ДИРИЖАБЛЬ Российский патент 2025 года по МПК B64B1/08 

Изобретение относится к области воздухоплавания, а именно летательным аппаратам легче воздуха.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известен гибридный дирижабль линзообразной формы [RU105881, B64B1/08, опубл. 27.06.2011], содержащий внешнюю воздухонаполненную оболочку, внешнее силовое кольцо, внутренние силовые кольца, центральный силовой узел, маршевые и подъемностабилизирующие силовые установки, торовый амортизатор, при этом с целью уменьшения сжимающей нагрузки на внешнее силовое кольцо и увеличения нагрузки на внутренние силовые кольца и центральный силовой узел, удерживающий гондолу, а также исключения радиальных складок, верхняя и нижняя части внешней оболочки соответствуют части эллипсоида с отношением высоты к диаметру, равным 0,6; внешнее силовое кольцо выполнено в виде треугольной фермы; маршевые силовые установки расположены сверху и снизу внешнего силового кольца в месте максимального удаления внешнего силового кольца от продольной оси дирижабля, а подъемностабилизирующие кормовые установки расположены вне зоны действия струй от маршевых установок; внутренние газовые оболочки крепятся к гондоле посредством внутреннего такелажа, а также крепятся к внешнему кольцу с целью предотвращения их смещения при наклонах дирижабля.

Из уровня техники известен дирижабль [US1718343, B64B1/00, опубл. 25.06.1929], содержащий центрально расположенную палубу, часть корпуса под указанной палубой, другую часть корпуса над указанной палубой, крылья, соединенные с дирижаблем над указанной палубой, средства управления, установленные на палубе, а также отсеки для пассажиров и экипажа на палубе, расположенные вдоль внешней кромки указанной верхней части корпуса.

Наиболее близким к заявленному изобретению является летательный аппарат легче воздуха [US1718343, B64B1/00, опубл. 25.06.1929], содержащий обтекаемую верхнюю часть практически полуэллиптического поперечного сечения, обтекаемую нижнюю часть практически полукруглого поперечного сечения, верхнюю часть, нависающую над нижней частью, продольную систему распорок, занимающую нависающую верхнюю часть и проходящую через корпус дирижабля, причем указанная система распорок образует продольные перевернутые ветровые каналы, примыкающие к бортам нижней части корабля, а также боковые направляющие ветер поверхности, проходящие между продольными внешними краями верхней части и прилегающими кромками указанных каналов.

Задачей изобретения является расширение арсенала функциональных грузовых и пассажирских летательных аппаратов легче воздуха.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническими результатами, на достижение которых направлено заявленное изобретение, являются: обеспечение прочности дирижабля, улучшение аэродинамических характеристик дирижабля, оптимизация внутреннего объема корпуса для размещения большего количества баллонов с газом при сохранении габаритных размеров дирижабля, увеличение пространства для размещения полезной нагрузки, в том числе пассажиров, грузов и технологического оборудования, а также обеспечение возможности посадки как на грунт, так и на воду.

Технические результаты достигаются тем, что предложен дирижабль включающий корпус, заполненный баллонами с газом легче воздуха и сформированный оболочкой и шпангоутами, выполненными в виде упругих полос, концы которых соединены с образованием замкнутого контура. Дирижабль дополнительно содержит расположенный вдоль носовой и боковых частей корпуса внешний каркас, образованный внутренними и внешними ребрами жесткости, соединенными горизонтальными и вертикальными ребрами жесткости, причём шпангоуты через равные расстояния прикреплены в нижнебоковой части корпуса к внутренним ребрам, а внешние ребра расположены по касательным к корпусу. При этом оболочка прикреплена к шпангоутам в верхней и нижней частях корпуса, а также к внешним ребрам каркаса, выполнена с натяжением и формирует внешнюю поверхность каркаса. Горизонтальные и вертикальные ребра формируют, по меньшей мере, одну палубу и переборки, а также подпалубное пространство, являющееся несущим основной части нагрузки для смещения центра тяжести в нижнюю часть дирижабля.

Существует вариант, в котором газ легче воздуха представляет собой гелий или водород.

Существует вариант, в котором замкнутый контур имеет форму окружности или эллипса.

Существует вариант, в котором шпангоуты выполнены из углепластика или стеклопластика.

Существует вариант, в котором ребра жесткости каркаса выполнены из авиационного алюминия или углепластика.

Существует вариант, в котором оболочка выполнена из авиационного алюминия или углепластика.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлена поперечная схема дирижабля.

На фиг. 2 представлена продольная схема дирижабля (поз. 1 - вид сбоку, поз. 2 - вид сверху).

Дирижабль включает корпус 1 (фиг. 1, фиг. 2), сформированный шпангоутами 2 (фиг. 1). Дирижабль содержит расположенный вдоль боковых частей корпуса внешний каркас 3 (фиг. 1, фиг. 2), образованный внутренними 4 (фиг. 1) и внешними 5 (фиг. 1) ребрами жесткости, соединенными горизонтальными 6 (фиг. 1) и вертикальными 7 (фиг. 1) ребрами жесткости. Шпангоуты 2 через равные расстояния прикреплены в нижнебоковой части корпуса 1 к внутренним ребрам жесткости 4, а внешние ребра жесткости 5 расположены по касательным к корпусу 1. Корпус 1 также сформирован оболочкой 8 (фиг. 1 и 2), прикрепленной к шпангоутам 2 в верхней и нижней частях корпуса 1, а также к внешним ребрам жесткости 5, причем оболочка 8 выполнена с натяжением и формирует внешнюю поверхность каракаса 3.

В частном варианте осуществления изобретения горизонтальные 6 и вертикальные 7 ребра жесткости формируют одну палубу 9 (фиг. 1) и переборки 10 (фиг. 1), а также подпалубное пространство 11 (фиг. 1).

В частном варианте осуществления изобретения на каркасе 3 закреплены передние и задние маршевые винты 12 (фиг. 2).

В частном варианте осуществления изобретения дирижабль содержит три поперечных тоннеля: передний 13 (фиг. 2), средний 14 (фиг. 2) и задний 15 (фиг. 2), расположенных на уровне палубы 9.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение иллюстрируется следующими примерами осуществления.

Пример 1

Дирижабль включает корпус 1, заполненный баллонами с гелием и сформированный шпангоутами 2, выполненными из углепластика в виде упругих полос, концы которых соединены с образованием замкнутого контура в виде окружности. Дирижабль содержит расположенный вдоль носовой и боковых частей корпуса внешний каркас 3, образованный внутренними 4 и внешними 5 ребрами жесткости, соединенными горизонтальными 6 и вертикальными 7 ребрами жесткости. Шпангоуты 2 через равные расстояния прикреплены в нижнебоковой части корпуса 1 к внутренним ребрам жесткости 4, а внешние ребра жесткости 5 расположены по касательным к корпусу 1. Ребра жесткости 4, 5, 6, 7 выполнены из авиационного алюминия. Каркас 3 в поперечном сечении имеет форму четырехугольника, у которого один из углов выпуклый. Корпус 1 также сформирован оболочкой 8, прикрепленной к шпангоутам 2 в верхней и нижней частях корпуса 1, а также к внешним ребрам жесткости 5. Оболочка 8 выполнена из авиационного алюминия с натяжением за счет силы тяжести, прижимающей каркас 3 к шпангоутам 2. Горизонтальные 6 и вертикальные 7 ребра жесткости формируют одну палубу 9 и переборки 10, а также подпалубное пространство 11. Палуба 9 предназначена для размещения пассажиров и грузов. Подпалубное пространство 11 предназначено для размещения технологического оборудования и является несущей основной части нагрузки для смещения центра тяжести в нижнюю часть дирижабля.

Пример 2

Дирижабль выполнен аналогично примеру 1, при этом его корпус 1 заполнен баллонами с водородом, а шпангоуты 2 выполнены из стеклопластика в виде упругих полос, концы которых соединены с образованием замкнутого контура в виде эллипса. Ребра жесткости 4, 5, 6, 7 выполнены из углепластика. Для дополнительного повышения прочности шпангоуты стянуты спицами, выполненными, например, из металла или синтетического материала. Горизонтальные 6 и вертикальные 7 ребра жесткости формируют две палубы, причём верхняя палуба предназначена для наполнения горючим, а нижняя палуба предназначена для размещения грузов. Оболочка 8 выполнена из углепластика.

Пример 3

Дирижабль выполнен аналогично примеру 1, при этом палуба 9 предназначена для размещения пассажиров. На каркасе 3 закреплены передние и задние маршевые винты 12. Дирижабль дополнительно содержит три поперечных тоннеля, расположенных на уровне палубы 9. Передний тоннель 13 интегрирован с носовым обтекателем с кабиной пилотов и служит для размещения энергетической установки для передних маршевых винтов 12. Второй средний тоннель 14 служит для перемещения людей и грузов в поперечном направлении между частями палубы 9, расположенными вдоль боковой части корпуса. Тоннель 14 на внешних концах оборудован выходами с палубы 9 дирижабля. Задний тоннель 15 интегрирован с хвостовым оперением и служит для размещения энергетической установки для задних маршевых винтов 12. Тоннели 13 и 15 служат дополнительными элементами усиления конструкции дирижабля в местах крепления маршевых винтов 12.

Выполнение внешнего каркаса, а также средств его закрепления на корпусе, согласно примерам 1-3 заявленного изобретения, позволяет обеспечить прочность дирижабля. Кроме того, положительно на прочность дирижабля влияет выполнение оболочки с натяжением.

Поскольку внешний каркас образован, в том числе, внешними ребрами, расположенными по касательным к корпусу, внешний каркас выполняет функцию крыла, что приводит к улучшению аэродинамических характеристик дирижабля. Кроме того, на улучшение аэродинамических характеристик дирижабля влияет расположение в нижней части внешнего каркаса подпалубного пространства, несущего основную часть нагрузки и предназначенного для размещения технологического оборудования, поскольку это обеспечивает смещение центра тяжести в нижнюю часть дирижабля.

В силу того, что внешний каркас, как основной конструктивный элемент, обеспечивающий прочность дирижабля, расположен за пределами корпуса, оптимизирован внутренний объём корпуса с обеспечением возможности размещения большего количества баллонов с газом при сохранении габаритных размеров дирижабля.

Наличие внешнего каркаса и его выполнение согласно примерам 1-3 заявленного изобретения обеспечивает увеличение пространства для размещения полезной нагрузки, в том числе пассажиров, грузов и технологического оборудования, по сравнению с дирижаблем традиционной конструкции, предполагающей наличие в нижней его части сравнительно небольшой по площади и объему гондолы, в которой указанное пространство ограничено.

Расположение внешнего каркаса вдоль носовой и боковых частей корпуса обеспечивает возможность осуществить посадку дирижабля как на грунт, так и на воду, поскольку нижняя часть дирижабля освобождена от элементов конструкции для размещения пассажиров и/или грузов (например, гондолы).

Изобретение относится к области воздухоплавания, а именно к летательным аппаратам легче воздуха. Предложен дирижабль, включающий корпус, заполненный баллонами с газом легче воздуха и сформированный оболочкой и шпангоутами, выполненными в виде упругих полос, концы которых соединены с образованием замкнутого контура. При этом дирижабль дополнительно содержит расположенный вдоль носовой и боковых частей корпуса внешний каркас, образованный внутренними и внешними ребрами жесткости, соединенными горизонтальными и вертикальными ребрами жесткости. Причём шпангоуты через равные расстояния прикреплены в нижнебоковой части корпуса к внутренним ребрам, а внешние ребра расположены по касательным к корпусу. При этом дирижабль дополнительно покрыт оболочкой, прикрепленной к шпангоутам в верхней и нижней частях корпуса, а также к внешним ребрам каркаса. Причем оболочка выполнена с натяжением и формирует внешнюю поверхность каракаса, горизонтальные и вертикальные ребра формируют по меньшей мере одну палубу и переборки, а также подпалубное пространство, являющееся несущим основной части нагрузки для смещения центра тяжести в нижнюю часть дирижабля. Техническими результатами, на достижение которых направлено заявленное изобретение, являются: обеспечение прочности дирижабля, улучшение аэродинамических характеристик дирижабля, оптимизация внутреннего объема корпуса для размещения большего количества баллонов с газом при сохранении габаритных размеров дирижабля, увеличение пространства для размещения полезной нагрузки, в том числе пассажиров, грузов и технологического оборудования, а также обеспечение возможности посадки как на грунт, так и на воду. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Дирижабль, включающий корпус, заполненный баллонами с газом легче воздуха и сформированный оболочкой и шпангоутами, выполненными в виде упругих полос, концы которых соединены с образованием замкнутого контура, отличающийся тем, что дополнительно содержит расположенный вдоль носовой и боковых частей корпуса внешний каркас, образованный внутренними и внешними ребрами жесткости, соединенными горизонтальными и вертикальными ребрами жесткости, причём шпангоуты через равные расстояния прикреплены в нижнебоковой части корпуса к внутренним ребрам, а внешние ребра расположены по касательным к корпусу, при этом оболочка прикреплена к шпангоутам в верхней и нижней частях корпуса, а также к внешним ребрам каркаса, причем оболочка выполнена с натяжением и формирует внешнюю поверхность каркаса, горизонтальные и вертикальные ребра формируют по меньшей мере одну палубу и переборки, а также подпалубное пространство, являющееся несущим основной части нагрузки для смещения центра тяжести в нижнюю часть дирижабля.

2. Дирижабль по п. 1, отличающийся тем, что газ легче воздуха представляет собой гелий или водород.

3. Дирижабль по п. 1, отличающийся тем, что замкнутый контур шпангоутов имеет форму окружности или эллипса.

4. Дирижабль по п. 1, отличающийся тем, что шпангоуты выполнены из углепластика или стеклопластика.

5. Дирижабль по п. 1, отличающийся тем, что ребра жесткости каркаса выполнены из авиационного алюминия или углепластика.

6. Дирижабль по п. 1, отличающийся тем, что оболочка выполнена из авиационного алюминия или углепластика.