ДИРИЖАБЛЬ (ВАРИАНТЫ)
AIRSHIP (VERSIONS)

Изобретение относится к области воздухоплавания, а именно к летательным аппаратам легче воздуха.
По патенту RU 2325303 известен дирижабль, содержащий каркас из труб, внутри которого расположены баллоны с рабочим газом, отличающийся тем, что трубы каркаса заполнены газом, находящимся под избыточным давлением, а каркас образован двумя треугольными фермами, обращенными вершинами вверх, при этом основания ферм соединены между собой с образованием нижней поверхности дирижабля, а вершины ферм соединены между собой куполообразной конструкцией, состоящей из указанных труб, заполненных газом, находящимся под избыточным давлением.
Недостатками известного дирижабля являются:
сложность конструкции, низкая грузоподъемность и вместительность.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является известный по патенту RU 2257311 безбалластный дирижабль модульной шарнирно-стержневой конструкции, включающий пространственную ферму из композитного материала, изолированные гофрированные оболочки из ткане-пленочного материала с низкой газопроницаемостью, охватывающие оболочки каркасы из композитного материала, на боковых сторонах и основаниях которых натянуты диагональные расчалки для увеличения жесткости и удержания внутри них оболочек, армированные композитным материалом основные и вспомогательные емкости со сжатым гелием, перепускные электроклапаны, установленные в газопроводах и газоструйных рулях, газотурбинные насосы для перекачивания гелия из оболочек во вспомогательные емкости, к рулям точного маневрирования дирижаблем и для экстренного сброса гелия из оболочек, не менее четырех турбореактивных двигателей, установленных попарно турбинами навстречу друг другу снизу в носовой и кормовой части фермы, топливные баки, электрогенераторы, размещенные в каждом двигателе на одной оси с валом турбины, резервные электрические аккумуляторы и кабину пилотов, отличающийся тем, что ферма собрана из шарнирно-стержневых пирамидальных модулей, имеющих в основании квадрат, правильный шестиугольник или четверть круга, оболочки, поперечные сечения которых идентичны фигурам оснований пирамидальных модулей или их комбинациям, прикреплены внахлест к верхним стержням фермы с возможностью расширения или сжатия вдоль продольных расчалок, между верхними шарнирами фермы и каркасов натянуты диагональные расчалки, каркасы собраны из шарнирно-стержневых модулей, закреплены резьбовыми соединениями в верхних шарнирах фермы, рули закреплены резьбовыми соединениями в верхних шарнирах фермы и каркасов, вертикальные стержни которых предназначены для перекачивания насосами гелия к рулям, закрепленным в верхних шарнирах каркасов, а для перекачивания насосами гелия из оболочек к рулям, закрепленным в верхних шарнирах фермы, введены газопроводы, при этом нижние шарниры фермы предназначены для крепления груза.
Недостатками известного дирижабля являются: низкая технологичность вследствие сложности, трудоемкости процесса изготовления, отсутствия вариабельности планировочных конфигураций по полезной площади для размещения груза; низкая надежность и неудобство при эксплуатации.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение технологичности конструкции путем увеличения вариабельности возможных планировочных конфигураций, повышение надежности и удобства при эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в дирижабле, согласно первому варианту изобретения, корпус образован соединенными между собой группами несущих и грузовых каркасных модулей, закрепленных на несущей платформе и образующих сотовую конструкцию, при этом внутренний объем каждого несущего модуля заполнен пустотелой оболочкой с газом, а внутренний объем каждого грузового модуля разделен на две функциональные части, верхняя функциональная часть заполнена пустотелой оболочкой с газом, а нижняя функциональная часть не заполнена, при этом нижние, не заполненные функциональные части расположенных рядом грузовых модулей образуют внутри корпуса грузовой отсек.
В дирижабле, согласно второму варианту изобретения, корпус образован соединенными между собой группами несущих и грузовых каркасных модулей, образующих сотовую конструкцию, в нижней части которых закреплены сегменты несущей платформы, соединенные друг с другом, при этом внутренний объем каждого несущего модуля заполнен пустотелой оболочкой с газом, а внутренний объем каждого грузового модуля разделен на две функциональные части, верхняя функциональная часть заполнена пустотелой оболочкой с газом, а нижняя функциональная часть не заполнена, при этом нижние, не заполненные функциональные части расположенных рядом грузовых модулей образуют внутри корпуса грузовой отсек.
Дирижабль согласно первому и второму вариантам изобретения содержит дополнительные группы несущих модулей, закрепленных с внешней стороны основного каркаса и образующих внешнюю сотовую конструкцию обтекаемой формы. Внешняя сотовая конструкция обтекаемой формы состоит из внутренних модулей трапециевидного сечения и внешних модулей треугольного сечения. Панцирь дирижабля образован из внешних стенок оболочек модулей, усиленных дополнительным каркасом и скрепленных между собой. Содержит угловые модули обтекаемой формы. Содержит грузовой люк закрываемый створкой-трапом.
Выполнение корпуса дирижабля, согласно первому и второму вариантам изобретения, из соединенных между собой групп несущих и грузовых каркасных модулей позволяет значительно повысить технологичность и снизить трудоемкость процесса изготовления устройства, поскольку монтаж производится из готовых стандартных элементов. Расположение и количество готовых стандартных элементов может комбинироваться в зависимости от поставленной перед изготовителем задачи по обеспечению заданной грузоподъемности и вместительности дирижабля, что позволяет собирать устройства с различными внутренними планировочными конфигурациями, при условии сохранения равновесия. Выполнение корпуса дирижабля, согласно первому и второму вариантам изобретения, из соединенных между собой групп несущих и грузовых каркасных модулей позволяет значительно упростить конструкцию вследствие исключения использования дополнительных внешних систем, предназначенных для крепления груза, поскольку груз размещается непосредственно в корпусе дирижабля, в грузовом отсеке, сформированном смежными грузовыми модулями. Исключение из конструкции дополнительных внешних систем, предназначенных для крепления груза, позволяет повысить надежность при эксплуатации дирижабля, поскольку исключается возможность поломки внешних устройств и потери груза при транспортировке. Заявленная конструкция имеет плоское днище, что позволяет легко производить загрузку и разгрузку с любой ровной площадки через грузовой люк со створкой-трапом, выполняющей функцию загрузочного пандуса, что значительно повышает удобство при эксплуатации.
Установка, согласно первому варианту изобретения, групп каркасных модулей на несущей платформе придает конструкции дополнительную жесткость, что повышает ее надежность.
Выполнение, согласно второму варианту изобретения, несущей платформы из отдельных сегментов, закрепленных в нижней части каждого несущего и грузового и являющихся их составными частями модуля, позволяет собирать устройства различной площади, не ограничиваясь первоначальным размером несущей платформы, что повышает технологичность и вариабельность конструкции.
Дополнительные внешние группы несущих модулей трапециевидного сечения и треугольного сечения, закрепленные, согласно первому и второму вариантам изобретения, с внешней стороны основного каркаса выполняют формообразующую и защитную функцию.
Выполнение панциря дирижабля, из внешних стенок оболочек модулей, усиленных дополнительным каркасом и скрепленных между собой, позволяет не использовать дополнительные внешние оболочки, что упрощает конструкцию.
Совокупность заявленных существенных признаков позволяет создать универсальное, технологичное и надежное устройство, которое может использоваться без создания специальной инфраструктуры.
Для повышения обтекаемости к корпусу крепятся угловые модули.
Сущность заявленного изобретения поясняется рисунками:
На фиг. 1 показан вариант расположения модулей и организации внутреннего пространства дирижабля.
На фиг. 2 изображен несущий модуль.
На фиг. 3 изображен грузовой модуль.
На фиг. 4 изображен дополнительный модуль трапециевидного сечения.
На фиг. 5 изображен дополнительный модуль треугольного сечения.
На фиг. 6 изображен угловой модуль.
На фиг. 7 изображен общий вид дирижабля в разрезе.
Корпус образован соединенными между собой группами несущих 1 и грузовых 2 каркасных модулей, закрепленных на несущей платформе 3 и образующих сотовую конструкцию, при этом внутренний объем каждого несущего 1 модуля заполнен пустотелой оболочкой 4 с газом, а внутренний объем каждого грузового 2 модуля разделен на две функциональные части, верхняя функциональная часть 5 заполнена пустотелой оболочкой с газом, а нижняя функциональная часть 6 не заполнена, при этом нижние 6, не заполненные функциональные части расположенных рядом грузовых 2 модулей образуют внутри корпуса грузовой отсек 11. Внешняя сотовая конструкцию обтекаемой формы состоит из внутренних модулей трапециевидного сечения 7 и внешних модулей треугольного сечения 8. Панцирь дирижабля образован из внешних стенок оболочек модулей, усиленных дополнительным каркасом и скрепленных между собой (на чертеже не показано). Угловые модули 9 обтекаемой формы. Грузовой люк 10 закрываемый створкой-трапом.
Сегменты (на чертеже не показаны) несущей платформы 3, соединенные друг с другом, согласно второму варианту изобретения.
Объем нижней функциональной части грузового модуля составляет преимущественно от 1/3 до 1/5 его полного объема.
В качестве несущего газа может быть использован водород (как более дешевый и распространенный) и гелий (как более безопасный), причем модуль может быть заполнен на 1/4-1/3 с низу гелием и на 2/3-3/4 с верху водородом, либо весь объем гелием или водородом. Несущий газ закачивается в каждую оболочку модуля отдельно и в последующем контролируется на давление и состав газа индивидуальными газоанализаторами и датчиками давления.
Маневровые двигатели (предпочтительно турбовинтовые) располагаются на корпусе корабля при помощи выносных штанг с условием возможности изменения направления тяги в вертикальном направлении на 360°. Маршевые двигатели (предпочтительно турбовинтовые) располагаются в корме дирижабля с условием изменения направления тяги в горизонтальном направлении в пределах 90°. Руль горизонтального позиционирования позволяет кораблю в крейсерском режиме менять высоту полета не используя маневровые двигатели. Кабина и грузовой трап обеспечивают управление кораблем и процесс загрузки-выгрузки балласта и грузов с помощью стандартной техники.
При позиционировании дирижабля на земле, может быть установлен ветрозащитный экран, выполненный предпочтительно из эластичных листовых материалов. В сложенном состоянии он располагается на верхних половинах боковых граней дирижабля.