Гибридный дирижабль конструкции а.и.филимонова

 

Использование: в воздухоплавании при разработке дирижаблей для транспортировки сверхтяжелых и габаритных грузов. Сущность: гибридный дирижабль содержит дискообразный корпус с центральным тоннелем, внутри которого установлено удобообтекаемое тело с несущим винтом на его верхней части, скрепленное со стенками тоннеля радиальными перегородками аэродинамического профиля. На входе в тоннель установлены поворотные створки, а на выходе - органы управления и стабилизации. Дирижабль снабжен силовой установкой с толкающими винтами, органами приземления на воздушной подушке, пилотско-пассажирской и грузовой кабиной, крыльевыми консолями и хвостовым оперением со стабилизатором, размещенным на двух килях. Задняя кромка корпуса и крыльевых консолей снабжена струйными закрылками, а на стабилизаторе и крыльевых консолях размещены струйные рули. 1 з. п. ф-лы, 10 ил.

Гибридный дирижабль относится к летательным аппаратам со смешанным принципом полета и может быть использован для подъема и транспортировки по воздуху сверхтяжелых и крупногабаритных грузов.

Известен дирижабль, содержащий корпус дискообразной формы с центровым тоннелем, силовую установку с маршевыми винтами и несущим винтом, размещенным в тоннеле, пилотские кабины (1). Недостатком данного дирижабля являются эксплуатационные свойства, так как он обладает плохой устойчивостью и управляемостью, особенно в горизонтальном полете.

Известен дирижабль, содержащий дискообразный корпус с центральным тоннелем, внутри которого установлено удобнообтекаемое тело с несущим винтом на его верхней части, скрепленное со стенками тоннеля радиальными перегородками аэродинамического профиля, пилотско-пассажирского и грузового кабины (2).

Недостатками данного дирижабля являются отсутствие достаточной устойчивости и управляемости как в полете, так и на земле, что приводит к ослаблению эксплуатационных свойств дирижабля.

Для того, чтобы улучшить эксплуатационные свойства дирижабля, его нужно снабдить силовой установкой с толкающими винтами, органами приземления на воздушной подушке, поворотными створками, установленными на входе в центральный тоннель, органами управления и стабилизации, установленными на выходе из центрального тоннеля. Крыльевые консоли и хвостовые оперения со стабилизатором установлены на задней части корпуса, при этом стабилизатор размещен по крайней мере на двух килях. Задняя кромка дискообразного корпуса и крыльевых консолей снабжена струйными закрылками. Струйные рули размещены на стабилизаторе и крыльевых консолях.

Кроме того дирижабль дополнительно снабжен органами приземления в виде колесно лыжных опор или других комбинированных опор высокой проходимости. Опоры установлены на нижней поверхностях пилотско-пассажирской кабины и дискообразного корпуса.

На фиг.1 изображен гибридный дирижабль, вид сбоку; на фиг.2 дирижабль в плане; на фиг.3 то же, вид спереди; на фиг.4 разрез А-А на фиг.2; на фиг.5 вид по стрелке А на фиг.2; на фиг.6 разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.7 передняя колесно-лыжная опора; на фиг.8 вид по стрелке Б на фиг.7; на фиг.9 задняя колесно-лыжная опора; на фиг.10 вид по стрелке В на фиг.9.

Гибридный дирижабль содержит дискообразный корпус 1 с центральным тоннелем 2, в котором установлены поворотные створки 3 на входе, органы управления и стабилизации 4 на выходе, а внутри удобообтекаемое тело 5 с несущим винтом 6 на его верхней части, скрепленное со стенками тоннеля радиальными перегородками 7 аэродинамического профиля, силовую установку с толкающими винтами 8, пилотско-пассажирскую кабину 9 и грузовую кабину 10, органы приземления на воздушной подушке в виде торового баллона 11 и колесно-лыжных опор 12 и 13, крыльевые консоли 14 (фиг.2) с расположенными на их концах струйными поперечными рулями 15 (фиг.2), хвостовое оперение с двумя килями 16 (фиг. 1 и 2) и стабилизатором 17 со струйным продольным рулем 18 (фиг. 2). Струйные закрылки 19 расположены на задней кромке дискообразной корпуса 1 и крыльевых консолях 14. Струйный закрылок 19 (фиг.6) представляет ряд щелей, выполненных в задней кромке дискообразного корпуса 1 и крыльевых консолей 14 под определенным углом к горизонтальной плоскости корпуса 1 и соединенных с внутренними полостями корпуса 1 и крыльевых консолей 14. Полость корпуса 1 соединена с тоннелем 2 через воздухозаборники 20 (фиг.2), расположенные в верхней части радиальных перегородок или стенках тоннеля.

В полости дискообразного корпуса 1 размещены баллоны 29 с газом легче воздуха для создания аэростатической составляющей подъемной силы (фиг.1 и 2).

Струйные рули поперечного 15 (фиг.4) и продольного 18 (фиг.4) управления и стабилизации выполнены в виде ряда отверстий на нижней и верхней поверхностях соответственно крыльевым консолям и стабилизатору 17, содержат поворотные заслонки 21 (фиг.4), скрепленные тягами 22 (фиг.4) с аэродинамической рулевой поверхностью 23 и 24 (элероном и рулем высоты) с одной стороны, а с другой с приводами 25.

Колесно-лыжные опоры 12 и 13 (в количестве 3-х и более штук) закреплены на нижних поверхностях пилотско-+пассажирской кабины и дискообразного корпуса. Все опоры впереди имеют шарниры 26 (фиг.7), а сзади опираются на амортизаторы 27 (фиг. 7). Колеса 28 передней опоры 13 (фиг.7) выполнены поворотными, самоориентирующимися и управляемыми. Колеса 28 задних опор 12 (фиг.9) выполнены тормозными. Колеса 28 задних опор 12 (фиг.9) выполнены тормозными. В полости дискообразного корпуса 1 размещены баллоны 29 с газом легче воздуха для создания аэростатической составляющей подъемной силы.

Перед полетом дирижабля включается несущий винт 6 при открытых створках 3 на входе в тоннель 2, воздух от винта 6 нагнетается через воздухозаборники 20 в полость дискообразного корпуса 1 и полости крыльевых консолей 14 и стабилизатора 17, откуда он выдувается через щели струйного закрылка 19 и струйные рули 15, 18 при открытых заслонках 21. При этом благодаря тягам 22 обеспечивается синхронная работа заслонки и рулей 23, 24 (фиг.4). На вертикальном взлете (посадке), зависании и малых скоростях горизонтального полета струйные рули (15, 18) обеспечивают поперечное и продольное управления и стабилизацию за счет образования соответствующих поперечных и продольных моментов. Струйный закрылок 19 значительно повышает подъемную силу с уменьшением аэродинамического сопротивления и продольного момента, особенно на больших горизонтальных скоростях. При этом суммарная подъемная сила на вертикальном взлете и зависании образуется за счет баллонов 29 с газом легче воздуха и несущего винта 6, а при горизонтальном движении добавляется аэродинамическая подъемная сила от крыльевых консолей 14 и дискообразного корпуса 1.

В горизонтальном полете привод (не показан) несущего винта отключается, а винт 6 переводится в режим самовращения от набегающего через открытые створки воздушного потока, который также обеспечивает через воздухозаборники нагнетание полостей корпуса 1 и крыльевых консолей 14 и стабилизатора 17. При взлете вначале от поверхности открывается торовый баллон 11 с образованием воздушной подушки, колесно-лыжные опоры 12 и 13 до определенной высоты взлета за счет обратного хода амортизаторов 27 контактируют с поверхностью, обеспечивая сцепление с ней. Причем, задние колесно-лыжные опоры 12 за счет тормозов (не показано) колес исключают движение на колесах от действия ветра или по наклонной поверхности, если она твердая. Если поверхность слабонесущая (болото, снег), то одновременно контактируют с поверхностью и колеса, и лыжи, исключая любое движение. При движении по ВПП на воздушной подушке колеса задних опор растормаживаются, при этом все опоры контактируют с ВПП, исключая неустойчивое движение, особенно при боковом ветре и неровной ВПП. Размещение стабилизатора на двух и более килях уменьшает боковую наветренную поверхность дирижабля, что снижает боковую парусность и путевой момент, и соответственно затраты мощности на управление и стабилизацию.

Размещение струйного закрылка на задней кромке корпуса и крыльевых консолей исключает отрыв пограничного слоя, особенно на корпусе, что приводит к снижению аэродинамического лобового сопротивления, продольного момента, повышению аэродинамической подъемной силы и, в конечном итоге, к улучшению продольной устойчивости и управляемости. Размещение поперечного руля на концах крыльевых консолей и продольного струйного руля на стабилизаторе снижает затраты мощности из-за большего плеча управляющих сил и улучшает поперечную и продольную управляемость и стабилизацию, особенно на взлетно-посадочных режимах полета.

Размещение колесно-лыжных опор на нижних поверхностях пилотско-пассажирской кабины и корпуса обеспечивает сцепление с ВПП при посадке и взлете с воздушной подушки, исключая неустойчивое движение, особенно при боковом ветре и неровной ВПП.

Формула изобретения

1. Гибридный дирижабль, содержащий дискообразный корпус с центральным тоннелем, внутри которого установлено удобообтекаемое тело с несущим винтом на его верхней части, скрепленное со стенками тоннеля радиальными перегородками аэродинамического профиля, пилотско-пассажирскую и грузовую кабины, отличающийся тем, что он снабжен силовой установкой с толкающими винтами, органами приземления на воздушной подушке, поворотными створками, установленными на входе в центральный тоннель, органами управления и стабилизации, установленными на выходе из центрального тоннеля, крыльевыми консолями и хвостовым оперением со стабилизатором на задней части корпуса, при этом стабилизатор размещен по крайней мере на двух килях, задняя кромка дискообразного корпуса и крыльевых консолей снабжена струйными закрылками, а на стабилизаторе и крыльевых консолях размещены струйные рули.

2. Дирижабль по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен органами приземления в виде колесно-лыжных опор, установленных на нижних поверхностях пилотско-пассажирской кабины и дискообразного корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10