IT201900005232A1 - Dirigibile a struttura portante rigida - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale avente per tìtolo: DIRIGIBILE A STRUTTURA PORTANTE RIGIDA.

La presente invenzione si riferisce ad un dirigibile a struttura portante rigida ovvero aeronave, avente un baricentro a vuoto, in forma aerodinamica con simmetria strutturale speculare di equilibrio rispetto ad un piano verticale, longitudinale, passante per detto baricentro, comprendente un'intelaiatura interna, e comprendente una pluralità di motori ed una cabina di pilotaggio pressurizzata, secondo il preambolo dell'allegata Rivendicazione 1.

Sono noti nello stato della tecnica dirigibili a struttura portante rigida ovvero aeronavi capaci di sostentamento in quota tramite riempimento con gas più leggeri dell'aria.

Altresì, i dirigibili a struttura portante rigida hanno un avvenire nei trasporti aerei in considerazione della loro economicità, semplicità e rispetto per l'ambiente.

Però tutti i sistemi di sollevamento nella specie sono basati sull'immissione e l'estrazione di gas elio, notoriamente molto costoso, con processi dispendiosi anche dal punto di vista energetico.

Perciò è scopo della presente invenzione fornire un dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave che consenta un sostanziale risparmio nei costi di esercizio di esso.

E' ulteriore scopo della presente invenzione fornire un dirigibile a struttura portante rigida ovvero aeronave che consenta risparmio energetico nell'esercizio di esso.

E' ulteriore scopo della presente invenzione fornire un dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave che consenta scarso inquinamento atmosferico nell'esercizio dì esso.

Tali scopi sono raggiunti secondo la presente invenzione tramite una suddivisione interna in maniera rigida e stabile della struttura portante rigida dell'aeronave in una pluralità di zone non comunicanti tra loro idonee ad essere evacuate ad un regime di vuoto e così costituenti altrettante rispettive zone di vuoto (con un regime di vuoto). Come è noto dalla Legge di Archimede un corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l'alto, cioè in direzione uguale ed in verso contrario alla forza di gravità, di intensità pari al peso del volume di fluido spostato; in questo caso dell'aria in condizioni normali, la cui evacuazione fornisce una spinta ascensionale pari a 1,2250 kgf/m<3>, come dalla seguente TABELLA 1

TABELLA 1

Tabella dell'aria tipo internazionale

Ciò significa che se si ha un corpo sufficientemente esteso, si può ottenere una spinta verticale utile pari al peso del volume totale di aria spostato meno il peso complessivo del corpo trasportato.

L'insegnamento della presente invenzione consiste nell'uso del vuoto al posto di gas più leggeri dell'aria o di aria calda nei dirigibili, cioè nel realizzare il sostentamento e l'equilibrio di un dirigibile tramite il variare vuoti e pieni di aria atmosferica all'interno delle suddette zone di vuoto, isolate tra loro in maniera stabile e definitiva. Tale insegnamento è realizzabile per una varietà di utilizzi e di dimensioni.

Nello stato della tecnica non risulta alcun dirigibile che utilizzi la separazione fissa tra zone interne isolate in un dirigibile in cui gestire evacuazione e riempimento con aria atmosferica come insegnato dalla presente invenzione.

La possibilità di impieghi con il tipo di vettore connotato dall'aeronave della presente invenzione è amplissima e corrispondentemente è amplissima la varietà di caratteristiche meccaniche, aeronautiche, nonché di forma e dimensioni che il dirigibile della presente invenzione può assumere. La rigidità della struttura dell'aeronave della presente invenzione consente l'uso della stessa come vettore sia di merci che di passeggeri, con personale a bordo, come stazione di osservazione geostazionaria di fenomeni a controllo remoto, in particolare in pluralità a formare una catena di satelliti per comunicazioni a costi di lanci e manutenzione assai inferiori a quelli attuali.

Perciò, costituisce oggetto della presente invenzione un Dirigibile a struttura portante rigida ovvero aeronave, avente un baricentro a vuoto, in forma aerodinamica con simmetria strutturale speculare di equilibrio rispetto ad un piano verticale (3⁄4) , longitudinale, passante per detto baricentro, comprendente un'intelaiatura interna, e comprendente una pluralità di motori ed una cabina di pilotaggio pressurizzata secondo l'allegata Rivendicazione indipendente 1.

Forme di realizzazione preferite sono esposte nelle Rivendicazioni dipendenti.

In particolare, è contemplato che detta intelaiatura interna sia di metallo leggero, in particolare alluminio e leghe di esso.

La stabilità d'assetto di volo del dirigibile costituente l'oggetto della presente invenzione può essere garantita tramite idonea distribuzione dei regimi dì vuoto all'interno delle zone di vuoto da parte della centrale termica.

E' vantaggio del dirigibile della presente invenzione rispetto a quello dello stato della tecnica impiegante elio consiste in una maggiore economicità e semplicità di gestione dei trasporti di qualsiasi tipo, non essendo necessario l'acquisto del gas, né delle macchine per il suo uso.

La presente invenzione sarà compresa appieno in base alla seguente descrizione particolareggiata di una forma di realizzazione preferita di essa, data a titolo unicamente esemplificativo, assolutamente non limitativo, in riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la FIGURA 1 è una vista laterale di un dirigibile a struttura portante rigida ovvero aeronave secondo la presente invenzione;

- la FIGURA 2 illustra una sezione trasversale retta del medesimo.

In riferimento alla FIGURA 1 è illustrato un dirigibile a struttura portante rigida ovvero aeronave, avente un baricentro a vuoto, esemplificato come grande aeronave 'a sigaro', con simmetria strutturale speculare di equilibrio rispetto ad un piano verticale Π3, longitudinale, passante per il baricentro; comprendente un'intelaiatura interna e comprendente una pluralità di motori ed una cabina di pilotaggio pressurizzata 1. Come illustrato dalla FIGURA 2, il dirigibile 'a sigaro' esemplificato ha struttura portante di sezione trasversale retta circolare,

Precettivamente, l'intelaiatura interna è suddivisa in zone interne- simmetricamente rispetto al piano verticale π3, rispettivamente costituenti compartimenti non intercomunicanti, ovvero zone interne nettamente separate ed isolate a tenuta tra loro in modo fisso tramite mezzi divisori rigidi in unione fissa con l'intelaiatura interna stessa, ed idonee ad essere evacuate ad un regime di vuoto, rispettivamente costituenti altrettante zone di vuoto 3A,.3B; 3C.

Come illustrato dalla FIGURA 2, precettivamente le zone di vuoto comprendono una zona di vuoto perenne 3A di volume complessivo tale che la spinta ascensionale provocata dall'evacuazione di esso sia maggiore del peso a vuoto del dirigibile stesso; una zona di vuoto di stabilizzazione 3B, di volume tale che l'evacuazione o il riempimento di essa con aria siano idonei a comandare il decollo, l'atterraggio ed il mantenimento in quota costante del dirigibile stesso; una zona di vuoto di manovra 3C, di volume tale che l'evacuazione o il riempimento di essa con aria siano idonei a comandare l'azionamento di spostamenti di manovra rispetto alla quota di volo del dirigibile stesso. La zona di vuoto di stabilizzazione 3B e la zona di vuoto di manovra 3C contengono sempre una quantità sensibile variabile di aria.

Come illustrato nella FIGURA 2, ogni sezione trasversale del dirigibile lungo il piano longitudinale di simmetria Π3 presenta simmetria, sia strutturale che di carico aereo, speculare rispetto a tale piano.

La gestione dei vuoti prevede che sia sempre presente un vuoto perenne (zona di vuoto perenne 3A) che da solo equilibri l'aeronave a vuoto ed in più una percentuale del carico; a questo si aggiunge un vuoto di stabilità (zona di vuoto di stabilità 3B) da porre in atto al decollo, oltre ad un vuoto di manovra (zona di vuoto di manovra 3C) fino ad una quota dì volo, in modo comunque da mantenere sempre un minimo di aria, a seconda del tipo di aeronave, in entrambe le zone suddette.

Il dirigibile della presente invenzione inoltre comprende mezzi di ancoraggio a terra, conseguentemente al fatto che la spinta ascensionale impartita dalla zona di vuoto perenne è maggiore del peso a vuoto del dirigibile.

Il dirigibile della presente invenzione è equipaggiato con una centrale pneumatica comprendente un impianto di aspirazione e compressione, comprendente tubi afferenti alla centrale pneumatica stessa. La centrale pneumatica è in collegamento funzionale con le zone di vuoto 3A.; 3B; 3C per regolare il regime di vuoto all'interno di esse per generare spinta positiva verso l'alto in quota nell'atmosfera o spinta negativa verso il basso.

Il dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave della presente invenzione può ulteriormente comprendere una zona costituente stiva merci 5.

E' contemplato che l'intelaiatura interna sia di metallo leggero, inclusi alluminio e leghe di esso, con rivestimento di materiale isolante. Si intende nella presente domanda come nella tecnica per 'leggeri' metalli e loro leghe di densità minore di quella dei metalli ferrosi e loro leghe (acciai e ghise). In particolare è contemplato che l'intelaiatura interna sia di alluminio e leghe di esso.

E' contemplato che le zone di vuoto 3A; 3B; 3C siano suddivise lungo il piano verticale di simmetria π3 in sezionamenti trasversali 31, 36 non intercomunicanti separati ed isolati tra loro a tenuta tramite mezzi divisori rigidi uniti in modo fisso.

I suddetti sezionamenti trasversali in cui sono suddivise tutte le zone di vuoto, tramite il frazionamento delle medesime, sono idonei a limitare i danni in caso di ingresso accidentale dell'aria, mantenendo un assetto equilibrato del dirigibile, con bilanciamento delle spinte.

Per esempio, nel caso del dirigibile 'a sigaro' illustrato nella FIGURA 1, se la lunghezza totale del dirigibile è di 270 m, il diametro della sezione trasversale maestra di esso sarebbe di 47 m con un volume di circa 433.000 m<3>, valore al quale corrisponde una spinta ascensionale a condizioni normali di circa 530.000 kgf. E' evidente che, qualunque sia il peso a vuoto, si avranno dei notevoli risparmi nel trasporto di parecchie decine di tonnellate di merce. Il dirigibile della presente invenzione è ovviamente vantaggioso comunque anche per il trasporto di passeggeri.

E' contemplato che la zona di vuoto perenne 3A sia una zona interna nella struttura portante del dirigibile stesso, a fini di protezione di esso di danni da cause esterne.

E' contemplato che la zona di vuoto di stabilizzazione 3B e la zona di vuoto di manovra 3C siano rispettivamente costituite come contenitori individuali, collegati alla cabina di pilotaggio pressurizzata 1 e al vano merci 5.

E' contemplato che la zona di vuoto di manovra 3C sìa conglobata alla zona di vuoto di stabilizzazione 3B in una zona di vuoto unitaria.

Vantaggiosamente i tubi dell'impianto di aspirazione e compressione sono disposti in punti del dirigibile stesso esposti a formazione di condensa.

E' contemplato che il dirigibile della presente invenzione ulteriormente comprenda mezzi di emergenza comprendenti mezzi di generazione di energia elettrica e mezzi costituenti linea di emergenza che collegano questi alla centrale pneumatica; mezzi di compressione dell'aria; mezzi di immagazzinamento di aria compressa; mezzi di collegamento funzionale con i suddetti motori, cosicché tali mezzi di emergenza consentano il controllo e la guida manuali dell'aeronave stessa a impianti elettrici fuori uso.

E' ulteriormente contemplato che la centrale pneumatica sia ulteriormente in collegamento funzionale con i suddetti motori.

E' ulteriormente contemplato che i suddetti motori siano motori basculanti, comprendenti eliche traenti montate su rotori basculanti, così idonee, quando azionate in rotazione s'un piano orizzontale orientate verso l'alto, sia a fornire spinta positiva per l'ascensione in quota del dirigibile stesso, sia ad aspirare aria dalla zona di vuoto di stabilizzazione 3B e così lavorare esse stesse come macchine da vuoto senza ulteriore dispendio energetico per l'aspirazione dell'aria da detta zona di vuoto di stabilizzazione 3B.

In fase di atterraggio la centrale pneumatica rifornisce di aria la zona di vuoto di stabilizzazione ed i motori prendono aria dall'esterno (raggiunta una quota stabilita i motori sfruttano l'aria esterna per il loro funzionamento).

La presente invenzione è stata descritta ed illustrata in riferimento a forme di realizzazione specifiche di essa, ma deve essere espressamente inteso che variazioni, aggiunte od omissioni possono essere fatte, senza uscire dall'àmbito di protezione di essa, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dirigibile a struttura portante rigida ovvero aeronave, avente un baricentro a vuoto, in forma aerodinamica con simmetria strutturale speculare di equilibrio rispetto ad un piano verticale (Π3), longitudinale, passante per detto baricentro, comprendente un’intelaiatura interna, e comprendente una pluralità di motori ed una cabina di pilotaggio pressurizzata (1); caratterizzato dal fatto che - detta intelaiatura interna è suddivisa in zone interne, simmetricamente rispetto a detto piano verticale (Π3), rispettivamente costituenti compartimenti non intercomunicanti, ovvero zone interne nettamente separate ed isolate a tenuta tra loro in modo fisso tramite mezzi divisori rigidi in unione fissa con l’intelaiatura interna stessa, ed idonee ad essere evacuate ad un regime di vuoto, rispettivamente costituenti altrettante zone di vuoto (3A; 3B; 3C); le quali zone di vuoto (3A; 3B; 3C) comprendono una zona di vuoto perenne (3A) di volume complessivo tale che la spinta ascensionale provocata dall’evacuazione di esso sia maggiore del peso a vuoto del dirigibile stesso; una zona di vuoto di stabilizzazione (3B), di volume tale che l’evacuazione o il riempimento di essa con aria siano idonei a comandare il decollo, l’atterraggio ed il mantenimento in quota costante del dirigibile stesso; una zona di vuoto di manovra (3C), di volume tale che l’evacuazione o il riempimento di essa con aria siano idonei a comandare l’azionamento di spostamenti di manovra rispetto alla quota di volo del dirigibile stesso; detta zona di vuoto di stabilizzazione (3B) e detta zona di vuoto di manovra (3C) contenendo sempre una quantita’ sensibile variabile di aria; e comprendente - mezzi di ancoraggio a terra; - una centrale pneumatica comprendente un impianto di aspirazione e compressione, comprendente tubi afferenti alla centrale pneumatica stessa; la quale centrale pneumatica è in collegamento funzionale con dette zone di vuoto (3A; 3B; 3C) per regolare il regime di vuoto all’interno di esse per generare spinta positiva verso l’alto in quota nell’atmosfera o spinta negativa verso il basso.
2. 2. Dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 1, ulteriormente comprendente una zona costituente stiva merci (5).
3. 3. Dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 1, in cui detta intelaiatura interna e’ di metallo leggero, inclusi alluminio e leghe di esso, con rivestimento di materiale isolante.
4. 4. Dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 1, in cui dette zone di vuoto (3A; 3B; 3C) sono suddivise lungo detto piano verticale di simmetria (Π3) in sezionamenti trasversali (31, …, 36) non intercomunicanti separati ed isolati tra loro a tenuta tramite mezzi divisori rigidi uniti in modo fisso.
5. 5. Dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 4, in cui detti sezionamenti trasversali hanno struttura portante di metallo leggero, inclusi alluminio e leghe di esso, con rivestimento di materiale isolante.
6. 6. Dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 1, in cui detta zona di vuoto permanente (3A) è una zona interna nella struttura portante del dirigibile stesso.
7. 7. Dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 1, in cui detta zona di vuoto perenne (3A), detta zona di vuoto di stabilizzazione (3B) e detta zona di vuoto di manovra (3C) sono rispettivamente costituite come contenitori individuali, collegati a detta cabina di pilotaggio pressurizzata (1) e a detto vano merci (5).
8. 8. Dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 1, in cui detta zona di vuoto di manovra (3C) è conglobata a detta zona di vuoto di stabilizzazione (3B) in una zona di vuoto unitaria.
9. 9. Dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 1, in cui detti tubi di detto impianto di aspirazione e compressione sono disposti in punti del dirigibile stesso esposti a formazione di condensa.
10. 10. Dirigibile a struttura rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 1, ulteriormente comprendente mezzi di emergenza comprendenti mezzi di generazione di energia elettrica e mezzi costituenti linea di emergenza che collegano questi a detta centrale pneumatica; mezzi di compressione dell’aria; mezzi di immagazzinamento di aria compressa; mezzi di collegamento funzionale con detti motori, cosicché tali mezzi di emergenza consentano il controllo e la guida manuali dell’aeronave stessa a impianti elettrici fuori uso.
11. 11. Dirigibile a struttura portante rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 1, in cui detta centrale pneumatica è ulteriormente in collegamento funzionale con detti motori.
12. 12. Dirigibile a struttura portante rigida ovvero aeronave secondo la Rivendicazione 11, in cui detti motori sono motori basculanti, comprendenti eliche traenti, così idonee, quando azionate in rotazione su di un piano orizzontale, orientate verso l’alto, sia a fornire spinta positiva per l’ascensione in quota del dirigibile stesso, sia ad aspirare aria da detta zona di vuoto di stabilizzazione (3B), lavorando esse stesse come macchine da vuoto senza ulteriore dispendio energetico per l’aspirazione dell’aria da detta zona di vuoto di stabilizzazione (3B).