ДИРИЖАБЛЬ С ПОДЪЕМНОЙ СИЛОЙ ПАРА И КОМПЛЕКСНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЕЙ В КАЧЕСТВЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ БАШНИ
AIRSHIP WITH STEAM LIFTING FORCE AND COMPLEX ELECTRIC POWER STATION AS MULTIFUNCTIONAL TOWER

Изобретение «Дирижабль с подъемной силой пара и комплексной электростанцией в качестве многофункциональной башни» относится к разделу специальных строительных сооружений башенного типа, предназначено для объектов связи и размещения различных антенн беспроводной связи, ретрансляционного оборудования различных типов и назначений, оборудования для мобильной и телевизионной связи, маяков, станций слежения за летательными аппаратами и других аналогичных сооружений.
Известно устройство, содержащее мачтовую опору с подъемным механизмом и смонтированные на внутренней поверхности опоры центрирующие ролики (патент Японии №45-25553, кл. E04H 12/08, 1970).
Известна конструкция башни, содержащей нижнюю опорную часть и секционную часть, собираемую внутри опорной, и последовательно выдвигаемую вверх до проектной отметки (патент Японии №46-12786, кл. E04H 13/08, 1971). Существует изобретение «Применение дирижабля с ветряной электростанцией в качестве многофункциональной башни» (патент RU №2494206 C1 E04H, 2011 г.), которое является наиболее близким к предлагаемому изобретению. Сущность данного изобретения и достигаемый им технический результат заключается в следующем: возможность использования практически в любом месте, в короткий срок, за небольшую стоимость и без эксплуатационных расходов. Применение дирижабля с ветряной электростанцией в качестве многофункциональной башни заключается в том, что все оборудование, которое обычно располагается в многофункциональной башне, располагают на специальной площадке внизу дирижабля, оборудование крепится разъемными креплениями и располагается в горизонтальной и вертикальной проекциях, по мере необходимости такого расположения дирижабль с ветряной электростанцией закрепляется тремя крепежными канатами к подготовленному бетонному фундаменту, через три электрические лебедки, установленные в вершинах равностороннего треугольника на земле и рассчитанные с запасом, для удержания дирижабля на одном креплении, вторые концы канатов закрепляются за вращающийся стандартный крепежный узел, расположенный снизу площадки для установки оборудования. Электроснабжение оборудования, сигнальных огней и подъемных лебедок осуществляется за счет электрических аккумуляторов, заряжаемых ветряной электростанцией, ее мощность рассчитывается с учетом возможного увеличения мощности используемого оборудования. Ветряная электростанция включает в себя от одной до нескольких отдельных секций, в состав которых входят: ветряное колесо с горизонтальной осью вращения, расположенное в сквозном ветряном канале и отдельном герметическом помещении. В нем же располагаются промежуточные шкивы, которые ускоряют скорость вращения генераторов и один или несколько генераторов с аккумуляторными батареями. Секции монтируют над сквозным ветряным каналом, проходящим ниже центральной части дирижабля, начинающимся входным соплом диаметром, равным диаметру внешнего контура дирижабля, и длиной от 3 метров и заканчивающимся выходным соплом меньшего размера. Оба сопла закрыты предохранительными сетками. Сечение ветряного канала по высоте равно половине диаметра ветряного колеса, ширина канала зависит от размера дирижабля и необходимой мощности ветряной электростанции. Размер поперечного сечения ветряного канала в несколько раз меньше площади сечения входного сопла. Мягкая оболочка корпуса дирижабля, состоящая в целях безопасности из нескольких изолированных отсеков, заполняется инертным газом и поднимает дирижабль с аппаратурой на необходимую высоту. Оно и принято за прототип предлагаемого изобретения. В изобретении «Дирижабль с подъемной силой пара и комплексной электростанцией в качестве многофункциональной башни» в качестве подъемной силы используют водяной пар, который получают кипячением налитой в отсеки воды электронагревателями. Температуру пара регулируют терморегуляторами.
Мягкий корпус дирижабля собирают из сборных сегментов, которые состоят из отдельных отсеков, наружную сторону которых теплоизолируют и покрывают, общеизвестным способом, внешней защитной обшивкой корпуса дирижабля. С ее помощью соединяют сборные сегменты в единый корпус дирижабля. Комплексная электростанция состоит из ветряной и солнечной частей, ветряную часть располагают внутри корпуса дирижабля, а гибкие фотоэлементы ее солнечной части крепят на внешней защитной обшивке дирижабля. Оборудование на специальной площадке дирижабля защищено от наружного воздействия герметичным диэлектрическим помещением. Все оборудование на специальной площадке и электрооборудование дирижабля снабжает энергией комплексная электростанция. К земле дирижабль крепят крепежным канатом через электрическую лебедку и вращающийся крепежный узел на специальной площадке.
Осуществление изобретения:
Корпус дирижабля сборный и состоит из двух видов сегментов. Сегмент - это поперечное сечение корпуса дирижабля. Первый вид - это концевые сегменты, содержащие входное и выходное сопла, а второй вид - это средние сегменты, имеющие одинаковые размеры и состоящие из шести отдельных отсеков. Если считать снизу, это нижний, средний, два боковых, средний и верхний. Каждый отсек изготавливают из общеизвестной прочной водонепроницаемой синтетической теплоустойчивой и морозоустойчивой, в интервале от плюс 200 до минус 100 градусов по Цельсию, ткани, общеизвестным способом. Со стороны внешней атмосферы отсеки изолированы общеизвестной многослойной пленочной теплоизоляцией и закреплены, общеизвестным способом, внешней защитной обшивкой корпуса дирижабля в сегменты, которые, общеизвестным способом, скрепляют в единый корпус дирижабля. На его внешней защитной обшивке общеизвестным способом закрепляют гибкие фотоэлементы солнечной части комплексной электростанции. Сегменты первого вида также имеют шесть отсеков и аналогичную конструкцию и входят в состав корпуса дирижабля. Все отсеки оборудованы шлангом для воды с обратным клапаном, их заполняют объемом воды, требуемым для полного заполнения водяным паром объема отсека. Общеизвестно, что при давлении равном 1 атмосфере, кипячение одного объема воды дает получение около 1600 объемов водяного пара, поэтому легко рассчитать объем воды для каждого отсека. Наименьший объем воды заливают в нижний отсек, чтобы образовавшийся в нем пар участвовал в процессе получения пара в вышерасположенных отсеках. Через центр корпуса дирижабля проходит сквозной ветряной канал, состоящий из двух частей разных видов. Один вид, граничащий с соплами, изготовлен из мягкого материала отсеков, второй вид - помещения-секции, герметично собранные из плоских сборных элементов и фасонной соединительной арматуры из углеполимерного материала с помощью общеизвестных крепежных и изоляционных материалов общеизвестным способом. В состав помещения-секции входят: часть сквозного ветряного канала с отверстием в начале секции для установки ветряного колеса и помещение над ним, которое образует единое герметичное пространство с частью ветряного канала. В помещении размещают: ветряное колесо с горизонтальной осью вращения, расположенной перпендикулярно ветряному каналу, состоящее из оси и трех лопастей. Лопасти, это плоские пластины, оканчивающиеся круглым стержнем. Их вставляют в отверстия со щелью на оси, диаметр которых равен диаметру круглых стержней на лопастях и расположены они на одном расстоянии от центра оси под углом в 120 градусов. Размеры лопастей позволяют им свободно вращаться в ветряном канале. С торцов оси лопасти закрепляют, общеизвестным способом, двумя шкивами ветряного колеса со сплошными стенками. Все оси в помещениях-секциях расположены, общеизвестным способом, на подшипниках. Шкивы ветряного колеса кинематически связаны со шкивами на оси ускоряющих шкивов, которая также связана со шкивами на оси, передающей вращение шкивам генераторов. В помещениях-секциях также расположены генераторы, от одного и более и аккумуляторные батареи, от 10 штук и более. Обе части комплексной электростанции передают энергию с помощью инвертора на оборудование на специальной площадке, электронагреватели в отсеках корпуса дирижабля, терморегуляторы, а также заряжают аккумуляторы. Количество помещений-секций зависит от необходимой мощности ветряной части комплексной электростанции. Сквозной ветряной канал и помещения-секции изолируют той же многослойной пленочной теплоизоляцией и крепят, общеизвестным способом, на растяжках. Растяжки, общеизвестным способом, крепят за отсеки так, чтобы между отсеками и ветряным каналом с помещениями-секциями был воздушный промежуток. Все его части и концевые сегменты корпуса дирижабля, общеизвестным способом, герметично соединяют между собой. Водяной пар для дирижабля получают кипячением воды в отсеках общеизвестными электронагревателями, расположенными для полного ее испарения внизу отсеков, а подогрев пара и поддержание его температуры выше 105 градусов осуществляют аналогичные электрообогреватели, закрепленные, общеизвестным способом, на стенках отсеков. Температурой пара управляют общеизвестные терморегуляторы, которые отключают электронагреватели при превышении безопасной температуры для мягкого материала отсеков. Для регулирования подъемной силы дирижабля они могут уменьшить в симметричных отсеках корпуса дирижабля температуру ниже 100 градусов, обеспечив пару возможность превращения в воду. Электронагреватели представляют из себя общеизвестный нагревательный элемент, заключенный в герметический круглый электроизоляционный корпус с хорошей теплопроводимостью. Он закреплен в нижней части полусферы из теплоизоляционного материала с отверстиями по ее поверхности, обеспечивающими свободный доступ воде и пару к нагревательному элементу, но препятствующей его прямому контакту с мягкой оболочкой отсека. Площадку для размещения оборудования, закрепленную на углеполимерных крепежных лентах под корпусом дирижабля, оборудуют защищенным от внешних воздействий герметическим помещением из диэлектрического материала. Все оборудование, работающее от электрического тока, соединено проводами. Изготовление отсеков, сквозного ветряного канала, помещений-секций, внешней защитной обшивки сегментов дирижабля и крепежные ленты из углеполимерного материала производят, общеизвестными способами, центрально. Сборку дирижабля осуществляют, общеизвестным способом, в районе места установки дирижабля. Для первоначального получения пара используют временные источники электроэнергии. Крепят дирижабль к земле через электролебедку на бетонном основании и вращающийся крепежный узел на площадке оборудования дирижабля. Учитывая возможность подъема дирижабля с оборудованием до высоты 5-7 км, зона охвата сигналами ретранслятора будет значительно увеличена. Это, дополнительно, уменьшит количество ретрансляционных точек и удешевит стоимость работ по обеспечению мобильной связью, интернетом и другими видами беспроводной связи необходимых территорий.
В результате предложенного изобретения уменьшается стоимость изготовления дирижабля, увеличивается мощность комплексной электростанции, что позволяет увеличить мощность оборудования, увеличить его количество и использовать возможности изобретения «Дирижабль с подъемной силой пара и комплексной электростанцией в качестве многофункциональной башни» для всех видов связи.