Воздухоплавательный аппарат
AEROSTATIC APPARATUS

Изобретение относится к области воздухоплавания и касается моделирования несущих оболочек для стратостатов.
Известен воздухоплавательный аппарат, содержащий заполненную газом оболочку, выполненную с возможностью изменения ее объема за счет растягивающихся складок, и гондолу [1]. Оболочка может иметь разнообразные формы и размеры. Оболочка может быть мягкой или жесткой. С увеличением высоты подъема воздухоплавательного аппарата в границах тропосферы давление газа во внутреннем объеме оболочки значительно возрастает, что снижает безопасность полета.
Задача изобретения состоит в повышении безопасности полета воздухоплавательного аппарата за счет выполнения оболочки с изменяемым объемом при изменении плотности окружающей воздушной среды.
Технический результат достигается тем, что воздухоплавательный аппарат содержит заполненную газом оболочку с клапаном для выпуска газа, подвешенную на тросах к оболочке гондолу, горизонтально установленный в стенке оболочки ряд параллельных растягивающихся складок с возможностью изменения ее объема, причем складки подпружинены с возможностью их растягивания/сжатия при изменении плотности окружающей воздушной среды.
На фиг. 1 изображен воздухоплавательный аппарат с металлической оболочкой (складки сжаты); на фиг. 2 - вид на фиг. 1 сверху: на фиг. 3 и 4 изображены схемы подпружинивания складок, соответственно, сжатых и растянутых.
Воздухоплавательный аппарат (фиг. 1 и 2) содержит тонкостенную оболочку 1, состоящую, например, из двух полых полусфер, соответственно, 1a и 1в с клапаном 2 для выпуска газа. Оболочка выполнена жесткой (такая оболочка прочнее и долговечнее мягкой). В стенке 3 оболочки горизонтально установлен и прикреплен к краям полусфер ряд параллельных растягивающихся складок 4. Герметичное соединение складок с оболочкой по ее периметру выполнено посредством жестких обручей 5. К оболочке, заполненной газом легче воздуха (водородом, гелием, светильным газом, аммиаком), на тросах 6 подвешена обитаемая/грузовая гондола 7, имеющая (сбрасываемый при необходимости) балласт. Обручи снабжены пружинами 8, работающими на растяжение (фиг. 3 и 4). Пружины расположены по периметру края полусфер на одинаковом расстоянии одна от другой под прямым углом к обручам.
Изготовление модели воздухоплавательного аппарата с жесткой оболочкой включает следующие операции.
1. Из легкого тонкостенного металла (сплавы на основе титана, алюминия, магния) методом сварки криволинейных заготовок (секций) изготавливают оболочку 1, состоящую из полусфер 1а и 1в (фиг. 1 и 2). Возможно также изготовление жесткой оболочки из пластмассы, устойчивой к солнечному излучению, атмосферной коррозии, перепадам температур. Оболочку снабжают клапаном 2 для выпуска газа.
2. Из эластичного газонепроницаемого материала (прорезиненная ткань, полиэтилен и др.) изготавливают растягивающиеся складки 4, прикрепляют (приклепывают, приклеивают) их к жестким (металлическим, пластмассовым) обручам 5. На обручах (фиг. 3 и 4) устанавливают пружины 8, вертикально располагая их по периметру на одинаковом расстоянии одна от другой.
3. В оболочку горизонтально устанавливают обручи с рядами параллельных растягивающихся складок. Соединяют края стенки 3 полусфер с обручами.
4. Готовую оболочку заполняют газом легче воздуха, например, гелием, подвешивают к ней на тросах 6 обитаемую/грузовую гондолу 7, имеющую сбрасываемый балласт.
Плотность воздушной среды в границах тропосферы уменьшается по мере удаления от поверхности океана. При наборе воздухоплавательным аппаратом высоты возрастающее давление газа в оболочке растягивает складки, увеличивая ее объем. При снижении воздухоплавательного аппарата давление газа в оболочке будет уменьшаться, пружины начнут сжимать складки, уменьшая ее объем. Уменьшается вероятность повреждения или разрыва оболочки.
Изобретение повышает безопасность полета воздухоплавательного аппарата.
Источник информации
1. RU 2174482, 2001.