RU197493U1 - Антиообледенительная жидкостная система электрического дирижабля - Google Patents
Антиообледенительная жидкостная система электрического дирижабля Download PDFInfo
- Publication number
- RU197493U1 RU197493U1 RU2019121834U RU2019121834U RU197493U1 RU 197493 U1 RU197493 U1 RU 197493U1 RU 2019121834 U RU2019121834 U RU 2019121834U RU 2019121834 U RU2019121834 U RU 2019121834U RU 197493 U1 RU197493 U1 RU 197493U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- airship
- icing
- electric
- shell
- nozzles
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 33
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 241000238367 Mya arenaria Species 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 102200025917 rs72547556 Human genes 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
- B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
- B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
- B64D15/02—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by ducted hot gas or liquid
- B64D15/06—Liquid application
- B64D15/10—Liquid application sprayed over surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Abstract
Антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля предназначена для предотвращения обледенения оболочки дирижабля или удаления с нее замерзших осадков в виде льда, снега, ледяного дождя. Целью технического решения является устройство, обеспечивающее быстрое и эффективное покрытие в полете носовой и верхней частей оболочки дирижабля антиобледенительной жидкостью (АОЖ) из расходного бака, выполненного внутри носовой части оболочки и закрепленного на килевой балке. Гидронасосом с электрическим приводом АОЖ всасывается из расходного бака и нагнетается в трубки, снабженные на концах форсунками с управляемыми насадками, позволяющими создавать различные виды струй циклического или непрерывного действия в зависимости от вида обледенения и толщины его слоя, о которых сообщают сигнализаторы обледенения, помещенные на верхней части оболочки дирижабля.Форсунки ближнего разбрызгивания омывают носовую оконечность, а форсунки дальнего разбрызгивания - область позади элементов носового усиления, на которых они закреплены вместе со своими трубопроводами.Наличие на борту электрическкого дирижабля объемом 30000 куб.м. расходного бака емкостью 500 л АОЖ предохранит от повторного снего-ледового образования на оболочке не менее чем в течение одного часа полета. Дирижабль, оснащенный бортовой системой электропитания мощностью 3000 кВт и эффективной жидкостной системой антиобледенения, станет всесезонным воздушным транспортным средством при осуществлении полетов в Сибири и арктических регионах России.
Description
Антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля предназначена для предотвращения обледенения оболочки дирижабля или удаления с нее замерзших осадков в виде льда, снега и ледяного дождя.
Появление на оболочке дирижабля в полете слое льда или снега всегда приводит к потере его подъемной силы и невозможности безопасного завершения полета (полярные экспедиции Нобиле, Амундсена, полеты в осенне-зимнее время советских и американских дирижаблей в 1920-1950 гг.). В настоящее время в мире не существует дирижаблей, способных летать в условиях обледенения, все они летают только в весенне-летние периоды (Ю.С. Бойко. Воздухоплавательные аппараты и полеты на них. Симферополь, ООО «Антиква»,2015).
Создание надежных антиобледенительных систем, предназначенных для установки на дирижаблях, ускорит появление транспортных дирижаблей, способных совершать круглогодичные полеты в любых регионах России.
Широко известны системы нанесения антиобледенительной жидкости (АОЖ) на поверхности летательных аппаратов, например, самолетов с наземных мобильных установок. При необходимости совершения полета в сложных метеоусловиях самолет перед взлетом обливается АОЖ, при этом предотвращающая способность АОЖ составляет 40-60 минут.
Известно применение АОЖ на титановых носовых обтекателях крыла и стабилизаторах самолета Cirrus SR - 22, в которых выполнены 800 отверстий диаметром 0,025 дюйма на квадратном дюйме поверхности. Через эти отверстия во время полета при возникновении условий обледенения специальным насосом подается АОЖ и встречным потоком воздуха разносится по поверхности крыла в зоны расположения механизмов управления закрылками, триммерами, рулями (www aero-news.net.TKS CAV Ice Protection).
Недостатком такой системы является то, что требуется мощное нагнетательное устройство для проталкивания АОЖ из отверстий навстречу скоростному напору воздуха (при скорости полета 250-350 км/ч), чтобы покрыть АОЖ малые площади, где установлены вышеуказанные механизмы управления.
Оснащение поверхности дирижабля металлическими пластинами с отверстиями малого диаметра для истекания сквозь них АОЖ неосуществимо вследствие большой массы системы антиобледенения и сложности крепления арматуры (трубопроводы, клапана, управляющие механизмы) к мягкой оболочке дирижабля с ее внутренней части.
У транспортных дирижаблей площадь носовой и верхней частей оболочки достигает несколько тысяч квадратных метров и подачей АОЖ вдоль оболочки по направлению потока воздуха можно обеспечить антиобледенительную защиту с меньшими удельными затратами мощности нагнетательного устройства и с меньшей массой антиобледенительной системы.
Известно техническое решение для предотвращения обледенения оболочки дирижабля путем использования тепла обезвоженных и подогретых отходящих от маршевого двигателя газов на носовую часть оболочки дирижабля (патент РФ №2177894, В64Д 15/04, В64В 1/62, 10.01.2002), принятое в качестве прототипа. От маршевого двигателя выхлопные газы поступают в холодильник для конденсации паров воды, затем в теплообменник для подогрева обезвоженных выхлопных газов и по коллектору, расположенному во внутренней части оболочки, на носовую часть дирижабля, где закреплена труба с отверстиями, через которую выхлопные газы вытекают на оболочку дирижабля.
На наружную поверхность оболочки дирижабля предложено наносить гидрофобную жидкость, но не указано как, какими механизмами она наносится.
Недостатками этого технического решения являются:
- ввиду того, что силовые установки (двигатели) дирижабля расположены в десятках метров от его носовой области, это приводит к компоновке громоздкой системы газопроводов большого диаметра и систем регулирования до холодильника, теплообменника и выброса выхлопных газов на оболочку дирижабля;
- система имеет значительную массу и занимает определенную часть внутреннего объема дирижабля, снижая его полезную грузоподъемность;
- в полете система обогрева внешней поверхности оболочки дирижабля выхлопными газами двигателей при высокой энергоемкости обладает низким КПД - не более 40%, ведь выхлопные газы, вытекающие из выходных устройств двигателей с температурой около 400К и скоростью потока 40-50 м/с, надо охладить, затем нагреть и прогнать вентилятором по коллектору до выходов на внешнюю поверхность оболочки дирижабля, что приводит к большим потерям тепла;
- действие теплого воздуха антиобледенительной системы будет эффективным только в районе носовой части дирижабля, за пределами которой тепло будет уноситься встречным потоком холодного воздуха, не успевая расплавить лед или снег на внешней верхней части оболочки;
-даже при стоянке дирижабля в безветренную холодную погоду мала вероятность прогрева оболочки хотя бы до половины длины ее верхней части ввиду низкой теплопроводности воздуха;
- при отказе в полете авиационных маршевых двигателей будет прекращено поступление горячего воздуха в систему антиобледенения;
- нанесение на оболочку дирижабля гидрофобных жидкостей типа ГКЖ - 94 (гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости), как предлагают авторы прототипа, не приведет к эффекту антиобледенительного действия, так как вода на поверхности, смоченной гидрофобной жидкостью, собирается в капли и при отрицательных температурах окружающего воздуха замерзает, образуя наледь. А эффектом антиобледенения обладают незамерзающие жидкости, например, смеси этиленгликоля, пропиленгликоля, глицерина, одноатомных спиртов с водой.
Целью данного технического решения является антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля, обеспечивающая быстрое и эффективное покрытие в полете верхней части оболочки дирижабля АОЖ не только его носовой части, но и всей верхней части по длине, вплоть до оперения.
Поставленная цель достигается тем, что в носовой части оболочки выполнен гидравлический насос, перекачивающий АОЖ из расходного бака, помещенного внутри носовой части оболочки и закрепленного на килевой балке, через трубки с определенным внутренним диаметром, закрепленные на элементах носового усиления дирижабля. На концевых частях трубок выполнены форсунки с управляемыми насадками, позволяющими создавать различные виды струй циклического или непрерывного действия в зависимости от вида обледенения и толщины его слоя, о которых сообщают сигнализаторы обледенения, помещенные на верхней и носовой частях оболочки дирижабля.
Из практики полетов дирижаблей в зимних условиях отмечено, что обледенение оболочки начинается с ее носовой части и распространяется по верхней части оболочки (фиг. 1). Поэтому подача АОЖ должна осуществляться в эти области. При оттаивании снежно - ледового покрытия от действия АОЖ оно стекает с оболочки, смывая те тонкие слои льда, которые образовались на незначительной части ниже экваториальной продольной линии оболочки. В полете на скоростях 100-130 км/ч (28-36 м/с) встречным потоком воздуха (стрелка на фиг. 1) капли АОЖ переносятся и оседают на всю верхнюю поверхность оболочки и планы оперения.
На фиг. 2 показано расположение основных элементов антиобледенительной жидкостной системы электрического дирижабля, где:
1 - оболочка дирижабля; 2 - килевая балка; 3 - расходный бак с АОЖ; 4 - всасывающий трубопровод; 5 - гидравлический насос с электрическим двигателем; 6 - нагнетающий трубопровод; 7, 8 - форсунки ближнего разбрызгивания; 9 - коллектор; 10 - трубопроводы к форсункам 11 дальнего разбрызгивания; 12 - элементы носового усиления оболочки дирижабля.
Сама носовая оконечность оболочки обливается из форсунок ближнего разбрызгивания, а область позади элементов носового усиления - из форсунок дальнего разбрызгивания.
Антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля работает следующим образом: внутри носовой части оболочки 1 дирижабля, прикрепленный к килевой балке 2, выполнен расходный бак 3, который перед началом полета заполнен АОЖ, нагреваемой до 60-80°С для уменьшения вязкости АОЖ). Это приводит к снижению трения АОЖ о внутреннюю поверхность всасывающего трубопровода 4, а соответственно и к повышению КПД гидравлического насоса 5. Гидравлический насос 5 с электрическим приводом подает АОЖ в нагнетающий трубопровод 6, из которого АОЖ поступает к форсункам 7 и 8 ближнего разбрызгивания, а через коллектор 9 по трубопроводам 10 к форсункам 11 дальнего разбрызгивания. Таким образом, форсунки 7 и 8 омывают АОЖ носовую часть оболочки дирижабля, ограниченную элементами 12 носового усиления, которые расположены выше экваториальной продольной линии оболочки. Ниже этой линии обледенения дирижаблей практически не отмечалось, поэтому элементы 12, расположенные ниже зоны возможного обледенения, не оснащены трубопроводами 10 и форсунками 11. Сигнализаторы обледенения широко известной конструкции выполнены на носовой и верхней частях оболочки дирижабля.
В зависимости от значений отрицательных температур окружающего воздуха в полете выбирается концентрация АОЖ в воде и ее температура нагрева. Для растапливания замерзших на оболочке осадков, АОЖ нагревается до 60-80°С, а для защиты от накопления выпадающих осадков достаточно значений 10-15°С.
Представленная антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля обладает:
- простотой исполнения - протянуть трубопроводы небольшого диаметра с АОЖ проще, чем газопроводы с горячим воздухом;
- более высоким КПД (до 80%) вследствие большей теплоемкости АОЖ;
- при отказе маршевых авиационных двигателей, питание электроэнергией гидравлического насоса осуществляется от бортовых аккумуляторов, обеспечивающих безопасное завершение полета;
- в зависимости от условий обледенения пилоты могут регулировать силу и направление потока АОЖ в ручном режиме;
- в автоматическом режиме система включается по сигналам от сигнализаторов обледенения, выполненных в наиболее подверженных обледенению местах оболочки электрического дирижабля, куда выбрасывается необходимое количество АОЖ. Это повысит экономичность расходования АОЖ в сравнении с ручным режимом.
Важно отметить, что АОЖ на основе пропиленгликоля не наносит вреда окружающей среде.
Наличие на борту электрического дирижабля среднего объема (30000 куб.м) расходного бака емкостью 500 л АОЖ предохранит от повторного снеголедового образования на оболочке дирижабля не менее, чем в течение одного часа полета. В расходный бак АОЖ поступает из основного бака емкостью 1000-1500 л, находящегося в районе центра тяжести дирижабля, путем перекачки гидронасосом. В основном баке, как и в расходном баке, АОЖ подогревается электрической системой.
На время летней эксплуатации электрического дирижабля система антиобледенения может быть демонтирована, что снизит его массу конструкции.
Электрический дирижабль объемом 30000 куб.м., оснащенный бортовой системой электропитания мощностью 3000 кВт и эффективной жидкостной системой антиобледенения, станет всесезонным воздушным транспортным средством при осуществлении полетов в Сибири и арктических регионах России.
Антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля отвечает критериям «новизна» и «промышленная применимость», что является условием патентоспособности полезной модели.
Claims (5)
1. Антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля, содержащая расходный и основной баки для антиобледенительной жидкости (АОЖ), всасывающий трубопровод, гидравлический насос с электрическим приводом, нагнетающий трубопровод, форсунки, трубопроводы к форсункам, коллектор и сигнализаторы обледенения, при этом система выполнена с возможностью определения температуры упомянутой жидкости, окружающего воздуха и несущего газа, наполняющего оболочку электрического дирижабля, трубопроводы к форсункам выполнены с возможностью разбрызгивания упомянутой жидкости на носовую и верхнюю части оболочки вплоть до оперения электрического дирижабля.
2. Антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля по п. 1, отличающаяся тем, что расходный бак с АОЖ выполнен внутри носовой части оболочки, прикреплен к килевой балке и содержит электрическую систему подогрева АОЖ.
3. Антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля по п. 2, отличающаяся тем, что гидравлический насос с электрическим приводом осуществляет доставку АОЖ к форсункам ближнего и дальнего разбрызгивания, причем трубопроводы форсунок дальнего разбрызгивания заполняются из коллектора, распределяющего поток АОЖ в каждый трубопровод под определенным давлением в зависимости от необходимой мощности струи АОЖ, для покрытия обледеневших участков оболочки или для защиты ее от накопления выпадающих осадков.
4. Антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля по п. 3, отличающаяся тем, что трубопроводы к форсункам дальнего разбрызгивания прикреплены к верхним элементам носового усиления дирижабля.
5. Антиобледенительная жидкостная система электрического дирижабля по п. 3, отличающаяся тем, что форсунки снабжены управляемыми насадками.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019121834U RU197493U1 (ru) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Антиообледенительная жидкостная система электрического дирижабля |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019121834U RU197493U1 (ru) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Антиообледенительная жидкостная система электрического дирижабля |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU197493U1 true RU197493U1 (ru) | 2020-04-30 |
Family
ID=70553167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019121834U RU197493U1 (ru) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Антиообледенительная жидкостная система электрического дирижабля |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU197493U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113895602A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-01-07 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种浮空器内囊气体加热装置、浮空器及浮空系留系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0441202A1 (en) * | 1990-02-05 | 1991-08-14 | Fmc Corporation | Aircraft deicing apparatus and method |
| RU2177894C2 (ru) * | 2000-01-05 | 2002-01-10 | Тольяттинский политехнический институт | Дирижабль |
| DE10153582A1 (de) * | 2001-11-02 | 2003-05-22 | Lufthansa Engineering And Oper | Verfahren und Vorrichtung zum Enteisen der Oberfläche von Luftfahrzeugen |
-
2019
- 2019-07-09 RU RU2019121834U patent/RU197493U1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0441202A1 (en) * | 1990-02-05 | 1991-08-14 | Fmc Corporation | Aircraft deicing apparatus and method |
| RU2177894C2 (ru) * | 2000-01-05 | 2002-01-10 | Тольяттинский политехнический институт | Дирижабль |
| DE10153582A1 (de) * | 2001-11-02 | 2003-05-22 | Lufthansa Engineering And Oper | Verfahren und Vorrichtung zum Enteisen der Oberfläche von Luftfahrzeugen |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113895602A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-01-07 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种浮空器内囊气体加热装置、浮空器及浮空系留系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2231472T3 (es) | Sistema compacto con tecnologia de ondas milimetricas para deshelar y/0 prevenir la formacion de hielo en la superficie exterior de estructuras para espacios huecos o monocasco expuestas a los agentes meteorologicos. | |
| US6610969B2 (en) | Compact microwave system for de-icing and for preventing icing of the outer surfaces of hollow or shell structures which are exposed to meterological influences | |
| US20140205446A1 (en) | Regulated oil cooling system for a turbine engine with deicing of the nacelle | |
| CN105691620B (zh) | 利用飞机发动机余热的热管超声波联合防冰除冰装置及方法 | |
| EP1935783B1 (en) | Ice protection system including a plurality of segmented sub-areas and a cyclic diverter valve | |
| RU197493U1 (ru) | Антиообледенительная жидкостная система электрического дирижабля | |
| US20240021849A1 (en) | Aircraft fluid release system | |
| CN104787344A (zh) | 一种飞机表面自动加热装置 | |
| CN209776813U (zh) | 一种涡轮螺旋桨飞机机翼、尾翼的防冰除冰装置 | |
| CN105882978B (zh) | 一种采用喷射头喷射结冰凝结核及除冰液的直升机旋翼防/除冰方法 | |
| CN106005431B (zh) | 一种喷射式直升机旋翼防/除冰装置 | |
| CN110963045B (zh) | 一种引用飞机燃油机翼自动防除冰装置及其工作方法 | |
| RU2504502C1 (ru) | Способ борьбы с обледенением крыльев летательных аппаратов | |
| CN204660026U (zh) | 一种飞机表面加热器 | |
| RU2410284C1 (ru) | Способ полета и летательный аппарат для реализации способа | |
| CN208668350U (zh) | 一种蒸汽除冰车 | |
| CN113636085A (zh) | 无人机和无人机的防除冰系统控制方法 | |
| CN217994817U (zh) | 一种在操作舱设置取暖装置的飞机除冰车 | |
| CN204626320U (zh) | 便携式现场控制的消雾装置 | |
| EP4227222B1 (en) | Airfoil of an aircraft with an ice protection system, aircraft with the airfoil and method of ice protecting the airfoil | |
| CN218258783U (zh) | 具有燃油加热功能的电动飞机除冰车 | |
| CN104787343A (zh) | 一种飞机表面加热器 | |
| RU2724026C1 (ru) | Способ снижения влияния обледенения на аэродинамическую поверхность | |
| CN106741804A (zh) | 一种高效的船舶围壁自循环隔热系统 | |
| GB2606645A (en) | Air craft fluid release system |