонтальным силовым фермам (12).

4. Каркас дирижабля по п. 1 или 2, отличающийся тем, что нижний сегмент (2) содержит стойки (18) и привод уборки стоек (18), выполненный с возможностью перевода указанных стоек (18) между конфигурацией выпущенного состояния и конфигурацией убранного состояния.

5. Каркас дирижабля по п. 1 или 2, отличающийся тем, что нижний сегмент (2) содержит стойки (18), выполненные с возможностью опускания для частичного выпуска указанных стоек (18) из нижнего сегмента (2) дирижабля и подъема их обратно.

6. Каркас дирижабля по п. 5, отличающийся тем, что указанные стойки (18) размещены вдоль вертикальных ферм (5) или внутри них, а при наличии и/или вдоль вертикальных ферм (13) или внутри них.

7. Каркас дирижабля по любому из пп. 4-6, отличающийся тем, что стойки (18) снабжены колесами.

8. Дирижабль, содержащий каркас, который покрыт защитной оболочкой (3) и в котором размещены баллоны (4) для газа легче воздуха и по меньшей мере один грузовой отсек (14), силовую установку и расположенные снаружи каркаса средства управления подъемной силой,

отличающийся тем, что

каркас выполнен по любому из пп. 1-7, а грузовой отсек (14) сформирован в центральной части каркаса и ограничен силовыми фермами (5, 6, 7, 8).

9. Дирижабль по п. 8, отличающийся тем, что баллоны (4) для газа легче воздуха размещены в секторах дирижабля, образованных в верхнем сегменте (1) силовыми фермами (5, 6, 8, 12) и в нижнем сегменте (2) силовыми фермами (5, 7, 9, 12).

10. Дирижабль по п. 8 или 9, отличающийся тем, что между баллонами (4) для газа легче воздуха и защитной оболочкой (3) обеспечена прослойка воздуха.

11. Дирижабль по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что над грузовым отсеком (14) поверх силовых ферм (8) размещены помещения (20) для экипажа, предпочтительно включающие кабину управления.

12. Дирижабль по любому из пп. 8-11, отличающийся тем, что в грузовом отсеке (14) расположен грузовой модуль (15), выполненный с возможностью извлечения из дирижабля.

13. Дирижабль по п. 12, отличающийся тем, что грузовой модуль (15) выполнен в виде платформы или объемной конструкции.

14. Дирижабль по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что он дополнительно содержит средства для перемещения и фиксации грузового модуля (15), связанные с силовыми фермами каркаса.

15. Дирижабль по любому из пп. 8-14, отличающийся тем, что верхний сегмент (1) и нижний сегмент (2) каркаса выполнены в виде сегментов фигур, имеющих поверхность второго порядка, предпочтительно в виде сегментов эллипсоидов, более предпочтительно в виде сегментов сплющенных сфероидов, при этом сферичность верхнего сегмента (1) больше сферичности нижнего сегмента (2).

16. Дирижабль по любому из пп. 8-15, отличающийся тем, что баллоны (4) для газа легче воздуха размещены в мешках, предпочтительно выполненных из нейлоновой сетки, а указанные мешки прикреплены к силовым фермам, образующим сектор, в котором размещен соответствующий баллон (4) для газа легче воздуха.

17. Дирижабль по любому из пп. 8-16, отличающийся тем, что внутри дирижабля над грузовым отсеком (14) размещены дополнительные помещения (21) для экипажа.

18. Дирижабль по любому из пп. 8-17, отличающийся тем, что он содержит кольцеобразный настил, расположенный поверх дугообразных радиальных силовых ферм (9) или между ними и проходящий от вертикальных силовых ферм (5) в горизонтальном направлении, причем в нижнем сегменте (2) образован дополнительный грузовой отсек (16) на указанном настиле.

19. Дирижабль по п. 18, отличающийся тем, что поверх дополнительного грузового отсека (16) или вместо него расположен пассажирский салон (17).

20. Дирижабль по любому из пп. 8-19, отличающийся тем, что силовая установка включает по меньшей мере один маршевый двигатель, размещенный предпочтительно внутри дирижабля и связанный с винтовыми движителями (23), расположенными на верхнем сегменте (1) дирижабля.

21. Дирижабль по п. 20, отличающийся тем, что винтовые движители (23) расположены на горизонтальных осях на пилонах или выполнены поворотными.

22. Дирижабль по любому из пп. 8-21, отличающийся тем, что силовая установка включает по меньшей мере четыре винтовых движителя (26), расположенных на дугообразных горизонтальных силовых фермах (12) и связанных с соответствующими двигателями винтовых движителей (26).

23. Дирижабль по п. 22, отличающийся тем, что винтовые движители (26) расположены на вертикальных осях на пилонах или выполнены поворотными, а связанные с ними двигатели винтовых движителей (26) расположены на указанных пилонах или внутри дирижабля и выполнены с возможностью передачи крутящего момента на винтовые движители (26).

24. Дирижабль по любому из пп. 20-23, отличающийся тем, что винтовые движители (23) и/или винтовые движители (26) представляют собой движители переменного шага.

25. Дирижабль по любому из пп. 20-24, отличающийся тем, что винтовые движители (23) и/или винтовые движители (26) снабжены кольцевыми защитными кожухами.

26. Дирижабль по п. 20 или 21, отличающийся тем, что он содержит два курсовых руля (24) и руль (25) высоты, расположенные позади винтовых движителей (23) маршевых двигателей.

27. Дирижабль по любому из пп. 8-26, отличающийся тем, что он оборудован средствами приводнения.

28. Дирижабль по п. 27, отличающийся тем, что указанные средства приводнения выполнены в виде надувных поплавков, размещенных на выдвигающихся конструкциях, предпочтительно на стойках (18) шасси, и/или под днищем грузового отсека (14).

29. Дирижабль по любому из пп. 8-28, отличающийся тем, что он оснащен устройствами (29) для фиксации на земле.

30. Дирижабль по любому из пп. 8-29, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью забора и использования воды извне в качестве балласта для удержания дирижабля на поверхности земли или воды.

31. Дирижабль по любому из пп. 8-30, отличающийся тем, что он оборудован стыковочной штангой (27) и стыковочной сцепкой (28).