RU2028962C1

RU2028962C1 - Airship

Info

Publication number: RU2028962C1
Authority: RU
Inventors: Ф.С. Собачкин; В.С. Шалаев; В.И. Шеронкин; С.Б. Стеценко; Ю.А. Котельников
Original assignee: Авиационный научно-технический комплекс "Крыло"
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: flying vehicles. SUBSTANCE: airship has envelope filled with lift gas, ballonnet, fan, heater, mains chamber with port and damper. One main is shut off with throttle valve. When in vertical position, damper divides chamber into two volumes. Heat shield is mounted between ballonnet and envelope. The amount of clearance where shield is mounted is calculated by the formula given in the description. EFFECT: enhanced efficiency of control of airship floating force. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха, а именно к дирижаблям. The invention relates to aircraft lighter than air, namely to airships.

Известен дирижабль, у которого основную аэростатическую силу создает подъемный газ, а нагрев газа (или воздуха) в баллонетах позволяет без применения балласта и выпуска газа управлять в значительных пределах величиной аэростатической силы [1]. A known airship, in which the main aerostatic force is generated by the lifting gas, and heating the gas (or air) in the balloons allows without the use of ballast and gas release to control to a considerable extent the value of the aerostatic force [1].

Недостатком известного дирижабля является большая инерционность системы регулирования аэростатической подъемной силой, не позволяющей быстро при необходимости произвести посадку дирижабля. A disadvantage of the known airship is the large inertia of the aerostatic lift control system, which does not allow the airship to land quickly if necessary.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является дирижабль [2] , в котором воздух, заключенный в баллонете, в целях его подогрева циркулирует в подогреватель и обратно при помощи вентилятора по трубам. The closest technical solution to the claimed one is the airship [2], in which the air enclosed in the balloon, in order to heat it, circulates into the heater and back with a fan through the pipes.

Недостатком известного решения является то, что баллонеты контактируют большой поверхностью с атмосферой. Через эту поверхность баллонетов происходит сброс тепла в атмосферу, отчего снижается эффективность системы подогрева воздуха. A disadvantage of the known solution is that the balloons contact a large surface with the atmosphere. Through this surface of the ballonets, heat is released into the atmosphere, which reduces the efficiency of the air heating system.

Цель изобретения - создание дирижабля с высокоэффективной системой регулирования сплавной силой и уменьшение потерь тепла, излучаемого баллонетом с нагретым воздухом на оболочку газовместилища и далее в атмосферу. The purpose of the invention is the creation of an airship with a highly efficient system for controlling the alloyed force and reducing the heat loss radiated by the balloon with heated air to the shell of the gas reservoir and further into the atmosphere.

Цель достигается тем, что в дирижабле, содержащем наполненную подъемным газом оболочку газовместилища и установленный в нижней части оболочки баллонет, соединенный магистралями с системой наполнения-опорожнения, включающей вентилятор, нагреватель и элементы автоматики, баллонет размещен в оболочке с зазором относительно ее нижней стенки и в зазоре установлен тепловой экран, а система наполнения-опорожнения баллонета снабжена установленной в магистрали последовательно перед вентилятором камерой с двухпозиционной заслонкой. The goal is achieved in that in an airship containing a gas tank shell filled with lifting gas and a balloon installed in the lower part of the shell, connected by highways to a filling-emptying system, including a fan, heater and automation elements, the balloon is placed in the shell with a gap relative to its lower wall and a heat shield is installed in the gap, and the balloon filling-emptying system is equipped with a chamber with a two-position shutter installed in the main in series in front of the fan.

Кроме того, в камере, в верхней ее части, выполнены отверстия, одно из которых сообщено магистралью с баллонетом, другое сообщено магистралью с вентилятором, нагревателем и баллонетом и в нижней части камеры выполнено окно для сообщения с атмосферой, а двухпозиционная заслонка в одном из положений перекрывает часть окна, а в другом делит объем камеры на две части, причем отверстия находятся в разных объемах. In addition, openings were made in the chamber in its upper part, one of which was communicated by the main with a balloon, the other was communicated by a main with a fan, heater and balloon, and a window for communication with the atmosphere was made in the lower part of the chamber, and a two-position shutter in one of the positions overlaps part of the window, and in another divides the volume of the camera into two parts, the openings being in different volumes.

Кроме того, баллонет установлен с зазором ( σ_из), рассчитанным по формуле
δ_из=

где λ_пг - теплопроводность подъемного газа;
α_н - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности оболочки газовместилища к окружающей среде.In addition, the balloon is installed with a gap (σ _of ) calculated by the formula
δ _of =

where λ _PG - thermal conductivity of the lifting gas;
α _n - heat transfer coefficient from the outer surface of the shell gas reservoir to the environment.

На чертеже показан дирижабль в схематичном изображении с системой нагнетания баллонета воздухом. The drawing shows the airship in a schematic representation with a system for pumping a balloon into air.

Дирижабль содержит оболочку 1 газовместилища, баллонет 2, вентилятор 3, нагреватель 4, магистраль 5 для соединения вентилятора 3 и нагревателя 4 с баллонетом 2, магистраль 6 с дроссельным клапаном 7, соединяющая баллонет 2 с камерой 8. The airship contains a gas container shell 1, a balloon 2, a fan 3, a heater 4, a highway 5 for connecting a fan 3 and a heater 4 to a balloon 2, a highway 6 with a throttle valve 7, connecting the balloon 2 to the chamber 8.

В нижней части камеры 8 выполнено окно 9 и установлена заслонка 10, которая в вертикальном положении делит объем камеры 8 на два объема 11 и 12, а в горизонтальном положении перекрывает часть окна 9. Магистраль 6 соединяет баллонет 2 с объемом 11 камеры 8. В объеме 12 камеры 8 установлен вентилятор 3. Между баллонетом 2 и оболочкой 1 в нижней ее части установлен экран 13. In the lower part of the chamber 8, a window 9 is made and a shutter 10 is installed, which in the vertical position divides the volume of the chamber 8 into two volumes 11 and 12, and in the horizontal position it covers part of the window 9. The highway 6 connects the balloon 2 to the volume 11 of the chamber 8. In the volume A fan 3 is installed in chamber 12 of chamber 8. Between the balloon 2 and shell 1, a screen 13 is installed in its lower part.

Устройство работает следующим образом. Перед подъемом дирижабля открывается дроссельный клапан 7, заслонка 10 устанавливается в горизонтальное положение, при котором окно 9 частично перекрывается. Включаются вентилятор 3 и нагреватель 4, и теплый воздух (на чертеже показан стрелкой а) по магистрали 5 поступает в баллонет 2, где смешивается с воздухом баллонета, нагревая его. Далее воздух поступает в магистраль 6 (на чертеже показан стрелкой б) и через открытый дроссельный клапан 7 попадает в верхнюю часть объема 11 камеры 8. Вентилятор 3 засасывает теплый воздух из объема 12, который туда поступает из объема 11 и из баллонета 2 (на чертеже показан стрелкой д). Избыток воздуха в объеме 11 может выбрасываться наружу (показано стрелкой в), а недостаток воздуха будет всасываться в объем 11 и далее в объем 12 (показано стрелкой г). При подаче теплого воздуха в баллонет 2 его оболочка нагревается и отдает тепло гелию путем излучения и конвекции, а в нижней части баллонета - только путем излучения. Установленный экран 13 из металлизированной полиамидной пленки уменьшает потерю тепла излучением на оболочку газовместилища и далее в атмосферу. Обеспечение рециркуляции теплым воздухом ускоряет процесс нагрева баллонета и несущего газа. The device operates as follows. Before lifting the airship, the throttle valve 7 opens, the shutter 10 is installed in a horizontal position, in which the window 9 partially overlaps. The fan 3 and heater 4 are turned on, and warm air (shown in the drawing by arrow a) through line 5 enters balloon 2, where it mixes with balloon air, heating it. Next, air enters the highway 6 (shown in the drawing by arrow b) and through the open throttle valve 7 enters the upper part of the volume 11 of the chamber 8. The fan 3 draws in warm air from the volume 12, which enters there from the volume 11 and from the balloon 2 (in the drawing shown by arrow d). Excess air in volume 11 can be thrown out (shown by arrow c), and a lack of air will be sucked into volume 11 and then into volume 12 (shown by arrow g). When warm air is supplied to the balloon 2, its shell is heated and gives off heat to helium by radiation and convection, and in the lower part of the balloon only by radiation. The installed screen 13 of a metallized polyamide film reduces heat loss by radiation to the shell of the gas reservoir and further into the atmosphere. Providing recirculation with warm air speeds up the process of heating the balloon and carrier gas.

При посадке осуществляется продувка баллонета холодным воздухом. Для этого нагреватель 4 выключен, заслонка 10 поднимается вверх, вентилятор 3 включается и холодный воздух через открытое окно 9 поступает в объем 12, откуда вентилятором 3 по магистрали 5 подается в баллонет 2, создавая в нем повышенное избыточное давление. Под действием избыточного давления воздух из баллонета 2 через магистраль 6 и открытый дроссельный клапан 7 поступает в объем 11 камеры 8 и далее через открытое окно 9 выходит в атмосферу. Необходимый избыток давления в оболочке 1 дирижабля поддерживается за счет определенного прикрытия дроссельного клапана 7. When landing, the balloon is purged with cold air. To do this, the heater 4 is turned off, the shutter 10 rises, the fan 3 is turned on, and cold air enters the volume 12 through the open window 9, from where it is fed by the fan 3 through the line 5 to the balloon 2, creating an increased overpressure in it. Under the influence of excessive pressure, air from the balloon 2 through the highway 6 and the open throttle valve 7 enters the volume 11 of the chamber 8 and then through the open window 9 enters the atmosphere. The necessary excess pressure in the shell 1 of the airship is supported by a certain cover throttle valve 7.

Claims

1. An airship containing a gas container shell filled with lifting gas and installed in the lower part of the balloon tank, connected by highways to a filling-emptying system including a fan, heater and automation elements, characterized in that the balloon is placed in the shell with a gap relative to its lower wall and in a heat shield is installed in the gap, and the filling and emptying system of the balloon is equipped with a chamber with a two-position shutter installed in the main in series in front of the fan.

2. The airship according to claim 1, characterized in that openings are made in the chamber in its upper part, one of which is indicated by the main with a balloon, the other is reported by a main with a fan, heater and balloon, and a window for communication with the atmosphere is made in the lower part of the chamber and the two-position shutter in one of the positions covers part of the window, and in the other divides the camera object into two parts, and the holes are in different volumes.

3. The airship according to claim 1, characterized in that the balloon is installed with a gap δ _of calculated by the formula

where λ _PG - thermal conductivity of the lifting gas;
α _m - heat transfer coefficient from the outer surface of the shell of the gas reservoir in the environment.