ВОЗДУХОПЛАВАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
AERONAUTIC APPARATUS

Известен воздухоплавательный аппарат, включающий жесткую сигарообразную оболочку с поперечными перегородками, имеющую полости, заполненные газом легче воздуха, стабилизатор, прикрепленные к оболочке двигатели, кабину управления, причальные приспособления [1]. Такой воздухоплавательный аппарат требует большого количества дорогостоящего газа легче воздуха.
Задачей изобретения является создание воздухоплавательного аппарата - гибрида с функциями дирижабля и монгольфьера.
Технический результат достигается тем, что в воздухоплавательном аппарате, включающем жесткую сигарообразную оболочку с поперечными перегородками, имеющую полости, заполненные газом легче воздуха, стабилизатор, прикрепленные к оболочке двигатели, кабину управления, причальные приспособления, полости, заполненные газом легче воздуха, расположены в носовой и хвостовой частях оболочки, а между ними заключена, по меньшей мере, одна полость, заполненная воздухом и сообщающаяся с окружающей воздушной средой через отверстие внизу оболочки с закрепленной по его центру горелкой. В оболочке над заполненной воздухом полостью установлен, по меньшей мере, один воздуховыпускной клапан. Внутренняя поверхность оболочки, охватывающей полость, заполненную воздухом, покрыта слоем теплоизоляции.
На фиг.1 и 2 изображены, соответственно, виды воздухоплавательного аппарата спереди и снизу.
Воздухоплавательный аппарат включает жесткую сигарообразную оболочку 1, разделенную внутренними поперечными перегородками 2 на носовую 3, центральную 4 и хвостовую 5 части. Хвостовая часть оболочки снабжена стабилизатором 6, имеющим рули 7. Носовая и хвостовая части имеют полости, соответственно, 8 и 9, заполненные газом или баллонетами с газом легче воздуха (водородом, гелием). Центральная часть оболочки имеет, по меньшей мере, одну заполненную воздухом полость 10, сообщающуюся с окружающей воздушной средой через отверстия 11, расположенные внизу оболочки, и воздуховыпускные клапаны 12, расположенные вверху оболочки. По центру каждого отверстия закреплена горелка 13, сообщающаяся с системой 14 подачи жидкого или газообразного топлива. Внутренняя поверхность центральной части оболочки покрыта слоем 15 теплоизоляции. Снаружи и снизу к центральная части оболочки прикреплены кабина 16 управления с техническим отсеком, причальные приспособления 17, выдвижные шасси (не показаны). С боков к центральной части оболочки прикреплены двигатели 18 (винтовые, турбовинтовые, реактивные или иные). Кабина управления может иметь люки (не показаны) для подъема или опускания грузов. В случае использования в воздухоплавательном аппарате газа водорода, в техническом отсеке кабины управления или ином месте может быть расположена установка (не показана) для электродного разложения воды на водород и кислород.
Оболочку 1, перегородки 2, стабилизатор 6, рули 7, кабину 16 изготавливают из легких материалов, например пластмасс, в том числе с включением углеродных волокон, сплавов на основе титана, магния, алюминия. Оболочка может быть изготовлена цельной с встроенными перегородками или, что предпочтительнее, изготовлена частями с последующей их сборкой «встык». Для этого изготавливают раздельно носовую часть 3 с перегородкой и хвостовую часть 5 с перегородкой и стабилизатором. Перегородки снаружи покрывают слоем 15 теплоизоляции. Изготавливают центральную часть 4 оболочки с отверстиями 11 и клапанами 12. Внутреннюю поверхность центральной части оболочки покрывают слоем 15 теплоизоляции. В случае большой протяженности центральной части оболочки она может быть выполнена в виде тонкостенной цилиндрической формы трубы большого диаметра и разделена поперечными перегородками (без слоя теплоизоляции) на отсеки. К низу центральной части оболочки прикрепляют кабину управления, систему 14 подачи топлива (трубопроводы, топливные баки, регулирующие устройства) - к горелкам 13, причальные приспособления 17, шасси (колесные, поплавковые, лыжные). С боков к центральной части оболочки прикрепляют двигатели 18. Затем к центральной части оболочки прикрепляют носовую и хвостовую части. После чего полости 8 и 9, соответственно, в носовой и хвостовой частях оболочки заполняют газом легче воздуха.
Особенностью предложенной конструкции воздухоплавательного аппарата является условие примерного равенства суммы масс всех частей воздухоплавательного аппарата, включая массу топлива, подъемной силе газа (водорода, гелия), заключенного в полостях носовой и хвостовой частях оболочки. Соблюдение этого условия позволяет удерживать воздухоплавательный аппарат на посадочных или иных площадках (при наличии колесных, лыжных шасси), на водной поверхности (при наличии поплавковых шасси).
После загрузки воздухоплавательного аппарата топливом, проверки работы навигационного и сигнального оборудования экипаж из кабины управления освобождает причальные приспособления от удерживающих наземных устройств (не показаны), включает в работу горелки. При этом нагреваемый горелками воздух, находящийся в полости 10 центральной части оболочки, создает дополнительную подъемную силу, переводя воздухоплавательный аппарат в режим воздухоплавания. Наличие слоя теплоизоляции на внутренней поверхности центральной части оболочки сокращает потери тепла в окружающую воздушную среду, экономит расход топлива в горелках. Изменения скорости и направления полета осуществляются за счет увеличения/уменьшения тяги двигателей и рулями стабилизатора. Перемещение воздухоплавательного аппарата вверх/вниз осуществляется посредством увеличения/уменьшения подачи топлива к горелкам и регулировкой положения воздуховыпускного клапана. Для осуществления «посадки» воздухоплавательного аппарата горелки выключают, полностью открывают воздуховыпускные клапаны, при этом горячий воздух из полости центральной части оболочки вытесняется холодным воздухом из окружающей воздушной среды.
Предложенный воздухоплавательный аппарат, совмещающий функции дирижабля и монгольфьера, предназначен, преимущественно, для контроля состояния лесных массивов, болот, горных склонов, дорог, систем наземного транспорта, в том числе трубопроводного, энергетических объектов и другого, а также для выполнения спасательных операций и грузоперевозок.
Источник информации
1. Энциклопедический словарь юного техника. - М.: Педагогика, 1980. - С.84-85 и 119-120.