NO177620B

NO177620B - Power controlling suspension for balloon object

Info

Publication number: NO177620B
Application number: NO932353A
Authority: NO
Inventors: Oddvar Ingve Bjordal; Haakon Fykse
Original assignee: Forsvarets Forsknings; Oddvar Ingve Bjordal
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 1995-07-10
Also published as: NO932353D0; IL110120A0; NO177620C; NO932353L; AU7133294A; WO1995000981A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for et kraft-kontrollerende oppheng for objekt i ballong. The present invention relates to a device for a force-controlling suspension for objects in a balloon.

Oppfinnelsen anvendes for å spenne opp forskjellige objekter inne i ballonger, spesielt der en vil ha en rask oppspenning og samtidig vil dempe skadevirkningen av uønskede krefter som kan oppstå ved oppspenning av objektet. The invention is used to tension different objects inside balloons, especially where you want a quick tension and at the same time want to reduce the damaging effect of unwanted forces that can occur when the object is tensioned.

For eksempel angår oppfinnelsen en anordning til bruk ved opphenging av hjørnereflektorer, opplysnings/reklamemateriell eller liknende inne i en ballong som blåses opp og ekspanderer og/eller deformeres ved for eksempel viskoelastiske reaksjoner eller termiske/mekaniske påkjenninger. For example, the invention relates to a device for use when hanging corner reflectors, information/advertising material or the like inside a balloon which is inflated and expands and/or is deformed by, for example, viscoelastic reactions or thermal/mechanical stresses.

Oppfinnelsens gjenstand anvendes spesielt der det kreves lav vekt og stor nøyaktighet over et gitt tidsrom. The object of the invention is used in particular where low weight and great accuracy over a given period of time are required.

Det er alminnelig kjent at, ved å plassere objekter inne i ballonger, objektet blir beskyttet mot vindpåkjenninger og lignende og at frittflygende ballonger får mindre drag enn om objektet skulle henge utenfor. Fra den tid radar kom i bruk for å følge ballonger med reflektor, har det vært gjort en rekke forsøk på å holde reflektorer utspent inne i ballongen, det skal for eksempel henvises til US 2,888,675, US 3,276,017, US 2,463,517, EP 0182274, GB 2.152.758-A og NO 165.368. It is common knowledge that, by placing objects inside balloons, the object is protected against wind stress and the like and that free-flying balloons experience less drag than if the object were to hang outside. From the time radar came into use to follow balloons with reflectors, a number of attempts have been made to keep reflectors extended inside the balloon, for example reference should be made to US 2,888,675, US 3,276,017, US 2,463,517, EP 0182274, GB 2,152 .758-A and NO 165.368.

En hovedhensikt har vært å redusere gassforbruket som følge av redusert drag. Forsøkene har i stor grad vært mislykket da man ikke oppnådde tilfredsstillende stabilitet. Enten oppsto det problemer med tilstrekkelig utspenning i starten eller påkjenningen ble så stor mot slutten av bruksperioden .at reflektoren ble deformert. A main purpose has been to reduce gas consumption as a result of reduced draft. The experiments have largely been unsuccessful as satisfactory stability was not achieved. Either there were problems with sufficient expansion at the start or the strain became so great towards the end of the period of use that the reflector was deformed.

En deformert reflektor vil blant annet kunne reflektere radarstrålene systematisk til side for sender/mottaker og derfor gi en dramatisk svikt i det reflekterende signal fra store høyder/avstander der behovet for god refleksjon er størst. I noen tilfeller er ikke reflektoren funksjonsdyktig som tilsiktet i det hele tatt på grunn av at de statistiske variasjonene i ekspansjonsmønsteret for ballongen blir for store helt fra starten av. A deformed reflector will, among other things, be able to reflect the radar beams systematically to the side of the transmitter/receiver and therefore cause a dramatic failure in the reflective signal from great heights/distances where the need for good reflection is greatest. In some cases, the reflector does not function as intended at all due to the statistical variations in the expansion pattern of the balloon becoming too large right from the start.

NO 165.368 er det dokument som beskriver den mest avanserte teknikk. Dokumentet beskriver en reflektor med en snorramme med relativt lav elastisitet som i hovedsak danner ytre begrensning for reflektoren idet rammen er opphengt i hjørner som buler inn når ballongen ekspanderer. Disse tiltak er imidlertid ikke tilstrekkelige til at ballongen i jevnt ekspandert tilstand kan nå de ønskede høyder med tilstrekkelig refleksjonsevne i behold. NO 165,368 is the document that describes the most advanced technique. The document describes a reflector with a string frame with relatively low elasticity which essentially forms the outer limit for the reflector as the frame is suspended in corners that bulge in when the balloon expands. However, these measures are not sufficient for the balloon in a uniformly expanded state to reach the desired heights with sufficient reflectivity intact.

Når ballongen skal tjene som reklameballong må reklame-materiell som utformes som oppblåste figurer gies en solid utførelse da formen gjerne strider mot den kuleform som en ballong vil streve mot, og de kan derfor bli dyre. When the balloon is to serve as an advertising balloon, advertising material that is designed as inflated figures must be given a solid design, as the shape is often contrary to the spherical shape that a balloon will strive for, and they can therefore be expensive.

Det som særlig oppnås er: What is particularly achieved is:

å kunne henge opp objekter inne i en ballong på en slik måte at objektet beholder sin form og funksjon under varierende forhold. For eksempel vil en ballong med reflektor kunne fungere opp til tilstrekkelig store høyder til å dekke et fornuftig meteorologisk formål, med akseptabel hastighet og med et moderat gassforbruk. to be able to suspend objects inside a balloon in such a way that the object retains its shape and function under varying conditions. For example, a balloon with a reflector will be able to function up to sufficiently high altitudes to cover a reasonable meteorological purpose, at an acceptable speed and with a moderate gas consumption.

I fastholdte ballonger vil man kunne spenne fast objekter på en stabil og beskyttet base. Samtidig vil det kunne overføres krefter utenfra som for eksempel kan gi bevegelige scenarier. In fixed balloons it will be possible to fasten objects to a stable and protected base. At the same time, it will be possible to transfer forces from outside which can, for example, provide moving scenarios.

Oppfinnelsen benytter seg av anordninger som kan eksemplifiseres ved ballonger med innvendig reflektorer i form av en eller flere hjørnereflektorer, for eksempel anordnet i oktaederisk eller halvt oktaederisk mønster, som spennes ut inne i en ballong ved at ballongen fylles og drar reflek-torens reflekterende plan ut i ortogonale posisjoner egnet for lineær, parallell refleksjon av innkommende radarstråler. Oppfinnelsens anordning benytter seg av forskjellige tiltak som i større eller mindre grad frikobler reflektoren/objektet fra ballongdukens variasjoner i ekspansjon og denne fri-koblingen går ut over det som oppnås ved at en bruker elastisk oppheng. Den aktuelle, høyere ordens fleksibilitet i kobling virker da, hva angår retning og/eller kraft, slik at en raskest mulig (det vil si med minimum gassforbruk) når en tilstrekkelig utspenning og at utspenningskreftene holdes på et nivå som ikke ødelegger refleksjonen så lenge ballongen ekspanderer eller på annen måte forandrer form. The invention uses devices that can be exemplified by balloons with internal reflectors in the form of one or more corner reflectors, for example arranged in an octahedral or half-octahedral pattern, which expand inside a balloon by filling the balloon and pulling the reflector's reflective plane out in orthogonal positions suitable for linear, parallel reflection of incoming radar beams. The device of the invention makes use of various measures which to a greater or lesser extent decouple the reflector/object from the balloon fabric's variations in expansion and this de-coupling goes beyond what is achieved by using elastic suspension. The relevant, higher-order flexibility in coupling then acts, with regard to direction and/or force, so that a sufficient expansion is reached as quickly as possible (that is, with minimum gas consumption) and that the expansion forces are kept at a level that does not destroy the reflection as long as the balloon expands or otherwise changes shape.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en anordning for opphenging av objekter inne i en ballong ved fester til ballongens vegg, der festene er plassert i et eller flere av opphengspunktene i ballongens vegg og er utformet som tuter av like eller forskjellig utforming, idet ballongens vegg er tilsluttende den ene åpne enden og at festet til den innvendige opphenging er den andre, tette ende av tuten. According to this, the present invention relates to a device for suspending objects inside a balloon by means of fasteners to the balloon's wall, where the fasteners are located in one or more of the suspension points in the balloon's wall and are designed as spouts of the same or different design, as the balloon's wall is connected to one open end and that the attachment to the internal suspension is the other, closed end of the spout.

I en utførelsesform av oppfinnelsens anordning er et eller flere av feste/kontaktpunktene utformes som en sylinder/av-kortet kjegle som uten innfestingen av reflektoren ville ha stått fritt ut fra ballongen ved fylling og der koblingen mellom ballong og innvendig objekt skjer i hver sin ende av nevnte syl inder/avkortede kjegle. Ved ekspansjon vrenger "sylinderen" seg efter hvert som resten av ballongen ekspanderer til tilnærmet form av en kule. Kreftene blir da tilnærmet gitt av tverrsnittet til sylinderen og overtrykket i ballongen. Også sidekrefter som følge av usymmetrisk ekspansjon blir dempet. Når sylinderen er helt vrengt, er det fremdeles tilbake en ekstra fleksibilitet i den forlengelse av elastisk materiale som sylinderen representerer. In one embodiment of the device of the invention, one or more of the attachment/contact points is designed as a cylinder/off-short cone which, without the attachment of the reflector, would have stood free from the balloon during filling and where the connection between the balloon and the internal object takes place at each end of said cylinder/truncated cone. During expansion, the "cylinder" twists as the rest of the balloon expands to the approximate shape of a sphere. The forces are then approximately given by the cross-section of the cylinder and the excess pressure in the balloon. Lateral forces as a result of asymmetric expansion are also dampened. When the cylinder is completely inverted, there is still an extra flexibility left in the extension of elastic material that the cylinder represents.

I henhold til en andre utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen, en utførelsesform som gjerne brukes i kombina-sjon med den ovenfor nevnte, tilveiebringes det flere rammer, for eksempel av snorer som spennes ut til en selvstendig, relativt stiv struktur av krefter fra oppheng i ballongen og hvor det til denne ramme, især i/ved opphengspunktene, muliggjøres oppheng for ny(e) ramme(r) eller reflektor(er). Påkjenninger som går ut over det som trenges for å spenne opp en slik ramme blir så tatt opp som indre spenninger i rammen. Der hvor disse indre spenninger deformerer rammen kan man fortsette med mer eller mindre elastisk opphenging av flere rammer på denne første. Objektet som så henges opp i rammen er da i tilstrekkelig grad frikoblet fra variasjoner i ballongens ekspansjon og deformasjon. According to a second embodiment of the device according to the invention, an embodiment which is often used in combination with the one mentioned above, several frames are provided, for example by cords which are stretched into an independent, relatively rigid structure by forces from suspension in the balloon and where for this frame, especially in/at the suspension points, it is possible to hang new frame(s) or reflector(s). Stresses that exceed what is needed to tension such a frame are then taken up as internal stresses in the frame. Where these internal stresses deform the frame, you can continue with more or less elastic suspension of several frames on this first one. The object which is then suspended in the frame is then sufficiently decoupled from variations in the balloon's expansion and deformation.

Når det er ønskelig kan man koble seg forbi det stabili-serende opphenget ved en mer direkte kobling til ballongen eller for eksempel via en tynn sylinder, til ytre krefter. Ytterligere kobling kan skje ved at det anvendes slange-gjennomføringer eller lignende. When it is desired, one can connect past the stabilizing suspension by a more direct connection to the balloon or, for example, via a thin cylinder, to external forces. Further connection can be made by using hose penetrations or the like.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til de vedlagte figurer der: Figur 1 viser en ballong med innvendig reflektor, opphengt i en grime som igjen henger i tuter; Figur 2 viser en skisse over kraftforløpet som funksjon av ballongvolum/ekspansjon for oppheng i hjørne og i tut; Figur 3 er en skisse av korreksjonen av drag-retning med grimeoppheng; Figur 4 viser en ballong med et enkelt reflektorhjørne; Figur 5 viser en ballong med bevegelig et scenarium på en oppspent ramme som henger i ballongens tuter. The invention shall be explained in more detail with reference to the attached figures where: Figure 1 shows a balloon with an internal reflector, suspended in a halter which in turn hangs in spouts; Figure 2 shows a sketch of the force progression as a function of balloon volume/expansion for suspension in a corner and in a spout; Figure 3 is a sketch of the correction of drag direction with halter suspension; Figure 4 shows a balloon with a single reflector corner; Figure 5 shows a balloon with a moving scenario on a tensioned frame that hangs from the balloon's spouts.

I figurene viser figur 1 et snitt gjennom en ballong (1) med innvendig reflektor (2) opphengt i en grime (3) som i sin tur blir spent ut av krefter fra tuter (4) på ballongen (1). Ballongen har en utbuling ved (5) som resulterer i at det innvendig opphengte objekt får et skjevt drag (6 og 8) i forhold til den ortogonalitet (10) som er et karakteristikum for hjørnereflektorer. På grunn av grimen (3) ser en at denne skjevhet ikke forplanter seg videre (7 og 9) til selve reflektoren (2). Grimen (3) og dermed selve reflektoren (2) forblir derfor i same posisjon og tilstand selv om ballongen (1') ekspanderer videre til tutene (4') er helt vrengte. Selv ved videre ekspansjon vil elastisiteten i tutene gi bedre beskyttelse av reflektoren (2) enn om det hadde vært benyttet oppheng direkte i ballongen. In the figures, figure 1 shows a section through a balloon (1) with internal reflector (2) suspended in a halter (3) which in turn is stretched out by forces from spouts (4) on the balloon (1). The balloon has a bulge at (5) which results in the internally suspended object getting a skewed draft (6 and 8) in relation to the orthogonality (10) which is a characteristic of corner reflectors. Because of the halter (3), one sees that this bias does not propagate further (7 and 9) to the reflector (2) itself. The halter (3) and thus the reflector (2) itself therefore remain in the same position and condition even if the balloon (1') continues to expand until the spouts (4') are completely inverted. Even with further expansion, the elasticity of the spouts will provide better protection for the reflector (2) than if suspension had been used directly in the balloon.

På figur 2 skisseres variasjonen i opphengskreftene som funksjon av fylt eller ekspandert volum for oppheng i hjørne og i tut. Med tut oppnår man en akseptabel kraft med mindre volum og denne kraft holdes på et nær konstant nivå over et større volumområde og endog på et akseptabelt nivå til et større totalvolum. For en ballong som stiger og ekspanderer betyr det at en kan nå større høyder før reflektoren blir dradd i stykker av ekspansjonskreftene. Figur 3 viser hvordan et skjevt drag (11) fra ballongen med feilvinkel A, virkende på grimen (3), korrigeres til et mindre skevt drag (12) med feilvinkel A virkende på reflektoren (2). Figur 4 viser en ballong med ett ref lektorhjørne. Med ett enkelt hjørne blir reflektoren særdeles enkel å produsere. Samtidig kan det ene reflektorhjørnet gjøres større enn de enkelte hjørner i en reflektor med flere hjørner som er plassert inne i samme ballongvolumet. Særlig der man ønsker å måle gjennomsnittsvind eller av andre grunner ikke er interessert i den detaljerte posisjon til enhver tid kan man få en ballong som er enkel å lage, hvor man sparer gass og oppnår større maksimal rekkevidde. Figure 2 outlines the variation in the suspension forces as a function of filled or expanded volume for suspension in a corner and in a spout. With a spout, you achieve an acceptable force with a smaller volume and this force is kept at an almost constant level over a larger volume range and even at an acceptable level for a larger total volume. For a balloon that rises and expands, this means that one can reach greater heights before the reflector is torn to pieces by the forces of expansion. Figure 3 shows how a skewed draft (11) from the balloon with error angle A, acting on the halter (3), is corrected to a less skewed draft (12) with error angle A acting on the reflector (2). Figure 4 shows a balloon with one reflector corner. With a single corner, the reflector is extremely easy to manufacture. At the same time, one reflector corner can be made larger than the individual corners in a reflector with several corners that are placed inside the same balloon volume. Especially where you want to measure average wind or for other reasons are not interested in the detailed position at all times, you can get a balloon that is easy to make, where you save gas and achieve a greater maximum range.

På figur 5 eksemplifiseres at en kan oppnå andre funksjoner ved å kombinere forskjellige dimensjoneringer og kombina-sjoner av utforminger innenfor oppfinnelsen. Inne i ballongen (1) er det spent en grime (3) (med tilstrekkelige ikke viste kryssavstivere). I grimen (3) er det så ved hjelp av for eksempel snorer (16) oppspent en hane (15) med hode/hals (17) som kan bevege seg om tappen (21). Bevegelsen kontrolleres av en snor/stang (18) som føres gjennom ballongen (1) i en tynn tut (14). Når snor/stang ganske uhindret føres ut og inn (19) får hanen en nikkebevegelse (20). Selve det scenarium som hanen eksemplifiserer kan da ha forskjellige tilkoblinger til ballong og andre ytre krefter, slik som vist via tuten (14), og vil da typisk kunne representere et reklameformål. Figure 5 exemplifies that other functions can be achieved by combining different dimensions and combinations of designs within the invention. Inside the balloon (1) is tensioned a halter (3) (with sufficient cross braces not shown). In the halter (3) a cock (15) with a head/neck (17) which can move around the pin (21) is then strung up using, for example, cords (16). The movement is controlled by a string/rod (18) which is passed through the balloon (1) in a thin spout (14). When the string/rod is guided out and in quite unobstructed (19), the cock gets a nodding movement (20). The very scenario that the rooster exemplifies can then have different connections to the balloon and other external forces, as shown via the spout (14), and will then typically be able to represent an advertising purpose.

Claims

1. Device for suspending objects inside a balloon by means of fasteners to the balloon's wall, characterized in that the fasteners are placed in one or more of the suspension points in the balloon's wall and are designed as spouts of the same or different design, the balloon's wall being connected to one open end and that the attachment to the internal suspension is the other, sealed end of the spout.

2. Device according to claim 1, characterized in that a more or less independent, braced frame (halter) is attached to the balloon's internal suspension points in which the actual object is suspended. Cf

3. Device according to claim 2, characterized in that several more or less independently stiffened frames are used, suspended from each other, for suspending the actual object.

4. Device according to claim 1, characterized in that the spout is formed with a continuously connected device for transferring forces between the inside and outside of the balloon.

5. Device according to claim 1, characterized in that the balloon is equipped with a passage for a hose, a pipe or the like for inflating/emptying internal balloons/figures.

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the balloon can be given a desired rotation or directional stability from its own construction or with the help of attached devices.

7. Device according to claim 1, characterized in that a reflector with one reflector corner is clamped in.