Аэропоезд Советский патент 1993 года по МПК B64B1/00 

фиг.1

Изобретение относится к воздушному транспорту и предназначено для перевозки массовых и негабаритных грузов, в особенности в труднодоступные районы.

Цель изобретения - устранение этих недостатков, в том числе обеспечение посадки непосредственно на грунт и эксплуатация без использования балласта.

Для достижения цели используется несколько грузовых аэростатов, соединенных сцепкой последовательно в аэропоезд, который впереди содержит автономную платформу с силовой, тяговой и компрессорной установками, снабженную узлами крепления к грузовой платформе любого аэростата.

Устойчивость и прочность грузовой платформы при посадке на грунт и полете повышена соединенным с ней цилиндрическим резервным газгольдером постоянного объема и давления с гибкой оболочкой.

К конструкциям грузовой платформы прикреплена гибкая переменного объема оболочка аэростата, которая содержит две стенки, разделенные по периметру окружности продольными ребрами на ряд изоли- рованных секций - газгольдеров переменного объема и давления.

Секции соединены трубопроводами с компрессором, который перекачивает подъемный газ из газовой камеры, образованной внутри оболочки аэростата, в результате чего секции изменяют форму от плоской до почти цилиндрической и одновременно уменьшают площадь поперечного сечения газовой камеры и подъемную силу аэростата. При этом давление газа в секциях в несколько раз больше, чем в газовой камере. Силовая установка состоит из газотурбинных двигателей, в том числе могущих работать на водороде, и связана с винтовыми движителями, установленными на консолях - крыльях автономной платформы, механической трансмиссией.

Для изготовления конструкций аэростатов эффективно использование композиционных материалов на основе полимеров, алюминиевых сплавов и высокопрочных нитей. В качестве подъемного газа используется гелий или гелиево-водородная смесь, а в резервном газгольдере - водород.

Управление аэростатической подъемной силой в зависимости от массы груза осуществляется степенью закачки подъемного газа в секционные газгольдеры.

Управление в зависимости от высоты полета, при полете без груза и на стоянке осуществляется закачкой компрессором атмосферного воздуха в воздушные камеры, находящиеся в нижней части корпуса. На

стоянке платформа крепится к земляным якорям.

На фиг. 1 показано поперечное сечение аэростата с формой оболочки, имеющей

максимальную площадь сечения, где грузовая платформа 1 соединена с резервным газгольдером 2 и к ней прикреплены автономная силовая установка 3 и двустенная оболочка 4 газовой камеры 5, имеющая продольные ребра секционных газгольдеров 6. На фиг. 2 показано поперечное сечение аэростата с минимальной площадью поперечного сечения, где 7 - секционные газ- гольдеры, 8 - воздушные камеры.

На фиг. 3 показаны вид сбоку и план силовой установки аэростата, где 9 - газотурбинные двигатели, 10-компрессоры, 11 -топливные баки, 12 - механическая трансмиссия от двигателей к винтовым движителям 13.

Аэростат имеет руль 14 и узел соединения через карданный шарнир 15.

На фиг. 4 показан узел продольного ребра оболочки, где 16 - клиновая фрикционная прокладка, 17 - наружная и внутренняя части продольного ребра, соединенные высокопрочными болтами 18,19 - обрамление полимерного полотнища оболочки.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.„

Каждый аэростат имеет длину 120 м, максимальный диаметр 40 м, объем 150 тыс.куб.м. Двухстенчатая оболочка состоит из 24 секций длиной по 5 м. При закачке

подъемного газа между ее стенками секционный газгольдер приобретает в пределе цилиндрическую форму диаметром 3,2 м, а диаметр газовой камеры уменьшается до 26 м, грузовая платформа шириной 5 м усилена резервным газгольдером 9 м.

Подъемный газ - смесь гелия и водорода с объемным весом 0,14 кг/м3, резервный газгольдер заполнен водородом. Давление в газовой камере от 1,05-1,5 кг/см2, в секционных газгольдерах до 5 кг/см2, в резервном газгольдере до 3 кг/см2. Две воздушные камеры имеют площадь сечения по 60 кв,м,

Количество газа, перекачиваемого в секционные газгольдеры, до 109 тыс.куб.м. Максимальная подъемная сила на старте 171 т, на высоте 1 км - 142 т, минимальная на старте 59 т, на высоте 2 км - 44 т. Собст5 венная масса аэростата 30 т, грузоподъемность до 112т, скорость полета не менее 120 км/ч.

В составе аэропоезда при использовании известных авиационных двигателей находится 3-4 аэростата, а при установке

двигателей повышенной мощности 5-6 аэростатов.

Технико-экономическая эффективность в сравнении с дирижаблями состоит в исключении балласта, повышении весовой от- дачи и грузоподъемности, уменьшении стоимости конструкций, в исключении затрат на причальные башни и ангары, снижении при уменьшении поперечного сечения расхода топлива, повышении экологиче- с кой чистоты при применении жидкого водорода, в бокращении эксплуатационных затрат вследствие автономности силовой установки и возможности .отцепки на стоянке ненужного аэростата от аэропоезда.

Формула изобретения 1. Аэропоезд, содержащий несколько последовательно соединенных аэростатов и силовую установку с винтами, отличаю-

щ и и с я тем, что корпус каждого аэростата изготовлен из композиционных материалов, оболочка корпуса выполнена гибкой, двустенной и разделена продольными ро- брами на изолированные секции, соединенные с компрессором подачи в них подъемного газа из газовой камеры, образованной оболочкой, а силовая установка представлена газотурбинными двигателями, работающими на водороде.

2. Аэропоезд по п. 1,отличающий- с я тем, что форма гибкой оболочки обеспечена жесткой грузовой платформой и соединениям с ней цилиндрическим резервным газгольдером.

3. Аэропоезд по п. 1, о т п и ч а ю щ и й- с я тем, что силовая и компрессорная установки размещены на автономной платформе, снабженной узлами крепления к грузовой платформе любого аэростата.

Изобретение относится к воздушному транспорту. Целью изобретения является управление аэростатической подъемной силой в зависимости от массы груза. Аэропоезд содержит несколько последовательно соединенных аэростатов и силовую уста--, новку 3 с винтами. Корпус каждого аэростата изготовлен из композиционных материалов. Оболочка 4 корпуса гибкая, двустенная и разделена продольными ребрами 6 на изолированные секции, соединенные с компрессором подачи в них подъемного газа из газовой камеры 5, образованной оболочкой 4. Силовая установка представляет собой газотурбинные двигатели, работающие на водороде. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.. i

qtoil

фиг.4