ТОРОИДАЛЬНЫЙ АЭРОСТАТ

Известен аналог тороидальный аэростат в описании к изобретению РФ, МПК 6 В64В 1/00, В64В 1/36, №2046055 от 18.08.1992, опуб. 20.10.1995, содержащий оболочку и гондолу, размещенную под оболочкой, отличающийся тем, что аэростат снабжен посадочным реактивным двигателем, сопло которого направлено вертикально вверх, плитой, закрепленной сверху на оболочке, и корпусом, расположенным внутри оболочки и жестко связанным с плитой и гондолой, при этом реактивный двигатель установлен на плите, а гондола снабжена двойным стабилизатором.
Недостатки: сложность конструкции, недостаточно высокая эффективность управления высотой полета.
Известен аналог система баллонетов для летательных аппаратов легче воздуха в заявке на изобретение РФ, МПК 6 В64В 1/00, №96113043 от 22.06.1996, опуб. 10.10.1998, создающая подъемную силу оболочки, имеющей продольную, вертикальную и поперечную оси, содержащая множество баллонетов, расположенных внутри оболочки и размещенных вдоль продольной оси в равном количестве с каждой стороны от вертикальной оси, при этом каждый из баллонетов содержит гибкий лист, соединенный по периферии с участком стенки оболочки; систему надувания баллонетов, соединенную с каждым баллонетом для его надувания воздухом, содержащую участок стенки оболочки, образующей баллонет, со множеством выполненных в нем сквозных отверстий; воздуховод, имеющий впускной конец и соединенный со стенкой, закрывая выполненные в нем отверстия, и выполненный с возможностью диффузии нагнетаемого воздуха; по меньшей мере один вентилятор, впускной конец которого соединен с атмосферой, а выпускной конец соединен с впускным концом воздуховода для нагнетания в него сжатого воздуха, и обратный клапан, расположенный на выходном конце вентилятора для предотвращения вытекания воздуха из воздуховода через выходной конец вентилятора; систему сдувания баллонета для стравливания воздуха из баллонета в окружающую атмосферу.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что летательный аппарат содержит грузовое отделение, подвешенное под оболочкой, и далее содержащая воздуховод, выполненный конструктивно складчатым, а его впускной конец выполнен из гибкого материала, вентилятор, установленный на грузовом отделении, выходной конец которого соединен с гибким входным концом воздуховода, причем относительные перемещения воздуховода и вентилятора поглощаются этим гибким концом.
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что система стравливания расположена в воздуховоде.
4. Система по п.3, отличающаяся тем, что система стравливания содержит дроссельную заслонку.
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что имеет средство дренирования жидкостей, содержащихся в баллонете.
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что средство дренирования жидкостей, содержащихся в баллонете, содержит дренажную трубу, соединенную с дном баллонета; клапан, установленный в дренажной трубе, и средство насоса для дренирования баллонета.
Недостатки: сложность конструкции, недостаточно высокая эффективность управления высотой полета.
Известен наиболее близкий аналог стратосферный тороидальный дирижабль конструкции Е.Б.Левина в официальном бюллетене "Промышленная собственность". Книга 1 "Изобретения, полезные модели, топографии интегральных микросхем", 2006, N 11, 15.11.2006., Государственный департамент интеллектуальной собственности Министерства образования и науки Украины - см. Интернет, содержащий оболочку в виде тора, корпус, установленный в центральном отверстии тора, плиту, которая крепится к корпусу поверх оболочки, ракетный двигатель для принудительной посадки дирижабля, который установлен на плите соплом вверх, гондолу, расположенную под оболочкой и жестко связана с корпусом, и двигатель, расположенный на гондоле, отличающийся тем, что стратосферный тороидальный дирижабль имеет корпус в виде диска специальной конструкции, комбинированную оболочку, которая размещается на верхней части диска корпуса и состоит из двух частей - жесткого, разделенного на секции, тора, который строится по периметру диска корпуса дирижабля, и "балонета", изготовленного из мягкого газонепроницаемой материала в виде цилиндра, размещенного внутри центрального отверстия тора и крепится известным способом одним своим концом к верхней кромке внутреннего периметра тора, далее опускается вниз центрального отверстия тора и там крепится таким же способом своим вторым концом к обечайки "колпака балонета", который накрывает собой, жестко закрепленную к корпусу, силовую лебедку, трос которой своим свободным концом крепится известным способом до дна "колпака баллонета" (с его середины), при этом между полостями каждой секции тора и общей полостью "баллонета" существует связь посредством газовых трубок, в помещении операторской кубрик, расположенного в нижней части корпуса дирижабля, попарно сходятся на газовых пропускных клапанах (для каждой пары свой), благодаря которым осуществляется управление полетом дирижабля (подъем-опускание) путем манипуляций с "стартовым паритету давлений" несущего газа, находящегося в полостях секций тора и в общей полости "баллонета" стратосферного тороидального дирижабля, и атмосферным давлением, которое с ростом высоты подъема дирижабля медленно и постоянно уменьшается, тем самым возникает возможность путем медленного открытия перепускных клапанов пропускать несущий газ из полостей секций тора в полость "баллонета", что приводит к медленному раздувания "баллонета" (до технически установленного объема), тем самым постоянно увеличивается сплавная сила дирижабля и дирижабль достигает желаемой высоты стратосферы, с которой он возвращается на Землю с помощью с начала, силовой лебедки, трос которой постепенно втягивает "колпак баллонета" внутрь центрального отверстия тора, что приводит к уменьшению объема "баллонета" - начинают уменьшаться объем комбинированной оболочки и сплавная сила дирижабля, дирижабль постепенно начинает опускаться на поверхность Земли, а дальше опускание дирижабля выполняется за счет давления атмосферного воздуха, которое постепенно растет и начинает выдавливать несущий газ из полости "баллонета" в полость каждой секции тора, на поверхности Земли, вновь воспроизводит равновесие "стартового паритета давлений", с которого начинался полет стратосферного тороидального дирижабля.
2. Стратосферный тороидальный дирижабль по п.1, отличающийся тем, что дирижабль оборудуется пятью реактивными двигателями: один маршевый, расположенный снизу корпуса под операторским Кубриком, и четыре маневровых, которые попарно крепятся, диагонально друг другу, на торцах диска корпуса дирижабля, с которых одна пара устанавливается параллельно оси маршевого двигателя, а вторая - над маршевым двигателем (один спереди, а другой - сзади), при этом маневровые двигатели имеют шарнирное соединение с корпусом дирижабля, обеспечивающий дирижабля (в стратосфере или в приземном слое атмосферы Земли) возможность осуществлять разнообразные маневры.
3. Стратосферный тороидальный дирижабль по п.2, отличающийся тем, что дирижабль, снизу диска корпуса, имеет опорные лапы (не менее четырех), которыми дирижабль опирается (при старте или посадки) на "стартовую эстакаду", которая является инженерным сооружением, оборудованной техническими средствами для сборки, подготовки и запуска аппаратов для воздушного плавания.
Недостатки: сложность конструкции, недостаточно высокая эффективность управления высотой полета.
Технический результат: упрощение конструкции, повышение эффективности управления высотой полета.
Технический результат достигается за счет того, что тороидальный аэростат, содержащий оболочку, гондолу, размещенную под оболочкой, баллонет, размещенный внутри центрального отверстия тора, имеющий в верхней части колпак, отличающийся тем, что аэростат снабжен мембраной, ограничивающей центральное отверстие тора снизу, имеющей канал и отверстия по всему периметру внутренней поверхности аэростата, на которой размещен баллонет и реверсивный вентилятор с воздушными клапанами.
Упрощение конструкции достигается за счет того, что заявляемое устройство имеет всего один баллонет, размещенный на мембране, ограничивающий центральное отверстие тора снизу, реверсивный вентилятор, установленный там же на мембране. В отличие от аналогов управление полетом тороидального аэростата по высоте осуществляется с помощью реверсивного вентилятора и баллонета путем изменения объема баллонета.
У наиболее близкого аналога крепление баллонета очень сложное: имеется один баллонет, изготовленный из мягкого газонепроницаемой материала в виде цилиндра, размещенного внутри центрального отверстия тора и крепится известным способом одним своим концом к верхней кромке внутреннего периметра тора, далее опускается вниз центрального отверстия тора и там крепится таким же способом своим вторым концом к обечайки "колпака баллонета", который накрывает собой, жестко закрепленную к корпусу, силовую лебедку, трос которой своим свободным концом крепится известным способом до дна "колпака баллонета" (с его середины), при этом между полостями каждой секции тора и общей полостью "баллонета" существует связь посредством газовых трубок. Этот баллонет служит дополнительной емкостью несущего газа для подачи его в полости секций тора. При подачи несущего газа в секции тора летательный аппарат опускается на место на посадки. В заявляемой полезной модели реверсивный вентилятор обеспечивает накачивание атмосферного воздух в баллонет до тех пор пока не уравновесится подъемная сила в аэростате. Воздух поступает по каналу в баллонет, который постепенно равномерно увеличивается в размере, заполняет центральное отверстие тора. В результате этого тороидальный аэростат постепенно снижается на заданную высоту. Когда необходимо обеспечить заданную высоту полета аэростата, воздух откачивают реверсивным вентилятором из баллонета в окружающую атмосферу и аэростат поднимается по высоте вверх. В отличие от аналогов баллонет, занимая центральное положение в тороидальном аэростате обеспечивает устойчивое положение его при подъеме и спуске на заданную высоту, объем оболочки аэростата при этом не изменяется. В результате этого уменьшилось количество дополнительных конструктивных элементов для управления полетом по высоте. Наличие одного баллонета, реверсивного вентилятора обеспечивает повышение эффективности управления высотой полета.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство отличается от известных аналогов более простой конструкцией и высокой эффективностью управления высотой полета.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство отвечает условию «новизна», патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен вид тороидального аэростата сбоку в разрезе; на фиг.2 изображен вид тороидального аэростата сверху.
Тороидальный аэростат содержит оболочку 1, заполненную подъемным газом, гондолу 2, установленную в центральном отверстии тора, мембрану 3, ограничивающую центральное отверстие тора снизу, которая имеет канал (на чертеже не указан) и отверстия 6 по периметру внутренней поверхности тороидального аэростата для стекания собирающейся жидкости на его поверхности. Баллонет 4 и реверсивный вентилятор 5 размещены на мембране 3. Верхняя часть баллонета 4 снабжена колпаком 7, который отводит воду с поверхности баллонета 4. Входной конец реверсивного вентилятора 5 соединен с выходным концом канала (на чертеже не указан). Реверсивный вентилятор 5 служит для нагнетания воздуха в баллонет 4 и откачки воздуха из него в окружающую атмосферу. Для предотвращения вытекания воздуха из баллонета 4 на реверсивном вентиляторе 5 установлены воздушные клапана (на чертеже не указан). Заданная высота полета регулируется объемом закаченного или скаченного в баллонет 4 воздуха. Форма бублика тороидального аэростата поддерживается давлением несущего газа (водород, гелий и др).
Работа устройства.
Тороидальный аэростат наполненный подъемным газом с гондолой 2, наполненным баллонетом 4 находится на земле. С помощью реверсивного вентилятора 5 выкачивают воздух из баллонета 4 до тех пор пока подъемная сила, находящаяся в аэростате не превысит вес воздушного балласта в баллонете 4. Баллонет 4 с воздухом постепенно уменьшается в размере и его оболочка заполняет центральное отверстие тора в результате этого аэростат поднимается вверх на заданную высоту. Управление полетом тороидального аэростата по высоте осуществляется с помощью реверсивного вентилятора 5 и баллонета 4. Для осуществления посадки в необходимом месте включают реверсивный вентилятор 5, воздух накачивают в баллонет 4 из окружающей атмосферы, баллонет 4 увеличивается в размере и аэростат снижает высоту полета.
Технико-экономический эффект.
Заявляемая полезная модель экспериментально используется с 2010 г.в г.Дмитрове Московской области на предприятии ИП Хазов Б.Ф.
Использование заявляемой полезной модели упрощает конструкцию и повышает эффективность управления высотой полета.
Перечень позиций.
1 - оболочка;
2 - гондола;
3 - мембрана;
4 - баллонет;
5 - реверсивный вентилятор;
6 - отверстия по периметру внутренней поверхности тороидального аэростата;
7 - колпак.