Многофункциональный воздушный шар

Изобретение относится к авиационно-космической технике, а именно к многофункциональным воздушным шарам. Многофункциональный воздушный шар содержит жесткий каркас с оболочкой с положительно ионизированным газом, автономную герметичную и электроизолированную от экрана гондолу с источником высокого напряжения и ионизатором, курсовые, тангажные и силовые двигатели. Каркас выполнен в виде двух сегментов сфер разного радиуса с образованием формы кругового крыла. Оболочка содержит два слоя (внешняя сторона - диэлектрик, внутренняя сторона - электрический экран из электропроводящего перфорированного или сетчатого материала) с ячейками, заполненными диэлектриком. Гондола отстреливается от шара в критических ситуациях. Изобретение позволяет перемещаться в воздушной и космической среде. 4 ил.

 

Изобретение относится к авиации, к использованию летательных аппаратов легче воздуха для целей перевозки грузов в земной, газовой и околоземной безгазовой среде при мобильности захвата или отсоединения, груз может быть телекоммуникационной аппаратурой, аппаратурой наблюдения за поверхностью земли, локационной и любой другой.

Известно использование летательных аппаратов легче воздуха с многофункциональным применением патент RU 23333134⁽¹³⁾ C2.

В доступной литературе нет сведений о многофункциональном использовании летательных аппаратов легче воздуха, как аэростата, дирижабля, вертолета, самолета, космолета одновременно.

Известен многофункциональный воздушный шар, имеющий каркас, формирующий каплевидную форму шара с обрывным утоньшением к земле, на каркасе оболочка с зеркальной внутренней поверхностью для отражения тепла, непроницаемая для нейтральных газов, среди них инертные газы, то есть газы, не взаимодействующие химически между собой, подчиненные законам броуновского движения, стропы, фиксирующие шар у земной поверхности, делая его статическим объектом, гондолу, жестко связанную с оболочкой шара, являясь его продолжением, газопроводом для связи с окружающей средой, с центральным клапаном в нем. Состояние аэростата возникает при нагревании газа в объеме шара, т.е. при увеличении внутренних температур.

Недостатком известного многофункционального шара является неподвижность, создание эффекта аэростата увеличением температуры внутри объема, отсутствие возможности изменения подъемной силы в динамике полета подобно крылу самолета, зависимость подъемной силы от температуры вне шара, невозможность изменения ориентации границ шара в пространстве земли, космоса, преодоление шаром границ воздушной среды с вакуумом космоса, движение в нем, использование только нейтральных газов для создания подъемной силы шара.

Целью изобретения является создание устройства, несущего свойства подъемной силы аэростата, крыла самолета, реактивного движения одновременно, преодоление границы воздух, вакуум космоса с минимальной затратой энергии, исключение влияния внешних температур на подъемную силу, создание дополнительной подъемной силы аэростата в динамике через форму шара типа крыла, возможность изменения положения границ устройства относительно объектов окружающего пространства в земной атмосфере, в космосе, создание положительного заряда внутри объема и его поддержание во времени, для формирования подъемной силы аэростата в земной среде, положительного заряда размером шара с напряженностью на внешней границе, взаимодействующего с солнечными ветрами через закон сохранения импульса и кулоновского взаимодействия.

Изобретение представлено на фиг. 1, 2, 3, 4

На фиг. 1 - воздушный шар, состоящий из двух жестко скрепленных между собой, разного радиуса сфер сегментов 1, соединенных внутренними срезами равных диаметров, выпуклостями вовне от плоскости соединения (АА), так что формируется круговое симметричное крыло, образованное разной длины внешних границ для любого среза, перпендикулярного (АА), в любой точке 0-360° по границе соединения срезов. Сегмент формируется жестким каркасом 2, покрытым двойной оболочкой, первой оболочкой 3 из диэлектрического материала непроницаемой для нейтральных и положительно ионизированных газов, второй 4, выполненной из проводящего материала с перфорацией или сетки, ячейки заполнены диэлектрическим материалом 11 Фиг.2, выполняя роль экрана для создания условий отражения положительно заряженных ионов внутрь объема. Оболочка 4 вплотную к оболочке 3 или зазором, обе непроницаемы для нейтральных и положительно ионизированных газов, вырабатываемых ионизатором 12 Фиг.3, когда забортный газ поступает в объем через клапан 13, ионизатор 12 и клапан 15, регенерируемый газ из объема через клапан 14 при закрытом 13. Две оболочки защищают заряд внутри шара как совокупность заряженных ионов от рассеянных зарядов извне. На экран 4 подается положительное напряжение от источника высокого напряжения 16 Фиг.4, формирующая напряженность во внутрь, вовне на оболочку 3, поляризуя ее и создавая положительную напряженность вовне шара. Ионы в объеме шара взаимным отталкиванием по кулоновским законам создают разреженное пространство внутри шара, вызывая эффект аэростата в земной среде. При этом сила отталкивания не зависит от внешних и внутренних температур.

Гондола жестко скреплена с каркасом нижнего сегмента, герметична, автономна, электроизолирована от экрана с возможностью отстрела в кризисных ситуациях, имеет люк 7 для пилота и грузов, несет энергетическую установку, источник высокого напряжения, ионизатор, устройство управления жизнеобеспечения, захваты 8 для внешней подвески контейнеров. С внутренним объемом шара связана системой электроизоляционных газопроводов.

На внешней границе соединения сегментов в плоскости (АА) соединения срезов в четырех (4) точках через 90° коррекционные реактивные двигатели курсовые 9 для торможения, сдвига в обратном направлении после остановки, перемещения в противоположные боковые направления в покое или движении, широтные 10 расположенные в точках с курсовыми, но в плоскости (ВВ), перпендикулярной плоскости (АА) Фиг.1.

На фиг.2 - часть оболочки 3 из диэлектрического материала, связанная с ней оболочка 4 из проводящего перфорированного материала или сетки, ячейки заполнены диэлектрическим материалом. На оболочку 4 из проводящей сетки подается высокое положительное напряжение, формирующее напряженность вовнутрь объема, а экран 3 связан с оболочкой 4, которая формирует положительную напряженность вовне от внешней границы шара.

На Фиг.3 - ионизатор 12 с клапаном 13 для газов из забортной среды, клапаном 14 для регенерационных газов, выпускного клапана 15 для подачи положительно ионизированного газа в объем шара.

На Фиг.4 - источник высокого напряжения 16, подающий напряжение на электростатический экран 4, связан кабелем, жестко скрепленным с экраном 4.

Устройство работает следующим образом

Включением автономной энергетической установки подается с источника 16 высокое напряжение на внутреннюю оболочку 4 и одновременно начинается закачка через клапан 13 нейтральных газов из внешней среды с ионизацией их ионизатором 12 и направлением во внутренний объем через клапан 15. Возможна регенерация газа из внутреннего объема забором через клапан 14 при закрытом клапане 13 и возврат в объем через клапан 15. Оболочка 4 отталкивает положительно заряженные ионы от стенок, формируя заряд внутри шара из положительно заряженных ионов, и одновременно поляризует оболочку 3 из диэлектрического материала, вырабатывая на поверхности шара положительную напряженность, направленную вовне. Заряд внутри объема защищен оболочкой 3, оболочкой 4 при расположении шара в газовой или безгазовой средах от внешних рассеянных зарядов подачей высокого напряжения на оболочку 4 от источника 16 Фиг.4.

Наполнение герметичного объема положительно заряженными ионами, взаимодействующими по закону Кулона для одноименно заряженных частиц, создает менее плотную среду внутри к окружающей, вызывая эффект аэростата, независимость подъемной силы от внешних температур, так как взаимодействие двух зарядов не зависит от температуры внешней среды.

Совмещение в шаре свойств аэростата с напряженностью на внешней оболочке шара решает задачу, при достижении шаром высот, доступных солнечным ветрам, плавного перераспределения подъемной силы при переходе из газовой в безгазовую среду и движение в ней по закону сохранения импульса двух взаимодействующих одноименных зарядов.

При включении движителей 5 появляется поступательное движение шара, набегание потока нейтральных или ионизированных газов на границу соединения среза сегментов, так что он делится равномерно на два обтекающих сегмента пути разной длины и значит скоростей частиц над верхним и нижним сегментами, что приводит к созданию подъемной силы, аналогичной подъемной силе крыла самолета, что и увеличивает подъемную силу аэростата в динамике дополнительно.

Курсовые 9 реактивные коррекционные двигатели расположены в 4 точках по круговой линии границы соединения срезов сегментов через 90° в плоскости соединения срезов, создавая торможение, возвратное движение после полного торможения, смещение в противоположных боковых направлениях в покое или движении шара, тангажные 10 (широтные) двигатели установлены в тех же точках, в плоскости (ВВ), перпендикулярной плоскости (АА) соединения срезов, меняя свое положение в 4 состояния через 90°, в зависимости от внешних условий и программы движения шара, переводя любую точку на внешней границе соединения среза сегментов в положение 0-360° по или против часовой стрелки для сферы, где возможно положение шара.

Многофункциональный воздушный шар, имеющий жесткий каркас с расположенной на нем оболочкой, заполняемой газом, гондолу, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде двух сегментов сфер разного радиуса, жестко соединенных между собой и образующих форму кругового крыла, оболочка состоит из двух слоев, внешняя сторона которой выполнена из диэлектрика, а внутренняя сторона выполнена электрическим экраном из электропроводящего перфорированного или сетчатого материала, ячейки которых заполнены диэлектриком, на экран подается высокое положительное напряжение, создающее положительную напряженность во вне на внешней границе оболочки шара, а в качестве газа используют любой положительно ионизированный газ, при этом шар дополнительно содержит источник высокого напряжения, ионизатор, расположенные в гондоле, курсовые и тангажные двигатели, расположенные на линии соединения сегментов сфер через 90°, и силовые двигатели, при этом тангажные двигатели установлены в плоскости, перпендикулярной плоскости курсовых двигателей, меняя положение через 90°, силовые двигатели расположены симметрично по отношению друг к другу на поверхности нижнего сегмента корпуса каркаса, гондола автономна, герметична, электроизолирована от экрана, отстреливается от шара в критических ситуациях.