Дирижабль с подъемной силой пара и комплексной электростанцией

Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха. Дирижабль для создания подъемной силы использует водяной пар, получаемый от кипячения воды, залитой в отсеки мягкого корпуса дирижабля. Электрооборудование обеспечивает комплексная электростанция, состоящая из ветреной и солнечной частей. Ветреную часть располагают внутри корпуса дирижабля в помещениях-секциях, расположенных над ветреным каналом. Гибкие фотоэлементы солнечной части располагают на внешней защитной обшивке мягкого корпуса дирижабля. Дирижабль собирают из сборных сегментов. Корпус состоит из шести отсеков, которые с наружной атмосферной стороны изолированы многослойной пленочной теплоизоляцией и закреплены внешней защитной обшивкой. Сквозной ветреный канал вместе с помещениями-секциями ветреной части комплексной электростанции теплоизолируют и крепят на растяжках к отсекам так, чтобы между ними и отсеками был воздушный промежуток. Рубку управления дирижаблем с силовой установкой и воздушными винтами для полета, установленными на платформе крепления взаимозаменяемых пассажирских, грузовых отделений и отделений рубки управления, располагают под корпусом на крепежных лентах. Изобретение направлено на снижение сопротивления полету.

 

«Дирижабль с подъемной силой пара и комплексной электростанцией как средство транспорта» относится к летательным аппаратам, использующим подъемную силу несущего газа. Он может быть использован для перевозки пассажиров, перевозки различных грузов, обеспечения работы многофункциональных станций на больших высотах, при разгрузке судов, стоящих на рейде, для доставки древесины из леса на лесоперерабатывающие предприятия.

Известны различные виды таких аппаратов, дирижабли с мягким, жестким, комбинированным корпусом и различными силовыми установками. В качестве прототипа изобретения принято изобретение «Летательный аппарат на основе дирижабля с электродвигателем» (патент RU №2478518 C1, от 26.07.2011 г.). Летательный аппарат выполнен с жестким корпусом, крыльями, двигатели которого работают от электроэнергии, вырабатываемой секционной канальной ветряной электрической станцией, которую располагают в служебных помещениях-секциях, которые размещены над сквозным ветреным каналом и от энергии аккумуляторных батарей, которые также заряжают током, вырабатываемым электрической станцией. В оборудование секции включено: ветреное колесо с горизонтальной осью вращения, промежуточные шкивы, ускоряющие скорость вращения генераторов, по меньшей мере один генератор, а также аккумуляторные батареи, мощность упомянутой электрической станции зависит от количества секций и размеров летательного аппарата, она обеспечивает упомянутые двигатели летательного аппарата и подзарядку аккумуляторных батарей.

Данное изобретение принято за прототип предлагаемого изобретения. Но в нем есть определенные недостатки: для увеличения мощности двигателей требуется значительное увеличение размеров корпуса дирижабля, что вызывает увеличение сопротивления полету дирижабля, а значит, и уменьшению скорости полета, удорожание его изготовления и большой расход материалов для изготовления корпуса дирижабля, большой расход средств на приобретение несущего газа.

Все эти недостатки исчезают полностью при использовании изобретения «дирижабль с подъемной силой пара и комплексной электростанцией в качестве транспортного средства». В нем в качестве подъемной силы используют водяной пар, который получают кипячением налитой в отдельные отсеки мягкого корпуса дирижабля воды электронагревателями. Температуру пара в отсеках регулируют терморегуляторами. Все электрооборудование дирижабля снабжает электрическим током комплексная электростанция, состоящая из двух частей: первая часть - это ветряная электростанция, которая расположена внутри корпуса дирижабля, вторая - солнечная часть, которую размещают на внешней защитной обшивке корпуса дирижабля. Мягкий корпус дирижабля собирают из сборных сегментов, которые состоят из отдельных отсеков, наружную сторону которых теплоизолируют. Их собирают с помощью внешней защитной обшивки мягкого корпуса дирижабля. Она же соединяет сборные сегменты в единый корпус дирижабля. Ширина среднего сегмента кратна длине помещения-секции над сквозным ветреным каналом, а их количество зависит от мощности комплексной электростанции. Герметичную рубку управления дирижаблем располагают под корпусом дирижабля с помощью крепежных лент.

Осуществление изобретения.

Корпус дирижабля мягкий, сборный и состоит из двух видов сегментов, которые носят название концевой и средний. Сегмент - это часть корпуса дирижабля, концевые сегменты включают в себя входное и выходное сопла, а средние сегменты имеют одинаковые размеры и составляют основной корпус дирижабля. Концевые сегменты имеют диаметр входного и выходного сопла, равный внешнему диаметру основного тела дирижабля, а диаметр сопел, примыкающих к сквозному ветреному каналу, равен его диаметру. Все сегменты состоят из шести отдельных отсеков. Если начать отсчет снизу - это нижний, средний, два боковых, средний и верхний. Каждый отсек изготавливают из общеизвестной прочной водонепроницаемой синтетической теплоустойчивой и морозоустойчивой, от плюс 200 до минус 100 градусов по Цельсию, ткани общеизвестным способом. Со стороны наружной атмосферы отсеки теплоизолируют общеизвестной многослойной пленочной теплоизоляцией и закрепляют общеизвестным способом, внешней защитной обшивкой мягкого корпуса дирижабля в сегменты, которые общеизвестным способом собирают в единый корпус дирижабля. На его внешней защитной обшивке общеизвестным способом закрепляют гибкие фотоэлементы солнечной части комплексной электростанции. Все отсеки оборудованы шлангом с обратным клапаном для заливки их необходимым объемом воды, требуемым для полного заполнения водяным паром объемов отсеков. Общеизвестно, что кипячение одного объема воды при атмосферном давлении, равном 1 атмосфере, дает получение около 1600 объемов водяного пара, поэтому легко рассчитать объем воды для заполнения каждого отсека. Через центр корпуса дирижабля проходит сквозной ветреный канал, состоящий из частей двух видов. Одна часть, граничащая с соплами, изготовлена из мягкого материала отсеков, вторая - помещения-секции, герметично собранные из плоских сборных элементов и общеизвестной фасонной соединительной арматуры, изготовленных из углеполимерного материала с использованием общеизвестных крепежных и изоляционных материалов. В состав каждого помещения-секции входят: часть сквозного ветреного канала, имеющая отверстие в верхней стенке, в начале секции, для установки ветреного колеса с горизонтальной осью вращения, расположенной перпендикулярно ветреному каналу, и помещение-секции над ним, которое образует с частью ветреного канала единое герметичное пространство. Ветреное колесо, верхняя половина которого расположена в помещении-секции, а нижняя половина входит в часть ветреного канала, получает вращение от движения ветреного потока в нем. Ветреное колесо состоит из оси и трех воздушных лопастей, это три пластины, оканчивающиеся круглым стержнем с одной длинной стороны. Их вставляют в отверстия со щелью на оси колеса, диаметр которых равен диаметру круглого стержня на конце воздушной лопасти и расположены они на одном расстоянии от центра оси колеса, под углом в 120 градусов. С торцов воздушные лопасти закрепляют общеизвестным способом двумя шкивами ветреного колеса со сплошными стенками. Все оси в помещении-секции устанавливают на подшипниках, шкивы ветреного колеса кинематически связаны со шкивами на оси ускоряющих шкивов, которая также связана со шкивами на оси, передающей вращение шкивам генераторов, которые в количестве от одного и более, как и аккумуляторные батареи, от шести и более, также установлены общеизвестным способом в этом же помещении. Они передают электроэнергию через инвертор, расположенный в рубке, на все электрическое оборудование и заряжают аккумуляторные батареи. Все части сквозного ветреного канала и помещения-секции теплоизолируют той же многослойной пленочной теплоизоляцией и крепят на растяжках общеизвестным способом к отсекам, так чтобы между отсеками и ветреным каналом с помещениями-секциями был воздушный промежуток. Все его части и концевые сегменты корпуса дирижабля общеизвестным способом герметично соединяют между собой. Водяной пар для получения дирижаблем подъемной силы получают кипячением воды в отсеках общеизвестными электронагревателями, расположенными для полного испарения воды внизу отсеков, а подогрев пара и поддержание его температуры выше 110 градусов по Цельсию осуществляют такие же электронагреватели, закрепленные общеизвестным способом на стенках отсеков. Нижние отсеки сегментов имеют небольшие размеры и, как следствие, в них наливают небольшое количество воды, но в них устанавливают наибольшее количество нижних нагревателей. Образовавшийся пар в нижнем отсеке своей температурой помогает ускорить процесс получения пара во всех вышерасположенных отсеках. Температурой пара в отсеках управляют с помощью общеизвестных терморегуляторов. Для регулирования подъемной силы дирижабля они могут уменьшить температуру в симметричных отсеках корпуса дирижабля до температуры меньше 100 градусов, обеспечив переход водяного пара в состояние воды, этим уменьшив подъемную силу дирижабля. Электронагреватели представляют из себя общеизвестный нагревательный элемент, заключенный в герметический круглый электроизоляционный корпус с хорошей теплопроводимостью. Он закреплен в нижней части полусферы из теплоизоляционного материала с отверстиями на ее поверхности, обеспечивающими свободный доступ воде и пару к нагревательному элементу, но препятствующими его прямому контакту с мягкой оболочкой отсека. Все оборудование, работающее от электрического тока, соединено проводами. Герметичная рубка управления дирижаблем с силовой установкой, с воздушными винтами, установленными на платформе крепления взаимозаменяемых пассажирских, грузовых и специальных отделений, расположена под корпусом дирижабля. Ее крепят к корпусу дирижабля при помощи углеполимерных крепежных лент. Рубка управления напоминает корпус тяжелого вертолета с расположенной внизу этого корпуса платформой крепления для пассажирских, грузовых и специальных отделений. На ней расположены воздушные винты для полета. Они могут менять свою направленность на угол до 180 градусов, помогая дирижаблю взлетать вверх, лететь прямо и совершать снижение. В рубке управления есть помещения: для управления полетом; для отдыха экипажа; для силовой установки с инвертором, технические помещения. Все помещения оборудованы обзорными окнами, есть выход на платформу крепления и проход в салон пассажирского отделения. В изобретении пассажирское, грузовое и специальные отделения рубки управления дирижаблем являются комплектом. Их крепят одинаковым для всех отделений общеизвестным способом к платформе крепления, давая широкую возможность использовать дирижабль с подъемной силой пара и комплексной электростанцией в различных сферах экономики. Все необходимое оборудование для функционирования отделений по направлениям их работы располагают на самих этих отделениях и подключают общеизвестным способом к комплексной электростанции. Рубку управления дирижаблем изготавливают из углеполимерного материала по общеизвестным правилам изготовления аналогичных летательных аппаратов. Дирижабль может быть использован на высоте 20-25 км как многофункциональная станция с постоянным местом ее расположения и автоматическим автономным управлением, что позволит значительно удешевить стоимость ее работы. Общеизвестно, что на этой высоте ветреные потоки отличаются постоянным направлением, но имеют достаточно небольшую скорость. И направление входного сопла дирижабля им навстречу обеспечит минимальное сопротивление его полету, что позволит воздушным винтам поддерживать скорость дирижабля равной скорости ветреного потока. Использование данного изобретения при доставке лесоматериала позволит значительно уменьшить затраты на изготовление пиломатериалов и изделий из дерева. Участие дирижабля с подъемной силой пара и комплексной электростанцией в разгрузке судов, стоящих на рейде в ожидании захода в порт, позволит сократить время разгрузки судов. Использование дирижабля с подъемной силой пара и комплексной электростанцией в качестве транспорта поможет решить проблему безопасной и дешевой доставки пассажиров и грузов в пункты назначения.

Летательный аппарат с использованием подъемной силы несущего газа, с двигателями для полета, которые работают на электрической энергии, отличающийся тем, что в качестве несущего газа используют водяной пар, который получают путем кипячения воды в отдельных отсеках мягкого корпуса дирижабля электронагревателями, температуру пара регулируют терморегуляторами, все электрооборудование дирижабля снабжает электрическим током комплексная электростанция, состоящая из ветреной и солнечной частей, ветреная часть которой расположена внутри корпуса дирижабля, а гибкие фотоэлементы солнечной части крепят на внешней защитной обшивке корпуса дирижабля, корпус дирижабля состоит из сборных сегментов, которые собирают из отдельных отсеков, частично заполненных водой, отсеки в сегменты и сегменты в единый корпус дирижабля собирают при помощи внешней защитной обшивки корпуса дирижабля, отсеки корпуса дирижабля с наружной атмосферной стороны и сквозной ветреный канал с помещениями-секциями, начинающийся и заканчивающийся соплами, имеющими диаметр, равный внешнему диаметру основного корпуса дирижабля, теплоизолируют, сквозной ветреный канал с помещениями-секциями крепят на растяжках к отсекам так, чтобы между ними был воздушный промежуток, герметичную рубку управления дирижаблем с силовой установкой и воздушными винтами для полета, установленными на платформе крепления взаимозаменяемых пассажирских, грузовых отделений и отделений рубки управления, располагают под корпусом дирижабля на крепежных лентах.