Аэростат для автономного подъема на заданную высоту и возвращения на поверхность планеты и способ изготовления и запуска аэростата, состоящего из несущего и теплового баллонов Советский патент 1993 года по МПК B64B1/40 B64B1/58 

верхним 3 полюсами и вторую оболочку 4 (тепловой баллон) с цилиндрическим участком и плоским днищем 5 с постоянным отверстием 6, кольцевую деталь 12. межполюсную связь 13, на. которой крепится полезная нагрузка , размещенную в кольцевом направляющем аппарате 15 и жестко связанную с кольцевой деталью 12 при помощи радиальных крепежных элементов 16, вспомогательный трос 17, один конец которого закреплен на кольцевом направляющем аппарате 15, а другой конец закреплен на межполюсной связи 13. Способ запуска аэростата для автономного подъема на заданную высоту и возвращения на поверхность планеты включает заполнение несущего баллона газом легче газа атмосферы, причем величину массы несущего газа определяют из условий, что подъемная сила несущего баллона на поверхности планеты

была больше суммарного веса несущего и теплового баллонов и меньше, суммарного веса несущего баллона, теплового баллона и груза. Способ изготовления аэростата, состоящего из несущего и теплового баллонов, включает раздельное изготовление оболочки несущего баллона с верхним и нижним полюсами, предназначенной для хранения в ней газа более легкого, чем газ атмосферы, и оболочки теплового баллона из материала, пригодного для поглощения солнечного излучения и излучения поглощенной энергии в виде инфракрасного излучения с одним концевым участком, называемым нижним, снабженной постоянным отверстием, причем предварительно рассчитывают величину изменения подъемной силы единицы объема теплового баллона в отсутствии и в присутствии солнечного излучения. 2 с. и 8 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха, а именно к аэростатам. Целью изобретения является повышение надежности. Аэростат для автономного подъема на заданную высоту и воз- вращения на поверхность планеты включает несущий баллон 1 с нижним 2 и ел с 00 (л) 00 СЛ со Фиг.1

Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха, а именно к аэростатам для автономного подъема на заданную высоту и возвращения на поверхность планеты.

Целью изобретения является повышение надежности,

На фиг,1 представлена оболочка аэростата, находящегося вблизи поверхности, продольное сечение; на фиг.2 - то же, в нижних слоях атмосферы; на фиг.З - то же, на высоте подъема; на фиг.4 - плоское днище аэростата; на фиг.5,6 - этапы изготовления плоского днища теплового баллона.

Аэростат для автономного подъема на заданную высоту и возвращение на поверхность планеты включает несущий баллон 1 с нижним 2 и верхним 3 полюсами и вторую оболочку 4 (тепловой баллон), с цилиндрическим участком и плоским днищем 5 с постоянным отверстием 6. Плоское днище 5 оболочки выполняется из непроницаемого для газа окружающей атмосферы материала, например из пористой ткани. Другой пример выполнения плоского днища 5, показанный на фиг.4, 5, 6, состоит в том, что волокна одинаковой длины закрепляются радиально по отношению к оси симметрии оболочки теплового баллона на некотором расстоянии друг от друга. Плоское днище 5 изготавливают путем наложения друг на друга нескольких аэростатных полотнищ 8, каждое из которых состоит из множества волокон 7. Волокна 7 из полиэфира или полиамида закреплены одним из своих концов

на гибкой упругой ленте 9. Другими концами они соединены с лентой 10 из эластичной ткани, более упругой, чем полиэфирная пленка, из которой изготовлен цилиндрический участок оболочки 4. Лента 10 соединена с аэростатным полотнищем из полиэфирной пленки лентой из полиэтилена 11. Каждое из аэростатных полотнищ 8 закреплено на одной из кольцевых деталей 12. ограничивая

отверстие 6 теплового баллона. Оболочка 4

теплового баллона снабжена межполюсной

связью 13, соединенной с нижним полюсом

несущего баллона 1 и полезной нагрузкой 14.

Межполюсная связь 13 ориентирована

при помощи кольцевого направляющего элемента 15, и жестко связана с кольцевой деталью 12 посредством крепежных элементов 16.

Тепловой баллон снабжен вспомогательным тросом 17, закрепленным одним концом на межполюсной связи 13 между грузом 14 и нижним полюсом теплового баллона, а другим концом - на направляющем кольце 15. Трос 17 имеет длину, определяемую

полным растяжением троса 17 для определенного состояния наполнения теплового баллона.

Аэростат работает следующим образом.

В течение ночи температуря атмосферного газа и, следовательно, газа, содержащегося в оболочке 4 теплового баллона, относительно мала, что не обеспечивает достаточной подъемной силы тепловому баллону. Аэростат находится вблизи поверхности

1ланеты, груз 14 размещен на поверхности тланеты.

С наступлением дня нагрев атмосферного газа приводит к быстрому наполнению )болочки 4 теплового баллона. Оболочка теплового баллона заполняется, что обеспе- швает достаточную подъемную силу для годъема в нижних слоях атмосферы. Кроме того, при заполненной оболочке 4 теплового эаллона, натяжение троса 17 гарантирует от эиска запутывания оболочки.

По мере подъема аэростата, объем нёсу- дего баллона 1 увеличивается вследствие юнижения атмосферного давления и объем )болочки 4 теплового баллона уменьшается.

По мере уменьшения к концу дня темпе- затуры атмосферного воздуха, температура

аза, содержащегося в оболочке теплового эаллона, уменьшается, что приводит к мед- биному спуску аэростата.

Характеристики конкретного аэростата удут зависеть от задач, решаемых в полёте. 3 большинстве случаев относительное уд- жнение оболочки несущего баллона 1 находится в диапазоне между величинами, равными 2 и 3 изменениям объема оболочки

ежду поверхностью и заранее определенной высотой полета.

Так, например, для исследования планеты Марс с высотой подъема аэростата 4-6 силометров, относительное удлинение не- :ущего баллона 1 лежит между 6 и 7, при том отношение плотности газа атмосферы на высоте подъема и у поверхности планеты авно 0.5. Способ запуска аэростата, состо- )щегр из несущего и теплового баллонов жлючает заполнение несущей оболочки 1 несущим газом легче газа атмосферы, при- шм величину массы несущего газа опреде- 1яют из условий, чтобы подъемная силз несущего баллона на поверхности планеты шла больше суммарного веса оболочки 1 несущего баллона и оболочки 4 теплового аллона и меньше суммарного веса нёсуще- о баллона, теплового баллона и груза, а на заранее заданной высоте подъема весь объ- м оболочки 1 несущего баллона был заполнен несущим газом.

Способ изготовления и запуска аэростата, состоящего из несущего баллона и еплового баллонов, включает раздельное изготовление оболочки 1 несущего баллона ( верхним 3 и нижним 2 полюсами, оболочку I теплового баллона выполняют из материала, пригодного для поглощения солнечного излучения и излучения поглощенной энер- ии в виде инфракрасного излучения и обо. ючки 4 теплового баллона, в нижней части болочки выполняется постоянное отверстие 5, оболочку 1 солнечного теплового

баллона выполняют с объемом, необходимым для обеспечения взлета аэростата с грузом 14, оболочку несущего баллона изготовляют из прозрачного для солнечного из- 5 лучения материала, причем оболочка несущего баллона симметрична относительно оси вращения, выполнена с цилиндрическим участком, а ее полюса расположены на оси вращения, оболочка несущего баллона

0 выполнена с объемом, большим объема, занимаемого несущим газом на заранее определенной высоте подъема, оболочку 4 солнечного теплового баллона выполняют с верхним концевым участком, ограниченным

5 кольцевым краем 18. при этом размещают несущий баллон частично внутри теплового баллона, прижимают кояъцевой край 18 к несущему баллону напротив зоны цилиндрического участка 19 несущего баллона и

0 растягивают его по окружности, а оболочку 4 солнечного теплового баллона выполняют с объемом, соответствующим необходимому объему для обеспечения взлета аэростата и закрепляют кольцевой край 18 теплового

-5 баллона на периферии несущего .баллона.

Ф о р м ул а и з о б ре т е ни я 1. Аэростат для автономного подъема на заданную высоту и возвращения на поверх0 ность планеты, содержащий несущий баллон с герметичной оболочкой и верхним и нижним полюсами, заполненной несущим газом, обладающий осевой симметрией, солнечный тепловой баллон, оболочка кото5 рого обладает осевой симметрией/сделана из материала, поглощающего теплового излучение Солнца, и выполнена с возможностью отражения теплового излучения Солнца внутрь объема оболочки для подо0 грева замкнутого в ней газа, причем в нижней части указанной оболочки выполнено отверстие для заполнения теплового баллона газом окружающей атмосферы, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения

5 надежности, оболочка несущего баллона выполнена из прозрачно, о для солнечно го излучения материала, часть оболочки имеет цилиндрическую форму и ее полюса расположены по оси вращения, верхняя часть

0 оболочки солнечного теплового баллона выполнена в виде цилиндра с открытым концевым участком, причем открытый концевой участок оболочки сопряжен по окружности С цилиндрической частью несущего баллона

5 и содержит плоское днище с отверстием постоянного размера, аэростат снабжен средствами герметичного соединения оболочки несущего баллона с оболочкой солнечного теплового баллона, причем часть оболочки несущего баллона размещена

внутри оболочки солнечного теплового баллона.. . .. . ....,..., .....: ... .

хранения в ней газа более легкого, .чем газ, атмосферы, и оболочки теплового баллона из материала, пригодного для поглощения солнечного излучения и излучения поглощенной энергии в виде инфракрасного излучения с одним концевым участком,, называемым нижним, снабженной постоянным отверстием, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, пред0 варительно рассчитывают величину изменения подъемной силы единицы объема теплового баллона в отсутствии и в присутствии солнечного излучения и определяют объем солнечного теплового баллона, необ5 ходимый для обеспечения взлета аэростата с грузом, определяют величину массы несущего газа, которая необходима для удержания несущего баллона и теплового баллона, над поверхностью планеты и которая мень0 ше массы газа в несущем баллоне, необходимой для обеспечения взлета аэростата с грузом, оболочку несущего баллона изготовляют из прозрачного для солнечного излучения материала, причем оболочка

5 несущего баллона симметрична относительно оси вращения, выполнена с цилиндрическим участком, а ее полюса расположены на оси вращения, причем оболочка несущего баллона выполнена с объемом, большим

0 объема, занимаемого несущим газом на заранее определенной высоте подъема, оболочку солнечного теплового баллона выполняют с верхним концевым участком, ограниченным кольцевым краев, при этом

5 размещают несущий баллон частично внутри теплового баллона , прижимают кольцевой край к несущего баллону напротив зоны цилиндрического участка несущего баллона и растягивают его по окружности, а оболоч0 ку солнечного теплового баллона выполняют с объемом, соответствующим объему, необходимому для обеспечения взлета аэростата с грузом и закрепляют кольцевой край теплового баллона на периферии несу5 щего баллона.

0 баллона по периметру цилиндрического участка оболочки несущего баллона, затем наклеивают ленту по окружности кольцевого края оболочки теплового баллона, скрепляют этой лентой оболочки несущего и

5 теплового баллонов.

тличающийся тем. что. с целью шения надежности, величину массы цего газа определяют из условий, что змная сила несущего баллона на повервеса несущего и теплового баллонов и ше суммарного веса несущего баллон лового баллона и груза, а на заранее зад высоте подъема весь объем оболочки нес

и планеты была больше суммарного 5 баллона был заполнен несущим газом.

веса несущего и теплового баллонов и меньше суммарного веса несущего баллона, теплового баллона и груза, а на заранее заданной высоте подъема весь объем оболочки несущего

fcj

ШиеЛ

I