КОМПАКТНЫЙ ТЕПЛОВОЙ АЭРОСТАТ

Полезная модель относится к летательным аппаратам, а именно к устройствам легче воздуха, и может применяться в народном хозяйстве, в армии (для быстрого подъема атмосферных зондов, антенн, заградительных сетей на высоту) для создания компактных аэростатов обладающих подъемной силой.
Известен аэростат, описанный в патенте России №2206473, В 64 В 1/58, oп. 20.06.03 г.
Известный аэростат содержит каплевидную оболочку, нижняя часть которой сообщается с атмосферой и с горелкой, подогревающей воздух в оболочке, вдоль образующих каплевидной оболочки наложены, жестко соединенные с ней, продольные шины-отсеки с газом легче воздуха.
В исходном состоянии шины-отсеки поддерживают каплевидную форму оболочки, что позволяет не использовать предварительную накачку воздуха под давлением в каплевидную оболочку, а только производить подогрев воздуха в оболочке посредством горелки, создавая подъемную силу.
Известное устройство обладает относительно повышенной оперативностью при подготовке к полету (до 8-10 мин) и устойчивостью в полете.
Недостатком известного устройства является отсутствие компактности и быстроты развертывания при подъеме на необходимую высоту, кроме того, энергия топлива используется достаточно неэффективно.
Известен теплогенератор для монгольфьера, описанный в патенте России №2093416, В 64 В 1/62, oп. 20.10.97 г.
Известный теплогенератор для монгольфьера содержит ветилятор, камеру сгорания с форсунками, подключенными к баллону с сжиженным газом, смеситель, компрессор и турбину, механически связанные между собой и с вентилятором.
Такое выполнение теплогенератора позволяет осуществить в нем цикл теплового дигателя, то есть использовать энергию топлива для создания подъемной силы моногльфьера достаточно эффективно.
Недостатком известного устройства является отсутствие компактности и быстроты развертывания при подъеме на необходимую высоту.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому компактному тепловому аэростату является устройство подушки безопасности, описанное в заявке
ФРГ №3829368, B 60 R 21/26, оп. 01.03.90 г. состоящее из корпуса (контейнера) с размещенным в нем газогенератором, работающим в двух режимах (то есть как бы состоящим из двух секций, каждая их которых работает самостоятельно, но начинает работать в одно и то же время), двух подушек безопасности (мягких оболочек), размещенных одна в другой, внутренняя выполнена со шнурами (фалами), ограничивающими дальность выбрасывания. Наполнение газом обеих подушек происходит одновременно и очень быстро. Процесс выхода газа в первую подушку отрегулирован таким образом, что он затухает через 100 мс после запуска газогенератора, а процесс выхода газа во вторую подушку отрегулирован таким образом, что он затухает только через 10 с после запуска.
В известном устройстве подушки безопасности (мягкие оболочки) наполняются газом достаточно быстро, но и сохраняют свое наполненное состояние очень недолго (100 мс-10 с),. Недостатком известного устройства является невозможность оперативного создания им подъемной силы для наполненной оболочки, и поддержание этой наполненной оболочки в течении требуемого времени на заданной высоте, так как оно нацелено лишь на определенные функциональные возможности на защиту водителя (его прижатие наполненной оболочкой к креслу автомобиля в определенный момент) при дорожно-транспортном происшествии.
Технической задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей, повышение быстродействия и надежности или устойчивости работы, за счет оперативного наполнения мягкой оболочки компактного теплового аэростата, подъема его на определенную заданную высоту и удержание его в наполненном состоянии на этой высоте в течение заданного промежутка времени (десятки секунд).
Поставленная задача достигается тем, что в компактном тепловом аэростате, содержащем контейнер с размещенными в нем газогенератором, состоящим из нескольких самостоятельных секций, по крайней мере одной надувной мягкой оболочкой, по крайней мере с одним отверстием, согласно полезной модели, соединение оболочки с контейнером выполнено в виде эластичного фала, в нижней части оболочки размещены отверстия, секции газогенератора размещены на верхней внутренней части оболочки и настроены на поочередное срабатывание, через заданные временные интервалы.
При этом отверстия в нижней части оболочки снабжены предохранительными клапанами, а надувная мягкая оболочка и фал выполнены из термостойкого материала.
За счет размещения в нижней части оболочки ряда отверстий через которые в процессе подъема компактного теплового аэростата вверх выходит газ, создается
дополнительная подъемная сила, оперативно поднимающая тепловой аэростат вверх на требуемую высоту.
За счет использования в компактном тепловом аэростате газогенератора из нескольких самостоятельных секций, размещенных на верхней внутренней части оболочки, срабатывающих поочередно, через заданные интервалы времени, подогревают остывшие газы в оболочке, поддерживая устойчивый полет на необходимой высоте в течение требуемого времени, кроме того, снижаются динамические напряжения в оболочке, и в фале, благодаря чему можно использовать более тонкие, легкие материалы без опасения их повреждения.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет расширить функциональные возможности, повысить быстродействие и надежность или устойчивость компактного теплового аэростата, за счет оперативного наполнения мягкой оболочки компактного теплового аэростата, подъема его на определенную заданную высоту и удержание его в наполненном состоянии на этой высоте в течение заданного промежутка времени (десятки секунд).
Заявляемый компактный тепловой аэростат обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Заявляемый компактный тепловой аэростат может изготавливаться на типовом оборудовании и найти широкое применение в народном хозяйстве, в армии (для быстрого подъема атмосферных зондов, антенн, заградительных сетей на высоту) и поэтому соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность предлагаемого компактного теплового аэростата поясняется чертежом, где представлено:
На фиг.1 - общий вид предлагаемого компактного теплового аэростата (в развернутом виде).
Компактный тепловой аэростат содержит контейнер 1 с размещенной в нем надувной мягкой оболочкой 2 с газогенератором 3, состоящим из нескольких самостоятельных секций 4. Надувная мягкой оболочки 2 выполнена с рядом отверстий 5 и соединена с контейнером 1 фалом 6. В отверстия 5 могут быть установлены клапаны 7 (Фиг.1).
Работа компактного теплового аэростата состоит из нескольких этапов. Подают сигнал с блока управления (на чертеже не показан) на первую секцию 4 газогенератора 3, в результате чего первая секция 4 газогенератора 3 вступает в работу, в контейнере 1 повышается давление, и под действием напора газового потока мягкая оболочка 2 с фалом
6 выбрасывается через выходное отверстие в контейнере 1 на расстояние, равное длине эластичного фала 6, в процессе движения происходит быстрое наполнение мягкой оболочки 2 давлением газов газогенератора 3 и подъем мягкой оболочки 2 на высоту, задаваемую длиной эластичного фала 6. Кроме того, происходит истечение излишков газов через отверстия 5, в которых также могут быть установлены клапаны 7, расположенные в нижней части оболочки 2, в результате чего создается дополнительная подъемная сила. Через заданный интервал времени с блока управления подают сигнал на вторую секцию 4 газогенератора 3 для подогрева остывших газов в оболочке 2, тем самым поддерживают необходимую высоту аэростата. Через заданный интервал времени с блока управления подают сигнал на третью секцию 4 газогенератора 3, вновь подогревают остывший в оболочке 2 газ. Количество секций 4 газогенератора 3 выбирается с учетом времени, необходимого для поддержания требуемой высоты подъема оболочки 2 аэростата.
Материал оболочки и фала должен быть достаточно термостойким, так как температура газов вблизи газогенератора может достигать 150-300°С. Фал должен быть достаточно эластичным, чтобы при рывках со стороны ветра или аэростата демпфировать их и не создавать динамических напряжений в тонкой оболочке.
3
3
Известно, что тепловой аэростат будет обладать положительной плавучестью, если его объем V и вес G относятся как V/G>0,3-0,5 м/Н. То есть, если объем аэростата равен 50 м, а вес оболочки - 2,5 кг (25 Н), то аэростат будет иметь практически нулевую плавучесть (подъемная сила не превысит 10 Н). Иными словами, контейнер весом 1-2 кг, в котором размещался аэростат в свернутом виде, прочно удержит аэростат на месте на высоте, определяемой длиной фала.
Заявляемый компактный тепловой аэростат в сравнении с прототипом расширяет функциональные возможности, является более быстродействующим и надежным или устойчивым в работе, за счет оперативного наполнения мягкой оболочки компактного теплового аэростата, подъема его на определенную заданную высоту и удержание его в наполненном состоянии на этой высоте в течение заданного промежутка времени (десятки секунд).