ДИРИЖАБЛЬ
AIRSHIP

Изобретение относится к технике воздухоплавания.
Известен дирижабль, содержащий ферму, сигарообразную оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, элементы крепления оболочки к ферме, движители в виде воздушных винтов, кабину для экипажа и груза, причальные приспособления [1]. Такой дирижабль может быть оборудован солнечными батареями.
Задачей изобретения является повышение маневренности и скорости движения дирижабля.
Технический результат достигается тем, что в дирижабле, содержащем ферму, сигарообразную мягкую оболочку, заполненную газом легче воздуха, стабилизатор, солнечные батареи, элементы крепления оболочки к ферме, включающие эластичное покрытие оболочки и канаты, движители, кабину для экипажа, пассажиров и груза, причальные приспособления, ферма имеет изгиб по радиусу, равному половине миделя оболочки, и прикрепленные к ней 0-образные части, расположенные горизонтально по обе стороны оболочки, с установленными в них на поперечных поворотных осях движителями. Хвостовой участок оболочки снабжен жестким каркасом, имеющим, по меньшей мере, один полый обруч, заполненный газом легче воздуха, причем стабилизатор закреплен на каркасе. Оси в 0-образных частях установлены параллельно и имеют возможность поворота на 360°. Движители выполнены в виде колес со многими лопастями. Солнечные батареи размещены на эластичном покрытии оболочки.
На фиг.1-3 изображены соответственно виды дирижабля спереди, сверху и снизу; на фиг.4 показано крепление к ферме 0-образных частей (без осей, двигателей и движителей) и остова кабины; на фиг.5 изображен продольный разрез оси 0-образной части (без двигателя и движителя); на фиг.6 изображен фрагмент фиг.5, разрез по А-А; на фиг.7 показан общий вид движителя.
Дирижабль состоит из сигарообразной мягкой оболочки 1, заполненной газом легче воздуха. Оболочка в хвостовой части снабжена стабилизатором 2, установленным на жестком каркасе 3, изготовленном из легких и прочных материалов (например, сплавов на основе титана, алюминия и др.), имеющем, по меньшей мере, один полый тонкостенный обруч 4, заполненный газом легче воздуха. Обруч в поперечном сечении может иметь форму круга, эллипса. Неподвижные части 5 стабилизатора могут быть выполнены полыми и герметичными, содержащими газ легче воздуха. Подвижные части (рули) 6 стабилизатора выполнены в виде легких пластин, кинематически связанных с приводами 7, закрепленными на каркасе.
Оболочка снизу присоединена (притянута) к металлической ферме 8 с помощью элементов крепления 9, включающих эластичное покрытие 10 оболочки и канаты 11. На эластичном покрытии оболочки, выполненном в виде сетки, ткани или пленки, закреплены солнечные батареи 12.
Ферма изготовлена из прутковой, профильной (с обтекаемыми контурами и антикоррозионным покрытием) стали, сплавов на основе титана, алюминия и др. Ферма имеет изогнутый по радиусу миделя оболочки участок 13 и прикрепленные к ней 0-образные части 14, расположенные горизонтально по обе стороны оболочки. Выполнение 0-образной части иной формы, например, прямоугольной с закругленными углами, является эквивалентным техническим решением. 0-образные части изготовлены из стальных труб (круглого, квадратного или иного сечения), имеющих антикоррозионное внутреннее и наружное покрытие. Каждая 0-образная часть содержит установленные параллельно и поперечно поворотные оси 15. Оси изготовлены полыми из высокопрочной стали, имеют в поперечном сечении форму круга или эллипса. Каждая ось своими концами установлена в подшипниках 16 с опорой на стенку трубы 0-образной части. В центре каждой оси выполнен кольцевой или иной формы держатель 17 двигателя (электродвигателя) 18 с движителем 19. Причем двигатель, установленный по одну сторону оси и закрепленный неподвижно в держателе, уравновешен установленным по другую сторону оси движителем. Каждый движитель выполнен в виде легкого и прочного колеса 20, имеющего ступицу 21, спицы 22, обод 23 с прикрепленными к нему радиально многими лопастями 24. К каждому двигателю по каналам 25 в оси могут быть проложены гибкие свернутые в спираль цилиндрической формы: электрические кабели, маслопровод (не показаны) и др. Оси имеют возможность поворота на 360°, например, от механизма поворота 26, заключенного в трубу 0-образной части, содержащего неподвижные направляющие 27 и подвижную зубчатую рейку 28, контактирующую с шестернями 29 на валах 30, запрессованных в полую ось с одного ее конца.
В качестве привода механизма поворота могут быть применены (также с размещением в трубе 0-образной части) поршневой гидропривод или винт с возможностью реверсного хода (не показаны). Для исключения конденсации влаги свободные от каких-либо деталей полости 0-образной части и осей могут быть заполнены пенопластом.
К изогнутому участку фермы снизу прикреплены кабина 31 для экипажа, пассажиров и груза, причальные приспособления 32. Причальные приспособления, кроме механизмов сматывания (наматывания) канатов, могут содержать шасси (не показаны), например колесные пары, лыжи, опускаемые ниже кабины.
Дирижабль изготавливают исходя из требований к пассажирским и грузовым воздушным перевозкам в заданных климатических условиях.
Изготавливают мягкую оболочку 1.
Изготавливают каркас 3 с обручем 4, устанавливают на каркас стабилизатор 2, приводы 7 рулей 6. Заполняют полость обруча и неподвижных частей 5 стабилизатора газом легче воздуха, например гелием.
Изготавливают ферму 8 с изогнутым участком 13, прикрепляют к ней причальные приспособления 32.
Изготавливают элементы крепления 9 оболочки к ферме, включая эластичное покрытие 10 и канаты 11. На эластичном покрытии закрепляют солнечные батареи 12 (при выполнении эластичного покрытия из пленки солнечные батареи могут быть ее элементами).
Изготавливают двигатели 18 и движители 19 в виде колес 20, имеющих ступицу 21, спицы 22 и обод 23 со многими радиальными лопастями 24 (возможно изготовление лопастей с изменяемым углом).
Изготавливают полые оси 15 с валами 30 и шестернями 29, держателем 17 и каналом 25. В канал каждой оси помещают (с выводом к держателю и в полость 0-образной части) свернутые в спираль электрические кабели, маслопровод.
Изготавливают 0-образные части 14, устанавливают в их полостях механизмы 26 поворота осей в виде подвижной зубчатой рейки 28, перемещающейся по неподвижным направляющим 27. В стенках 0-образных частей устанавливают подшипники 16. Для удобства монтажа деталей 0-образные части могут иметь герметично закрываемые окна, люки.
Изготавливают кабину 31 для экипажа, пассажиров и груза, оснащают ее навигационными системами, системами контроля давления газа в оболочке, системами управления приводами рулей, системами управления поворотными осями и двигателями, системами сигнализации и др.
К ферме прикрепляют 0-образные части, кабину для экипажа, пассажиров и груза. В держатель каждой поворотной оси устанавливают двигатель, к двигателю присоединяют движитель. В изогнутую часть фермы укладывают оболочку, наполняют ее на ¾ газом (гелием). Оболочку элементами крепления соединяют с фермой. На хвостовую часть оболочки надевают каркас с прикрепленным к нему стабилизатором. После чего оболочку полностью заполняют газом до расчетного давления. При этом происходит пневматическое соединение каркаса с оболочкой (за счет давления газа). Надежность пневматического соединения оболочки с каркасом может быть повышена путем применения клеящих составов или выполнения шипов (выступов) на поверхности оболочки.
Подготовленный к полету дирижабль удерживается у поверхности какой-либо площадки, выполненной из бетонных плит, грунта, снега или льда, с помощью причальных приспособлений и двигателей с движителями, работающими в горизонтальной плоскости с направлением воздушных потоков вертикально снизу-вверх. После освобождения от причальных (наземных) устройств и изменения (поворотом осей) направления воздушных потоков, создаваемых движителями, дирижабль может совершать разнообразные маневры по горизонтали и вертикали, развивать заданную скорость движения. Поворот осей в 0-образных частях на 360° позволяет дирижаблю плавно перемещаться вперед и назад, вверх и вниз.
Источники информации
1. Учватов В.А. что за рубежом? // Техника молодежи. - №3, 1988. - С.35.