Воздухоплавательный аппарат
AERONAUTIC CRAFT

Изобретение относится к технике воздухоплавания, а именно к моделированию воздухоплавательных аппаратов, содержащих газ легче воздуха.
Известен воздухоплавательный аппарат, содержащий мягкую оболочку, частично заполненную газом легче воздуха, расположенный в полости оболочки электронагревательный прибор с возможностью его подключения к аккумулятору электрической энергии, прикрепленную снизу к оболочке гондолу [1].
Задачей изобретения является уменьшение расхода газа легче воздуха для создания подъемной силы в воздухоплавательном аппарате.
Технический результат достигается тем, что в воздухоплавательном аппарате, содержащем мягкую оболочку, частично заполненную газом легче воздуха, расположенный в полости оболочки электронагревательный прибор, прикрепленную снизу к оболочке гондолу с установленным в ней аккумулятором электрической энергии для подключения его к электронагревательному прибору, электронагревательный прибор и аккумулятор соединены электрическим кабелем с возможностью разъединения.
На фиг. 1 изображен воздухоплавательный аппарат, общий вид (перед стартом - сплошная линия оболочки; в режиме воздухоплавания - штриховая линия оболочки); на фиг. 2 изображен фрагмент оболочки, имеющей снизу съемный люк с расположенным на нем электронагревательным прибором; на фиг. 3 и 4, соответственно, приведены схемы подачи электрической энергии от наземной системы электропитания к электронагревательному прибору и аккумулятору электрической энергии; на фиг. 5 - схема подключения электронагревательного прибора к аккумулятору электрической энергии.
а
в
Воздухоплавательный аппарат содержит мягкую газонепроницаемую оболочку 1 (фиг. 1 и 2), стенка 2 которой охватывает полость 3, заполненную частично, например на 2/3, газом легче воздуха, например инертным газом гелием. Подъемная сила газа недостаточна для того, чтобы перевести оболочку и прикрепленную (подвешенную) к ней на тросах 4 гондолу 5, по меньшей мере, с одним аэронавтом на борту, в режим воздухоплавания. Увеличение подъемной силы газа, находящегося в полости оболочки, основано на физическом законе: при нагревании плотность газа уменьшается. Для увеличения подъемной силы газа в стенке оболочки снизу выполнено круглое отверстие 6, к краю 7 которого герметично прикреплен прижимным кольцом 8 и винтами 9 съемный люк 10, имеющий отверстие 11 для пропуска электрического кабеля 12. Кабель соединен с расположенным в полости оболочки и закрепленным на люке и электронагревательным прибором 13, содержащем электронагревательный элемент 13 и отражатель 13 тепловой энергии (фиг. 2). Тот же кабель может быть соединен с возможностью разъединения с аккумулятором 14 электрической энергии, расположенным и закрепленным в гондоле (фиг. 1). Электронагревательный прибор электрическим кабелем может быть соединен с возможностью разъединения с наземной системой 15 электропитания (фиг. 3). Соединение и разъединение кабеля может быть осуществлено, например, с помощью разъема 16, выполненного по схеме «розетка-вилка». Аккумулятор электрической энергии соединен через зарядное устройство 17 с наземной системой электропитания (переменный ток 220 V) с возможностью разъединения электрического кабеля (фиг. 4). Нагретый с помощью электронагревательного прибора газ (гелий) увеличивает объем оболочки, например, до 3/4 и более (на фиг. 1 увеличенный объем оболочки обозначен штриховой линией), что создает дополнительную подъемную силу. В режиме воздухоплавания воздухоплавательного аппарата заряженный электрической энергией (постоянный ток) аккумулятор, соединенный электрическим кабелем с электронагревательным прибором (фиг. 1 и 5), выполняет функцию поддерживания в объеме оболочки газа (гелия) в нагретом состоянии.
Изготавливают модель, экспериментальный образец воздухоплавательного аппарата (фиг. 1).
1. Из легкого эластичного материала (прорезиненная ткань, синтетическая пленка) изготавливают оболочку 1, стенка 2 которой охватывает полость 3. Снизу в стенке оболочки выполняют круглое отверстие 6.
а
в
2. Из легкого металла, термостойкой пластмассы изготавливают люк 10 с отверстием 11 для пропуска электрического кабеля 12. На люке сверху закрепляют электронагревательный прибор 13, содержащий электронагревательный элемент 13 и отражатель тепловой энергии 13. Люк прикрепляют к краю 7 отверстия в стенке оболочки с помощью плоского легкого металлического кольца 8 с расположенными по окружности крепежными винтами 9.
3. Оболочку на 2/3 заполняют газом легче воздуха (гелием), прикрепляют (подвешивают) к ней на тросах 4 гондолу 5, по меньшей мере, с одним аэронавтом на борту. В гондоле устанавливают аккумулятор 14 электрической энергии (постоянный ток), кабелем, имеющим разъем 16, соединяют его с расположенным в полости оболочки электронагревательным прибором.
4. Количества газа, находящегося в полости оболочки недостаточно, чтобы находящийся на стартовой площадке воздухоплавательный аппарат мог перейти в режим воздухоплавания. Для перевода воздухоплавательного аппарата в режим воздухоплавания выполняют следующие операции.
Операция 1. От наземной системы 15 электропитания заряжают находящийся в гондоле аккумулятор электрической энергии, используя зарядное устройство 17. После зарядки аккумулятора кабель разъединяют, используя разъем (фиг. 4).
Операция 2. Кабель от наземной системы электропитания с помощью разъема соединяют с кабелем от электронагревательного прибора (фиг. 3). При этом тепловая энергия, исходящая от электронагревательного прибора и направленная отражателем в полость оболочки, нагревает газ (гелий). Нагреваемый газ, вследствие уменьшения его плотности, увеличивается в объеме, например, до 3/4 и более объема оболочки (штриховая линия на фиг. 1). В момент перехода воздухоплавательного аппарата в режим воздухоплавания электронагревательный прибор отключают (разъединяют кабель) от наземной системы электропитания.
Операция 3. Кабель от электронагревательного прибора соединяют с аккумулятором электрической энергии (фиг. 5), продолжая нагрев газа в полости оболочки находящегося в режиме воздухоплавания воздухоплавательного аппарата.
При отключении электронагревательного прибора от аккумулятора электрической энергии воздухоплавательный аппарат переходит в режим снижения и посадки.
Воздухоплавательный аппарат удобен в эксплуатации и автономен по отношению к системе наземного электроснабжения.
Источники информации
1.FR 2980168, 2014.