АЭРОСТАТ МНОГООБОЛОЧЕЧНЫЙ

Полезная модель относится к воздухоплаванию и телекоммуникационным технологиям, а именно, к использованию летательных аппаратов легче воздуха для целей мобильной связи, метеорологических наблюдений, наблюдений за поверхностью земли и водных пространств, подъема груза, а также в качестве носителя рекламной информации.
В настоящее время аэростаты находят широкое применение в различных отраслях техники.
Например, в патенте РФ на полезную модель №44100 описано аэростатное устройство радиолокационного обзора. В патенте РФ на полезную модель №53475 описана национальная система постоянного контроля выбросов парниковых газов в атмосферу, построенная на основе аэростатов. В патенте РФ на полезную модель №124360 описан осветительный аэростат. В патенте РФ на полезную модель №113507 защищена конструкция аэростата для подъема грузов. Во всех этих патентах не ставилась задача увеличения грузоподъемности и высоты полета аэростатов.
Известен способ функционирования летающего строительного комплекса (см. патент РФ на изобретение №2360833, МПК B64B 1/00, опублик. 27.04.2009), который заключается в том, что для перелета с одной базы на другую используется грузовой модуль, который прикрепляют снизу, непосредственно к первому аэростату с маршевыми или маневровыми двигателями, подъемная сила которых меньше веса грузового модуля. Дополнительную подъемную силу создают с помощью дополнительного аэростата с маршевыми или маневровыми двигателями, жестко связанного с нижним первым аэростатом. Недостатками такого технического решения является сложность конструкции, следовательно, большая стоимость.
Известен летательный аппарат легче воздуха (а/с СССР 47176, кл. 62а, 2 1935 г. Бойко Ю.С. Воздухоплавание в изобретениях, М., Транспорт, 1999, на с.26, 27 рис.9.), представляющий собой гирлянду из резиновых оболочек, расположенных по нескольку штук в ряд в несколько ярусов, отличающуюся тем, что оболочки соединены в одну систему резиновыми трубками. При этом каждая оболочка снабжена клапаном, предотвращающим утечку подъемного газа из системы при разрыве отдельных оболочек. Оболочки могут быть закрыты наглухо.
Известный летательный аппарат выбран в качестве прототипа.
Недостатки прототипа состоят в том, что известная конструкция не обеспечивает
- максимально возможного расширения оболочки, что позволяет значительно увеличить высоту подъема и грузоподъемность;
- предотвращения трения оболочек о центральную стропу, с целью недопущения их преждевременного разрыва;
- простоты сборки.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции аэростата, обеспечивающей максимальное расширение оболочек вплоть до диаметра разрыва, предотвращение трения оболочек о центральную стропу и простоту сборки.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в увеличении высоты подъема и грузоподъемности, а также в уменьшении стоимости предлагаемого аэростата, сокращении времени его изготовления, снижении требований к стартовой инфраструктуре, повышении надежности и безопасности.
Достигается технический результат за счет того, что в предлагаемом многооболочечном аэростате, состоящем из соединенных через сцепления отдельных, расположенных ярусами оболочек с прикрепленным к ним грузом, согласно полезной модели, каждый ярус содержит по три латексных оболочки, а в качестве сцеплений используют вспомогательные стропы, крепящиеся к центральной стропе.
Дополнительными отличиями предлагаемого технического решения являются:
- оболочки герметично закрыты;
- оболочки снабжены клапаном для сброса избыточного подъемного газа, при этом клапан выполнен так, что исключает сброс газа при деформации оболочек за счет контакта с соседними оболочками или под воздействием ветра;
- к центральной стропе крепится антенна или кабель;
- в качестве центральной стропы выступает антенна или кабель.
Предложенное расположение оболочек позволяет достигать максимального диаметра и, соответственно, максимальной высоты подъема.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, на которой изображен аэростат в момент старта, и фиг.2, на которой изображен аэростат на максимальной высоте, на фиг.3 и фиг 4 показаны варианты крепления груза, где:
1 - радиозондовые оболочки;
2 - центральная стропа;
3 - вспомогательные стропы;
4 - груз
Крепление оболочек 1 к центральной стропе 2 вспомогательными стропами 3 обеспечивает пространство для расширения оболочек 1 до диаметра разрыва оболочек 1 и предотвращает чрезмерные нагрузки на аппендикс оболочек при их расширении. Стабилизация по высоте происходит за счет разрыва оболочек 1 части верхних ярусов аэростата, по достижении ими предельной высоты подъема, либо за счет стравливания избытка подъемного газа через клапан, закрепляемый в аппендиксе оболочки при достижении оболочкой максимального диаметра. В каждом ярусе присутствует, только по три оболочки 1, во избежание контакта оболочек 1 с центральной стропой 2. Предлагаемый аэростат собирается из уже заполненных и герметично закрытых или снабженных индивидуальными клапанами оболочек.
В качестве оболочек могут использоваться, например, выпускаемые серийно каучуковые латексные радиозондовые оболочки. Они наполняются водородом, вес их чаще всего составляет от 375 до 900 г., окружность при нормальном наполнении от 470 до 600 см. В качестве оболочек могут использоваться, например, выпускаемые серийно каучуковые латексные радиозондовые оболочки. Они наполняются водородом, вес их чаще всего составляет от 375 до 3000 г, окружность при нормальном наполнении от 470 до 600 см, диаметр разрыва до 13 местров.
Таким образом, предлагаемая полезная модель имеет следующие преимущества перед известными решениями:
- повышение высоты подъема за счет системы подвеса, обеспечивающей максимальную возможность для расширения оболочки и минимизирующей нагрузку на аппендикс при расширении оболочки в окружении других оболочек.
- возможность создания аэростатов (в том числе стратосферных) с большим объемом оболочек 1, без использования специального оборудования (вручную, без использования специального инструмента и привлечения квалифицированного персонала в полевых условиях);
- надежность, так как при повреждении малой оболочки ее легко заменить, кроме того, повреждение даже нескольких оболочек никак не повлияют на полет (только на несколько процентов упадет скорость подъема), повреждения же монооболочечного аэростата приводят к срыву полета.
- устойчивость к ветровой нагрузке при полете за счет использования клапанов, реагирующих на расширение оболочки, а не на повышение давления в ней.
- безопасность стартовой команды при усилении ветра, так как удержать малые оболочки по отдельности проще, чем одну большую;
- сокращение времени постройки аэростата до десятков минут, за счет возможности параллельно собирать ярусы оболочек и крепить ярусы к центральной стропе независимо друг от друга;
- возможность транспортировки оболочек 1 по частям, в том числе, как ручной клади;
- использование доступных, недорогих, серийно выпускаемых материалов.