АЭРОСТАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ
AEROSTATIC APPARATUS

Изобретение относится к воздухоплавательным летательным аппаратам, к аэростатическому транспорту.
Известен аэростатический аппарат, состоящий из гондолы, оболочки изменяемого объекта, механизма изменения ее объема и системы изменения ее параметров газа в оболочке (кн. «Воздухоплавательные летательные аппараты», Б.Г.Броуде, изд. «Машиностроение», 1976 г., стр.32-36). Данная конструкция принята за прототип. Ее недостатки:
1) сложность конструкции оболочки аппарата обуславливает малую ее технологичность и недолговечность работы;
2) механизм изменения объема оболочки путем сближения и удаления оснований при помощи палиспасов громоздкий, обеспечивает малый коэффициент полезной весовой отдачи;
3) увеличение объема газа путем его нагрева выхлопными газами двигателя усложняет конструкцию, допустимо при движении аппарата по маршруту, но расход топлива происходит и при остановке и дрейфе аппарата.
Целью изобретения является повышение технико-эксплуатационных качеств аппарата. С этой целью в аппарат, состоящий из гондолы, оболочки изменяемого объема, механизма изменения ее объема и системы изменения параметров газа в оболочке, введены жестко связанные овальный обод и овальный диск, приводной барабан, установленный на ободе параллельно его продольной оси, оболочка выполнена из гибкого материала в виде зауженного к днищу мешка, мешок в средней части вывернут и устье мешка закреплено на ободе, а днище - на барабане, прилегающая к днищу часть мешка намотана на барабан. Система изменения параметров газа в оболочке состоит из насоса, баллона и аппаратуры управления. Обод выполнен пустотелым и использован в качестве баллона.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 - продольный разрез аппарата.
На фиг.2 - поперечный разрез.
Аппарат (А.) состоит из гондолы 1, оболочки 2, овального обода-баллона 3, жестко связанного с овальным диском 4, барабана 5, установленного при помощи двух кронштейнов 6 на ободе-баллоне 3 параллельно его продольной оси и приводимого червячным колесом 7 с червяком 8 и электродвигателем 9. Оболочка 2 выполнена из гибкого тонкого полимерного материала в виде зауженного к днищу мешка, который в средней части вывернут, устье мешка утолщено и герметично закреплено на ободе-баллоне 3, днище мешка жестко связано с барабаном 5, а прилегающая к днищу часть мешка намотана витками 10 на барабан 5. Система изменения параметров газа в оболочке 2 состоит из насоса 11, обода-баллона 3, четырехходового крана 12 и трубопроводов 13, 14, 15, 16. Обод-баллон 3 имеет параллельные борта и закругленные с одним радиусом переднюю и заднюю части. Овальные в плане стенки гондолы 1 (платформы в некоторых конструкциях) примыкают к обручу-баллону 3 и жестко с ним связаны.
На стационарной стоянке от стационарного баллона через трубопроводы 16, 13 и кран 12 производится зарядка обода-баллона 3, после этого через трубопроводы 16, 14 и кран 12 производится заполнение оболочки 2 до почти полной нейтрализации веса А., при этом с барабана 5 при помощи электродвигателя 9 и червячной передачи 7, 8 разматывается часть витков 10 оболочки 2.
Подъем А. осуществляется увеличением объема оболочки 2 путем разматывания с барабана 5 части витков 10 и подачи газа в оболочку 2 из обода-баллона 3 через трубопроводы 13, 14 и кран 12 до достижения А. нужной высоты.
Для снижения А. производится уменьшение объема оболочки 2 путем наматывания части ее на барабан 5, при одновременной откачке части газа насосом 11 из оболочки 2 через трубопроводы 14, 15 и кран 12 в обод-баллон 3.
Конструкция А. обеспечивает безбалластное управление аэростатической подъемной силой (АПС). Только в особых, экстремальных случаях возможен быстрый выпуск газа из оболочки 2 через трубопроводы 14, 16 и кран 12 наружу.
При разматывании всех витков 10 с барабана 5 и одновременной подаче газа в оболочку 2 из обода-баллона 3 объем оболочки 2, АПС и возможная высота подъема А. наибольшие.
При наматывании витков 10 оболочки 2 на барабан 5, при одновременной откачке насосом 11 газа из оболочки 2 в обруч-баллон 3, объем оболочки 2, АПС и коэффициент полезной весовой отдачи А. уменьшаются значительно.
Безопасность полета А. повышается за счет возможности быстрого увеличения объема оболочки 2 и соответственно АПС, даже при отсутствии электропитания  разматывание витков 10 с барабана 5 возможно осуществить вручную при помощи штурвала 17, а поворотом крана 12 осуществляется подача газа в оболочку 2 из обруча-баллона 3 через трубопроводы 13, 14. При опасной скорости ветра полет А. прекращается, он опускается на землю, объем и высота оболочки 2 уменьшаются до безопасного уровня, при этом часть газа из оболочки 2 откачивается насосом 11 в обруч-баллон 3. Парусность и зависимость А. от ветра уменьшаются значительно.
Для транспортировки и временного хранения А. объем оболочки 2 максимально уменьшается путем намотки витков 10 на барабан 5 (скатка), а газ откачивается в обруч-баллон 3 или в стационарный баллон.
А. может быть использован в качестве свободного аэростата, наличие электропривода насоса 11 и двигателя 9 облегчает возможность его автоматического управления.
А. возможно использовать в качестве привязного аэростата-крана, его подъем и спуск с грузом возможно осуществлять самим А. при использовании кабель-троса.
А. может быть использован в качестве дирижабля. Для устранения кабрирующего момента от двигателей, установленных на гондоле 1, на ее нижнем основании устанавливается вторая нижняя оболочка, аналогичная верхней. В этом случае высота оболочек может быть меньше. Прилегающая к гондоле 1 часть нижней оболочки выполняется из материала большей толщины и при посадке, при значительном уменьшении объема и высоты нижней оболочки (скатка), она выполняет функции амортизационной подушки.
При нагнетании водой А. может быть использован в качестве временной плотины или затвора, наличие в оболочке 2 внутренней двухслойной перегородки 18 повышает ее устойчивость.
А. может быть использован на корабле в качестве паруса трапециевидной формы, внутренняя продольная перегородка 18 повышает его поперечную устойчивость. При заполнении оболочек 2 «А.-парусов» легким газом их АПС разгружает корабль, осадка корабля и сопротивление воды его движению уменьшается, а скорость увеличивается. При установке гондолы 1 на центральной вертикальной оси «А.-парус» возможно устанавливать под любым углом к ветру.
А. возможно устанавливать на крышах вездеходов и использовать его АПС в критических случаях.
А. может применяться в качестве пневмо- или гидродомкрата с большой высотой подъема.
А. возможно использовать в качестве грузового парашюта с безударным приземлением груза.
А. прост по конструкции, технологичен, сравнительно безопасен при эксплуатации. Имеет большой коэффициент полезной весовой отдачи и большую возможную высоту полета, что повышает вероятность использования ветра, совпадающего с направлением полета. При эксплуатации А. не требуется сложного и дорогого наземного оборудования. А. компактен при транспортировке и хранении. Все это повышает его технико-эксплуатационные качества и расширяет возможность применения.
Автором изготовлен макет А., который подтвердил реальность конструкции.