Корпус дирижабля
Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха. Корпус дирижабля содержит каркас из продольных стрингеров, концы которых соединены затяжкой, обшивку, имеющую в пределах смежных стрингеров очертание поверхности отрицательной гауссовой кривизны. Внутри корпуса поддерживают пониженное давление газов по сравнению с внешним атмосферным давлением. Стрингеры вдоль длины соединены с затяжкой стержневыми связями. Внутри корпуса размещены изменяемые объемы с несущим газом и воздушные баллонеты, сообщающиеся с атмосферой системой клапанов и вентиляторов. Стрингеры вдоль длины могут быть соединены с затяжкой мембранами. Изобретение направлено на расширение арсенала технических средств. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к конструкциям летательных аппаратов легче воздуха и может быть использовано в дирижаблестроении.
Известна конструкция дирижабля (патент №2207298) с каркасом из продольных стрингеров, концы которых соединяют затяжкой. Обшивка в пределах смежных стрингеров имеет форму поверхности отрицательной гауссовой кривизны. Внутри корпуса поддерживают пониженное давление газа по сравнению с внешним атмосферным давлением (прототип).
Конструкция имеет существенные недостатки:
- необходимость изменения объема корпуса в процессе эксплуатации для управления подъемной силой аппарата усложняет конструкцию за счет устройств для изменения длины затяжки и увеличивает его массу;
- конструктивная схема корпуса предопределяет круглую форму его поперечного сечения. Поэтому оказывается невозможным создание корпуса с отличным от кругового очертания его поперечного сечения, например с эллиптическим очертанием. Эта форма корпуса оказывается целесообразной для дирижабля с солнечными батареями на поверхности его обшивки вследствие существенного увеличения коэффициента освещенности в сравнении с круглой формой.
С целью устранения указанных недостатков предлагается конструкция корпуса дирижабля, имеющая каркас из продольных стрингеров, концы которых соединены затяжкой, обшивку, имеющую в пределах смежных стрингеров очертание поверхности отрицательной гауссовой кривизны. Тем самым образуются геометрически неизменяемые формы, совокупность которых позволяет создать необходимую форму корпуса. Внутри корпуса в пространствах между связями размещают изменяемые объемы (подушки) с несущим газом и воздушные баллонеты, сообщающиеся с атмосферой системой газовых клапанов и вентиляторов для поддержания внутри корпуса пониженного давления газов.
Вариант конструктивного решения предусматривает соединение стрингеров с затяжкой мембранами. Это позволяет зонировать внутренний объем корпуса и устраняет внутри него неконтролируемые перемещения газов.
На фиг.1 показан вид корпуса по стрелке А на фиг.2. На фиг.2 дан разрез по 1-1 на фиг.1. На фиг.3 показано соединение стрингеров с затяжкой стержневыми связями в сечении 2-2 на фиг.2. На фиг.4 показан фрагмент поперечного сечения корпуса с газовместилищами и баллонетами.
Конструкция корпуса дирижабля (фиг.1 и 2) состоит из продольных стрингеров 1, концы которых соединены затяжкой 2. Обшивка 3 между смежными стрингерами имеет форму поверхности отрицательной гауссовой кривизны: она выпукла в продольном направлении и вогнута в поперечном.
Стрингеры, соединенные с затяжкой стержневыми связями 4 (фиг.3), образуют геометрически неизменяемый элемент, совокупность которых позволяет получить требуемую форму поперечного сечения корпуса, в том числе показанную на фиг.2, эллиптическую. Вариант использования мембраны вместо стержневых связей на фигурах не показан.
Внутри корпуса (фиг.4) размещают газовместилища и воздушные баллонеты 6.
Работа конструкции корпуса происходит следующим образом. В процессе сборки корпуса монтажными устройствами производят натяжение затяжки, в результате чего происходит его предварительное напряжение: в стрингерах возникают усилия сжатия, в обшивке, затяжке и связях - усилия растяжения. В этом состоянии корпус приобретает необходимую жесткость и геометрическую неизменяемость.
Управление полетом дирижабля по вертикали производят с помощью газовместилищ для несущего газа и воздушных баллонетов (фиг.4). Баллонеты сообщаются с атмосферным воздухом через клапаны и вентиляторы, а мягкие газовместилища (подушки) геометрически изменяемы. Давление газов внутри корпуса поддерживают пониженным в сравнении с атмосферным. В результате этого обшивка между смежными стрингерами прогибается внутрь корпуса и принимает форму поверхности отрицательной гауссовой кривизны. Это придает дополнительную жесткость корпусу, в том числе на кручение относительно его продольной оси.
Процесс управления полетом по вертикали обычен и особенностей не имеет: при подъеме воздух из баллонетов сбрасывают с помощью вентиляторов в атмосферу, давление внутри корпуса падает, и газовместилища с несущим газом расширяются, происходит подъем аппарата. Воздушные клапаны контролируют заданный перепад давлений в пределах 0,02÷0,04 атм. При спуске процесс производят в обратном порядке.
Дирижабль оборудуют двигателями, хвостовым оперением, гондолой, при необходимости грузовой платформой, солнечными батареями и пр., которые крепят к стрингерам.
1. Корпус дирижабля имеет каркас из продольных стрингеров, концы которых соединяют затяжкой, обшивку, имеющую в пределах смежных стрингеров очертание поверхности отрицательной гауссовой кривизны, при этом внутри корпуса поддерживают пониженное давление газов по сравнению с внешним, отличающийся тем, что стрингеры по их длине соединены с затяжкой стержневыми связями, внутри корпуса размещены изменяемые объемы с несущим газом и воздушные баллонеты, сообщенные с атмосферой системой клапанов и вентиляторов.
2. Корпус дирижабля по п.1, отличающийся тем, что стрингеры по их длине соединены с затяжкой мембранами.
