RU2028249C1

RU2028249C1 - Anchored balloon

Info

Publication number: RU2028249C1
Authority: RU
Inventors: Ю.Г. Ишков; С.Г. Елисеенко; И.С. Гофман; И.А. Старостин; М.М. Шапошников
Original assignee: Ишков Юрий Григорьевич; Елисеенко Сергей Григорьевич; Гофман Иосиф Самуилович; Старостин Игорь Александрович; Шапошников Михаил Михайлович
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1995-02-09

Abstract

FIELD: aeronautics. SUBSTANCE: anchored balloon has telescopic pole 6, in cavity of which compressed gas is fed; module-collector 13 and auxiliary braces 8, 9. At instant of balloon lifting valve 11 opens and compressed gas from source 12 goes into cavity of telescopic pole 6. Under pressure of gas and due to aerostatic lifting force balloon with load nodule 2 is lifting into air, moving apart telescopic pole 6 and unreeling rope braces 3, 8, 9. After full extraction, sections of telescopic pole are fixed by electric locks 7. Operations to lower balloon down are exercised in reverse order. EFFECT: expansion of balloon operational capabilities, decrease of vibrations and increase of reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к воздухоплаванию, в частности к использованию привязных аэростатов, приспособленных для оборудования стационарных метеорологических лабораторий, экологических лабораторий на высоте, а также мест отдыха, например смотровых площадок, кафе, ресторанов и т.д. The invention relates to aeronautics, in particular to the use of tethered balloons adapted for equipping stationary meteorological laboratories, ecological laboratories at altitude, as well as recreational facilities, such as viewing platforms, cafes, restaurants, etc.

Широко известны привязные аэростаты, используемые для подъема грузов и людей, содержащие замкнутую оболочку, заполненную газом легче воздуха, расчалки, с помощью которых она зафиксирована на земле, грузовую площадку, закрепленную на оболочке [1]. Widely known are tethered balloons used for lifting loads and people, containing a closed shell filled with gas lighter than air, braces with which it is fixed on the ground, a cargo area fixed to the shell [1].

Недостатками известного технического решения являются низкая устойчивость аэростата в вертикальной и горизонтальной плоскостях и подверженность качке от воздействия ветровых нагрузок. The disadvantages of the known technical solutions are the low stability of the balloon in the vertical and horizontal planes and the susceptibility to rolling from the effects of wind loads.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является привязной аэростат, содержащий круговую обтекаемую оболочку, заполненную газом легче воздуха, систему расчалок, закрепленных по периметру оболочки безмоментными узлами крепления с возможностью изменения длины, свободные концы которых жестко закреплены на лебедках, установленных на специальных платформах на земле [2]. The closest technical solution, selected as a prototype, is a tethered balloon containing a circular streamlined shell filled with gas lighter than air, a system of braces fixed around the shell perimeter by torqueless attachment points with the possibility of changing length, the free ends of which are rigidly fixed on winches mounted on special platforms on the ground [2].

Недостатками известного устройства являются низкая надежность в аварийной ситуации, например при повреждении оболочки, низкая устойчивость в вертикальном и горизонтальном положениях и подверженность колебаниям при ветровой нагрузке. The disadvantages of the known device are low reliability in an emergency, for example, if the shell is damaged, low stability in vertical and horizontal positions and susceptibility to fluctuations during wind load.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей, уменьшение колебаний в горизонтальном и вертикальном направлениях и повышение надежности. The aim of the invention is to expand operational capabilities, reduce fluctuations in the horizontal and vertical directions and increase reliability.

Это достигается тем, что известное устройство снабжено телескопической штангой, при этом грузовой модуль аэростата закреплен на верхней секции телескопической штанги, каждая секция оснащена электрозамком, кроме того, штанга снабжена дополнительными расчалками, закрепленными на секциях с интервалом 2-3 секции безмоментными узлами крепления, на нижней секции штанги установлен модуль накопитель, а внутренняя полость штанги соединена магистралью через клапан с источником давления, например сжатого воздуха. Телескопическая штанга обеспечивает устойчивость аэростата в вертикальной и горизонтальной плоскостях, исключает колебания аэростата при воздействии ветровых нагрузок, обеспечивает безопасный спуск грузов и людей в аварийной ситуации. This is achieved by the fact that the known device is equipped with a telescopic rod, while the cargo module of the aerostat is fixed on the upper section of the telescopic rod, each section is equipped with an electric lock, in addition, the rod is equipped with additional braces, fixed on the sections with an interval of 2-3 sections by torqueless attachment points, on a drive module is installed in the lower section of the rod, and the internal cavity of the rod is connected via a valve to a pressure source, for example, compressed air, via a valve. The telescopic rod ensures the stability of the aerostat in the vertical and horizontal planes, eliminates the fluctuations of the aerostat when exposed to wind loads, and ensures the safe descent of goods and people in an emergency.

Кроме того, соединение полости штанги с источником давления позволяет удерживать форму штанги, что исключает заклинивание секций. In addition, the connection of the cavity of the rod with a pressure source allows you to keep the shape of the rod, which eliminates the jamming of the sections.

На чертеже представлен аэростат, общий вид. The drawing shows a balloon, General view.

Аэростат содержит оболочку 1, наполненную газом легче воздуха, грузовой модуль 2, расчалки 3, равномерно распределенные по периметру оболочки 1 и прикрепленные к оболочке 1 безмоментными узлами крепления 4 и наземным платформам с лебедками 5. Непосредственно по вертикальной оси оболочки на земле закреплена телескопическая штанга 6. Грузовой модуль 2 жестко закреплен на верхней секции телескопической штанги 6, обеспечивая тем самым жесткое крепление к штанге самой оболочки 1. Каждая секция телескопической штанги 6 оснащена электрозамками 7, которые срабатывают при полном выдвижении секции. Они являются дублирующими системами, предотвращающими самопроизвольное складывание штанги. На секциях телескопической штанги 6 с интервалом в 2-3 безмоментно закреплены дополнительные расчалки 8 и 9, свободные концы которых закреплены на лебедках 5. Внутренняя полость телескопической штанги соединена газопроводом 10 через кран 11 с источником 12 сжатого газа. Наддув внутренней полости штанги обеспечивает жесткость формы штанги и препятствует ее смятию. На земле закреплен модуль накопитель 13, закрепленный на нижней (большего диаметра) секции телескопической штанги. Накопительный модуль является стационарным и связан с землей подъемниками 14. Накопительный модуль используется как наземная лаборатория или склад. The balloon contains a shell 1, filled with gas lighter than air, a cargo module 2, braces 3, evenly distributed around the shell 1 and attached to the shell 1 by torqueless attachment points 4 and ground platforms with winches 5. A telescopic rod 6 is mounted directly on the vertical axis of the shell on the ground The cargo module 2 is rigidly fixed to the upper section of the telescopic rod 6, thereby providing a rigid attachment to the rod of the shell 1. Each section of the telescopic rod 6 is equipped with electric locks 7, which that fire when the section is fully extended. They are duplicate systems that prevent spontaneous folding of the bar. On the sections of the telescopic rod 6 with an interval of 2-3 additional braces 8 and 9 are instantly fixed, the free ends of which are fixed on the winches 5. The internal cavity of the telescopic rod is connected by a gas pipeline 10 through a valve 11 to a source of compressed gas 12. The pressurization of the inner cavity of the rod provides rigidity to the shape of the rod and prevents its collapse. On the ground, a drive module 13 is fixed, mounted on the lower (larger diameter) section of the telescopic rod. The storage module is stationary and connected to the ground by lifts 14. The storage module is used as a ground laboratory or warehouse.

Аэростат используют следующим образом. The balloon is used as follows.

В исходном положении оболочка 1 с грузовым модулем 2 находится в нижнем положении, при этом грузовой модуль 2 состыкован с модулем накопителем 13. Телескопическая штанга 6 находится в сложенном состоянии, расчалки 3, 8, 9 выбраны лебедками 5 и зафиксированы. Вся система находится в предстартовом состоянии. In the initial position, the shell 1 with the cargo module 2 is in the lower position, while the cargo module 2 is docked with the drive module 13. The telescopic rod 6 is in the folded state, braces 3, 8, 9 are selected by winches 5 and fixed. The whole system is in a pre-launch state.

Для осуществления старта расфиксируются расчалки 3, 8 и 9 с лебедок 5, открывается кран 11 и подается сжатый газ в полость телескопической штанги от источника 12 сжатого газа. Под давлением газа и за счет подъемной силы (аэростатической) газа легче воздуха (гелия), заполняющего оболочку 1, штанга выдвигается, расчалки разматываются с лебедок. При полном выдвижении секции телескопической штанги срабатывают электрозамками 7, фиксирующими секции телескопической штанги относительно друг друга. При полном выдвижении штанги натяжение расчалок обеспечивается лебедками 5 и фиксируется на них. Для спуска оболочки 1 открывается кран 11 на стравливание сжатого газа в атмосферу, подается команда на последовательное отклонение электрозамков 7 с верхней секции до нижней, расчалки 3, 8 и 9 фиксируются на лебедках 5 и сматываются, что приводит к складыванию штанги. За счет принудительного складывания штанги сматыванием расчалок газ из внутренней полости штанги "выдавливается" в атмосферу. Резкое снижение оболочки исключается за счет инертности телескопической штанги и внутреннего наддува полости штанги. В результате изобретение обеспечивает подъем оболочки с безопасной скоростью и мягкую ее посадку. To start, braces 3, 8 and 9 from the winches 5 are unlocked, the valve 11 opens and compressed gas is supplied to the cavity of the telescopic rod from the source of compressed gas 12. Under gas pressure and due to the lifting force of (aerostatic) gas, it is lighter than air (helium) filling the shell 1, the rod extends, the braces are unwound from the winches. When fully extended sections of the telescopic rod are activated by electric locks 7, fixing sections of the telescopic rod relative to each other. With the full extension of the rod, the tension of the braces is provided by winches 5 and is fixed on them. To lower the casing 1, the valve 11 opens to release the compressed gas into the atmosphere, a command is issued to sequentially deflect the electric locks 7 from the upper section to the lower one, the braces 3, 8 and 9 are fixed on the winches 5 and are wound, which leads to folding of the rod. Due to the forced folding of the rod by winding braces, the gas from the internal cavity of the rod is “squeezed” into the atmosphere. A sharp decrease in the shell is eliminated due to the inertia of the telescopic rod and internal pressurization of the cavity of the rod. As a result, the invention provides a sheath lift with a safe speed and a soft fit.

Claims

Tetherable aerostat, containing a round, streamlined envelope filled with gas lighter than air, a cargo module, an anchor system in the form of braces with winches evenly distributed around the perimeter and attached to the shell and ground platforms, characterized in that, in order to expand operational capabilities, reduce oscillations in horizontal and vertical directions and increase reliability, it is equipped with a hollow telescopic rod mounted on the ground and a storage module, while the load module is fixed n on the top, and the storage module on the lower sections of the rod, the rod sections are equipped with electric locks and additional braces, the free ends of which are connected to the winches, and the cavity of the rod is connected by a gas pipeline to a source of compressed gas.