Электрический дирижабль с устройством защиты импеллера

Электрический дирижабль с устройством защиты импеллера относится к области воздухоплавания и предназначен для осуществления полетов в условиях антиобледенительных операций на обшивке корпуса дирижабля во время снегопадов, ледяных дождей, градобития.
Из опыта эксплуатации дирижаблей в полярных условиях известно немало случаев повреждения элементов конструкции дирижабля от падения с его обшивки снега, льдообразований или непосредственно крупных градин.
Применение антиобледенительной жидкостной системы на дирижабле (патент на полезную модель №197493) также может способствовать отрыву от обшивки дирижабля массивных кусков льда или снега, особенно во время взлета со стоянки на открытом воздухе. У электрического дирижабля, снабженного поворотными импеллерами - винтами в аэродинамических каналах, на крыльевых поверхностях (патент на полезную модель №201899), которые при взлете расположены горизонтально для создания положительной или отрицательной вертикальной тяги, велика вероятность повреждения как лопастей, так и аэродинамического канала, внутри которого они вращаются.
Известен дирижабль, содержащий аэродинамический канал с расположенным внутри него воздушным винтом, лопасти которого выполнены горизонтально, а над ними установлена защитная крышка с отклоняемыми створками (авторское свидетельство СССР №1550790). Во время стоянки дирижабля створки крышки опущены, обеспечивая обтекаемую форму обшивки. Недостатками этого технического решения являются:
- при отклонении подобных створок на угол до 90 градусов в полете они повышают коэффициент лобового сопротивления, ухудшая аэродинамические характеристики дирижабля, особенно на переходных режимах - при взлете и посадке;
- большое количество створок имеет и соответствующее количество их сочленений по концам каждой створки, что увеличивает массу системы и снижает ее надежность.
Близким прототипом является электрический дирижабль (патент на полезную модель №201900), содержащий корпус, крылья с помещенными в них поворотными и реверсивными импеллерами, приводимыми в движения электродвигателями, выполненными в корневой части крыльев внутри их объема. Недостатком этого технического решения является беззащитность лопастей импеллера от падающих с обшивки дирижабля плотных снеговых пластов, льдообразований или непосредственно градин как во время проведения антиобледенительных операций, так и во время полета на переходных режимах.
Целью предлагаемого технического решения является создание конструкции устройства защиты импеллера, не влияющей отрицательно на летно-технические характеристики дирижабля, с повышенной функциональной надежностью и быстросъемной.
Поставленная цель достигается тем, что каждый импеллер снабжен устройством, выполненным в виде крышки, предназначенной для защиты импеллера от падающих сверху опасных метеоосадков - снега, льдообразований, града. Отклонения крышки вверх-вниз осуществляются с помощью электропривода.
На фиг. 1 показан вид сверху на электрический дирижабль, где обозначено: 1 - обшивка дирижабля; 2 - крыло; 3 - импеллер.
На фиг. 2 показано устройство защиты импеллера, выполненное по сечению А-А фиг. 3, где обозначено:
I - положение полного закрытия импеллера; II - положение полного открытия импеллера; III - фиксируемое по обстоятельствам положение крышки; 1 - обшивка дирижабля; 2 - крыло; 3 - импеллер; 4 - лопасть; 5 - крышка; 6 - электропривод; 7 - ведущая шестерня; 8 - зубчатая радиальная рейка; 9 - электродвигатель.
На фиг. 3 показан вид устройства сверху, где обозначено: 10 - нервюра крыла; 11 - лонжерон крыла; 12 - ребро жесткости на крышке.
Устройство работает следующим образом. Для предохранения от падающих с обшивки 1 дирижабля льдообразований и плотных снеговых пластов на крыло 2 и выполненный в нем импеллер 3 с вращающимися с большой скоростью лопастями 4, последний перекрывается устройством защиты в виде крышки 5 (положение I). Крышка 5 поднимается и опускается с помощью электропривода 6, двусторонний вал которого на обоих концах содержит ведущие шестерни 7, взаимодействующие с зубчатыми радиальными рейками 8, закреплеными на крышке 5. Электропривод 6 электрически связан с блоком управления электродвигателем 9, от которого посредством трансмиссии осуществляется вращение лопастей 4 и отклонения импеллера 3.
Если во время стоянки дирижабля на крышке, закрывающей импеллер, появился слой льда или снега, то включается внутренний обогрев крышки, осадки стекают и крышка перед включением импеллера поднимается работой электропривода 6 в вертикальное положение, останавливаясь на расстоянии не более 10 мм от обшивки дирижабля (положение II). Это предотвращает касание крышкой обшивки дирижабля.
В летнее время крышка спасает импеллер, работающий на создание и поддержание горизонтальной тяги в полете, от градобития, в этом случае крышка занимает фиксированное положение III при ее опускании, не соприкасаясь с внешним контуром импеллера.
При отсутствии электропитания перемещения крышки осуществляются вручную через люк в нижней части крыла в его корневой части (на фигурах условно не показан).
Крыло подкреплено нервюрами 10 и лонжеронами 11. Крышка усилена ребрами жесткости 12. Поверхность крышки эквидистантна поверхности крыла в той его части, где расположен покрываемый ею импеллер.
В конструкции крыла предусмотрена система электроподогрева обшивки, которая сохраняет свою работоспособность и при отказе всей силовой установки вследствие того, что на борту электрического дирижабля имеется комплекс постоянно заряжаемых аккумуляторов, позволяющих экипажу в течение часа при работе кормового воздушного винта выбрать площадку для совершения безопасного спуска.
Управление работой устройства защиты импеллера осуществляется при стоянке дирижабля на земле (на причальной мачте) техником наземной стартовой команды, а во время полета дирижабля борттехником.
Учитывая возможности электрического дирижабля с устройством защиты импеллера на работах в труднодоступных регионах России, представленное техническое решение отвечает критериям «новизна» и «промышленная применимость», являющимся условием патентоспособности полезной модели.