RU2178370C1 - Airship - Google Patents
Airship Download PDFInfo
- Publication number
- RU2178370C1 RU2178370C1 RU2000130955A RU2000130955A RU2178370C1 RU 2178370 C1 RU2178370 C1 RU 2178370C1 RU 2000130955 A RU2000130955 A RU 2000130955A RU 2000130955 A RU2000130955 A RU 2000130955A RU 2178370 C1 RU2178370 C1 RU 2178370C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- airship
- air
- rigid
- flight
- ballast
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области воздухоплавания и может быть использовано преимущественно для строительства летательных аппаратов легче воздуха, типа дирижаблей. The invention relates to the field of aeronautics and can be used mainly for the construction of aircraft lighter than air, such as airships.
Известен вакуумный дирижабль, снабженный газонепроницаемым, несущим корпусом и воздушными носовой и хвостовой камерами (см. патент ФРГ DE 4009763 C2, заявка P 40097663.3-42 от 27.03.90, кл. A 64 A 1/38, B 64 B 1/106) для управления полетом и балансировки дирижабля. При этом камеры отделены жесткими перегородками от несущего корпуса. Однако использование вакуума требует значительного силового набора в конструкции несущего корпуса для предотвращения его разрушения от давления атмосферы, а это значительно увеличивает собственный вес конструкции и поэтому такой дирижабль может быть экономически нерентабелен. A known airship equipped with a gas-tight, supporting body and air bow and tail chambers (see Germany patent DE 4009763 C2, application P 40097663.3-42 from 03/27/90, class A 64 A 1/38, B 64 B 1/106) to control flight and balance the airship. In this case, the cameras are separated by rigid partitions from the supporting body. However, the use of vacuum requires a significant power set in the design of the supporting body to prevent its destruction from atmospheric pressure, and this significantly increases the dead weight of the structure and therefore such an airship can be economically unprofitable.
Известен также дирижабль типа "Скайшип-500" английской фирмы "Эршип Индастриз" (Airship Industries Ltd) (см. журнал "Зарубежное военное обозрение" N 7, 1963, стр. 57-58) с корпусом круглого поперечного сечения и эллипсовидной формы в плане, имеющем внутри корпуса два воздушных баллонета для регулировки давления и продольной балансировки. Недостатком такого дирижабля является использование баков с водяным балластом, что ограничивает его применение, как при отрицательных температурах, так и в условиях пустынь. Also known is a Skyship-500 type airship of the English company Airship Industries Ltd (see the journal Foreign Military Review N 7, 1963, pages 57-58) with a hull of circular cross section and elliptical shape in plan having two air balloons inside the body for pressure regulation and longitudinal balancing. The disadvantage of this airship is the use of tanks with ballast water, which limits its use, both at low temperatures and in desert conditions.
Известен также полужесткий дирижабль, состоящий из оболочки, килевого каркаса, носового и кормового отсеков, среднего отсека и жестких газонепроницаемых перегородок, выполненных из пластинчатых стеновых элементов с внутренним каркасом (см. патент СССР N 716520, кл. A 64 A 1/102, 1974 г. ), принятый нами за прототип. Однако такой дирижабль обладает плохой управляемостью в полете и балансировкой, так как носовые и кормовые отсеки предназначены для противостояния скоростному напору воздуха в полете, а не для балансировки. Использование загружаемого балласта на таком дирижабле ограничивает его применение, как и на описанном выше аналоге. Кроме того, использование водяного балласта без специальных мер безопасности в условиях пересечения границ государств и международных полетов может создать таможенно-санитарные проблемы в связи с требованием гарантии безопасности балластной воды и контрабандных ситуаций. Also known is a semi-rigid airship, consisting of a shell, keel carcass, bow and stern compartments, a middle compartment and rigid gas-tight partitions made of plate wall elements with an internal carcass (see USSR patent N 716520, class A 64 A 1/102, 1974 g.), adopted by us for the prototype. However, such an airship has poor flight control and balance, as the bow and stern compartments are designed to withstand high-speed air pressure in flight, and not for balancing. The use of loadable ballast on such an airship limits its use, as well as on the analogue described above. In addition, the use of ballast water without special security measures when crossing the borders of states and international flights can create customs and sanitary problems in connection with the requirement of a guarantee of ballast water safety and smuggling situations.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи повышения эффективности эксплуатации дирижабля за счет использования в качестве балласта окружающей среды, например, воздуха с принудительным изменением его физических параметров. Указанная техническая задача решается тем, что в носовом и кормовом отсеках дирижабля размещается пространственная структура связок балластных емкостей, заполняемых воздухом под давлением, причем воздушные балластные емкости выполнены в виде жестких, оребренных сфер, опирающихся на жесткие газонепроницаемые перегородки, при этом передняя и задняя крайние сферы эквидистантно вписаны в контур оболочек носовой и кормовой оконечностей дирижабля. The invention is aimed at solving the problem of increasing the efficiency of the airship by using as the ballast of the environment, for example, air with the forced change of its physical parameters. The indicated technical problem is solved in that the spatial structure of the bundles of ballast tanks filled with air under pressure is located in the nose and aft compartments of the airship, and the air ballast tanks are made in the form of rigid, ribbed spheres resting on rigid gas-tight partitions, while the front and rear extreme spheres are equidistantly inscribed in the contour of the shells of the bow and stern ends of the airship.
При этом во всех режимах полета, остановки и зависания дирижабль содержит воздушные балластные емкости, заполняемые воздухом под давлением при соблюдении следующего условия:
Pв = P - Pд,
где Pв - вес воздуха, закачиваемого в балластные емкости;
P - подъемная сила несущего газа;
Pд - собственный вес дирижабля в любой момент полета, остановки и зависания,
Известно использование в качестве балласта газообразной среды (воздуха) (см. патент РФ N 2093413 C1, кл. B 64 B 1/00, 30.07.91, а также авторское свидетельство СССР N 687727, кл. B 64 B 1/08, 1974).Moreover, in all modes of flight, stop and hovering, the airship contains air ballast tanks filled with air under pressure, subject to the following conditions:
P in = P - P d ,
where P in - the weight of the air pumped into the ballast tanks;
P is the lifting force of the carrier gas;
P d - the weight of the airship at any time of flight, stop and hover,
It is known to use gaseous medium (air) as a ballast (see RF patent N 2093413 C1, class B 64 B 1/00, 07/30/91, and USSR author's certificate N 687727, class B 64 B 1/08, 1974 )
Однако этим решениям присущ один серьезный недостаток. В каждом из этих случаев газообразный балласт взаимодействует с рабочим (несущим) газом, передавая ему давление через центральную эластичную стойку (патент 2093413 C1) или через диафрагму межслойного пространства (а. с. N 687727), которое даже при небольшой избыточности может разрушить конструкцию. Суммарные усилия по площади оболочки от этого избыточного давления достигают десятки тонн. Эти усилия передаются к узлам крепления оболочки и могут разрушить их. Поэтому необходимо исключить любое взаимодействие балластного и несущего газов, что и предложено в настоящем изобретении. However, these solutions have one serious drawback. In each of these cases, gaseous ballast interacts with the working (carrier) gas, transferring pressure to it through the central elastic strut (patent 2093413 C1) or through the diaphragm of the interlayer space (a.s.N. 687727), which even with slight redundancy can destroy the structure. The total effort on the shell area from this overpressure reaches tens of tons. These forces are transmitted to the attachment points of the shell and can destroy them. Therefore, it is necessary to exclude any interaction of ballast and carrier gases, as proposed in the present invention.
В отличие от сущности аналогов и прототипа использование в предлагаемом изобретении в качестве балласта окружающей среды (воздуха) приводит к появлению нового свойства - возможности полета с полной компенсацией в процессе полета всех весовых потерь и весовых изменений дирижабля, например потерь веса от расхода топлива, воды, утечки несущего газа, изменения температуры и метеоусловий. Выгрузка полезного груза также не потребует загрузки какого-либо балласта (воды или грунта и т. п. ). In contrast to the essence of analogues and prototype, the use of the environment (air) as the ballast in the present invention leads to the appearance of a new property - the possibility of flight with full compensation during the flight of all weight losses and weight changes of the airship, for example weight loss from fuel, water, carrier gas leaks, temperature changes and weather conditions. Unloading the payload will also not require the loading of any ballast (water or soil, etc.).
Известен принцип увеличения балласта для компенсации весового расхода топлива (см. патент США N 2310 767, кл. 244-95, 1937; патент Великобритании N 2059 898, кл. B 64 B 1/70, 1981; а также книгу "Воздухоплавание в изобретениях", Ю. С. Бойко, М. : Транспорт, 1999, стр. 57-62). Однако в этом случае изменение балластировки не позволят управлять и маневрировать дирижаблем, например экстренно снижаться или набирать высоту, что вполне можно осуществлять в предлагаемом изобретении, так как диапазоны изменения балластировки охватывает все изменения веса дирижабля от компенсации потери топлива до компенсации веса полезного груза в предлагаемом техническом решении. Таким свойством не обладает ни одно известное техническое решение. There is a known principle of increasing ballast to compensate for fuel weight consumption (see US Patent N 2,310,767, CL 244-95, 1937; UK Patent N 2,059,898, CL B 64 B 1/70, 1981; as well as the book "Ballooning in Inventions" ", Yu. S. Boyko, M.: Transport, 1999, pp. 57-62). However, in this case, the change in ballasting will not allow you to control and maneuver the airship, for example, to urgently decrease or gain altitude, which can be done in the present invention, since the ranges of changes in ballasting cover all changes in the weight of the airship from compensation for fuel loss to compensation for the weight of the payload in the proposed technical decision. This property does not have any known technical solution.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показан общий вид дирижабля, включающий оболочку дирижабля 1, носовой 2 и кормовой 3 отсеки, газонепроницаемые перегородки 4 и 5, балластные емкости 6, гондолу 7, двигатели 8, систему нагнетания и сброса воздуха 9, килевой каркас 10. При этом балластные емкости 6 связаны между собой в единую пространственную конструкцию, опирающуюся на жесткую перегородку 4 и 5. In FIG. 1 shows a general view of the airship, including the shell of the airship 1, bow 2 and aft 3 compartments, gas-tight partitions 4 and 5,
На фиг. 2 показана схема размещения балластных емкостей 6, которые представляют собой оребренные сферы, в отсеке дирижабля. Сферы 6 жестко связаны с перегородками 4, 5 стыковочными узлами 11. Между сферами и между сферами и силовым стрингером 12, например в стыке 13, стыковочные узлы имеют компенсационные зазоры 14, что позволяет избежать передачи нагрузки от наддува сфер 6 на силовую конструкцию дирижабля и тем самым исключить ее разрушение, т. к. без компенсационных зазоров суммарные усилия, действующие на стыковочные узлы, могут достигать десятков и сотен тонн. Стыковочные проушины 15 крепятся на наружных ребрах сфер 6 (см. сечение А-А). In FIG. 2 shows a layout of
Сечение А-А показывает конструкцию ореберной сферы, выполненную выклейкой слоев 16 из высокопрочного материала, например типа кевлара со связующим, например эпоксидной смолой. Ребра 17, расположенные снаружи сферы и оклеенные слоями кевлара образуют своеобразные "параллели и меридианы" и создают единую жесткую конструкцию на поверхности сферы. Ребра 17 могут быть выполнены как из кевлара, так и из металла, например дюралюминия. Section A-A shows the construction of the rib sphere made by gluing
Подобная конструкция сферы позволяет создавать давление воздуха внутри сферы, достаточное для создания всеми балластными емкостями веса, необходимого для балластировки дирижабля. (При давлении в 6 атм. вес 1 м3 воздуха составляет 7.2 кг).Such a design of the sphere makes it possible to create air pressure inside the sphere, sufficient for all the ballast tanks to create the weight necessary for ballasting the airship. (At a pressure of 6 atm. The weight of 1 m 3 of air is 7.2 kg).
В полете, благодаря тому, что крайние оребренные сферы (передняя и задняя) эквидистантно вписаны в конструкцию оболочки оконечностей, аэродинамическая нагрузка от скоростного напора передается через оболочку на связку сфер и далее замыкается на жесткую пространственную конструкцию, образованную перегородками 4 и 5 и килевым каркасом 10. In flight, due to the fact that the extreme finned spheres (front and back) are equidistantly inscribed in the structure of the shell of the extremities, the aerodynamic load from the pressure head is transmitted through the shell to a bunch of spheres and then closes to a rigid spatial structure formed by partitions 4 and 5 and the keel frame 10 .
Система нагнетания и сброса воздуха 9 содержит компрессор с приводом, ресиверы, контрольно-измерительную и управляющую аппаратуру, включая систему компьютерного управления, задающую программу полета и соответствующие режимы нагнетания и сброса воздуха. Система 9 может быть автономной, а при необходимости иметь привод и отбор мощности для своего функционирования от несущих двигателей 8. The air discharge and
Дирижабль выполняет свои функции следующим образом. The airship performs its functions as follows.
По заданной программе полета, предполагающей, например, загрузку определенного полезного груза, включая топливо, из балластных емкостей по мере загрузки осуществляется сброс сжатого воздуха, по весу равного принимаемого груза. Последующий подъем на заданную высоту полета обеспечивается сбросом балласта в виде сжатого воздуха по весу равного требуемой избыточной подъемной силе. Для сохранения высоты полета при расходе топлива, воды и т. п. , приводящего к уменьшению веса дирижабля осуществляется закачка (наддув) сжатого воздуха в балластные емкости, при этом весовой приход сжатого воздуха соответствует весовому расходу топлива, воды и т. п. , что обеспечивает стабильность полета дирижабля на заданной высоте. Для снижения дирижабля увеличивается приход сжатого воздуха как балласта по заданной программе, и дирижабль осуществляет управляемый спуск. При последующей выгрузке полезного груза, экипажа и т. п. производится закачка сжатого воздуха как балласта по весу, равному полезному грузу, что обеспечивает стабильное положение дирижабля у поверхности земли. According to a predetermined flight program, involving, for example, the loading of a certain payload, including fuel, from the ballast tanks as the load is loaded, compressed air is discharged, by weight equal to the received cargo. Subsequent rise to a given flight altitude is ensured by the discharge of ballast in the form of compressed air by weight equal to the required excess lifting force. To maintain flight altitude with fuel, water, etc. consumption leading to a decrease in the airship weight, compressed air is injected (pressurized) into ballast tanks, while the weighted intake of compressed air corresponds to the weighted fuel, water, etc. ensures the flight stability of the airship at a given height. To reduce the airship, the arrival of compressed air as ballast increases according to a given program, and the airship carries out controlled descent. During the subsequent unloading of the payload, crew, etc., compressed air is pumped as ballast in weight equal to the payload, which ensures a stable position of the airship near the surface of the earth.
Описание работы предлагаемого дирижабля поясняется примерами 1-5. A description of the operation of the proposed airship is illustrated by examples 1-5.
Пример 1. Дирижабль у поверхности с полезным грузом. В этом случае вес воздуха в балластных емкостях равен величине избыточной подъемной силы, поднимающей дирижабль на требуемую высоту полета. Example 1. Airship at the surface with a payload. In this case, the weight of the air in the ballast tanks is equal to the amount of excess lift, lifting the airship to the desired flight altitude.
Пример 2. Полет дирижабля на расчетной высоте. В этом случае собственный вес дирижабля непрерывно уменьшается. Для выполнения условия Pв = P - Pд необходимо в процессе полета производить нагнетание воздуха в балластные емкости 6 по мере расхода топлива, воды, изменения условий полета.Example 2. Flight of an airship at an estimated height. In this case, the weight of the airship is continuously decreasing. To fulfill the condition P in = P - P d it is necessary during the flight to pump air into the
Пример 3. Дирижабль в полете без полезного груза. В этом случае вес воздуха в балластных емкостях равен весу полезного груза + непрерывное нагнетание воздуха в балластные емкости 6, как в примере 2. Example 3. An airship in flight without a payload. In this case, the weight of air in the ballast tanks is equal to the weight of the payload + continuous injection of air into the
Пример 4. При полете в условиях низких температур (зимой). Режимы полета могут быть как в примерах 1, 2, 3, но при этом производится дополнительно подогрев воздуха, нагнетаемого в балластные емкости 6 от работающих двигателей для компенсации потери подъемной силы несущего газа при его охлаждении. Example 4. When flying at low temperatures (in winter). Flight modes can be as in examples 1, 2, 3, but this additionally produces heating of the air pumped into the
Пример 5. Дирижабль производит снижение. В зависимости от требуемой скорости снижения производится закачка воздуха в балластные емкости 6 с расчетным значением расхода воздуха. Example 5. The airship produces a decrease. Depending on the required reduction rate, air is pumped into the
Применение предлагаемой конструкции по сравнению с существующими разновидностями дирижаблей обеспечивает следующие преимущества:
- предполагает полную управляемость и эффективность дирижабля в условиях пустынь, низких температур и изменение условий полета;
- не требует загрузки балласта с земной поверхности и тем самым обеспечивает высокое качество эксплуатации, позволяет осуществлять полеты, которые недоступны известным проектам дирижаблей за счет нового свойства - управляемого изменения балластировкой в полете и тем самым полной компенсацией в процессе полета любых весовых изменений.The application of the proposed design in comparison with existing varieties of airships provides the following advantages:
- assumes full controllability and effectiveness of the airship in deserts, low temperatures and a change in flight conditions;
- does not require loading of ballast from the earth's surface and thereby ensures high quality of operation, allows for flights that are not available to known airship designs due to a new property - controlled changes in ballasting in flight and thereby full compensation during flight of any weight changes.
Claims (2)
Рв= Р-Рд,
где Рв - вес воздуха, закачиваемого в балластные емкости;
Р - подъемная сила несущего газа;
Рд - собственный вес дирижабля в любой момент полета, остановки и зависания дирижабля.2. The airship according to claim 1, characterized in that it contains air ballast tanks filled with air under pressure, based on the condition observed in all flight modes, stopping and hovering of the airship:
P in = R-P d
where R in - the weight of the air pumped into the ballast tanks;
P is the lifting force of the carrier gas;
R d - the weight of the airship at any time of flight, stop and hovering of the airship.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000130955A RU2178370C1 (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Airship |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000130955A RU2178370C1 (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Airship |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2178370C1 true RU2178370C1 (en) | 2002-01-20 |
Family
ID=20243255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000130955A RU2178370C1 (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Airship |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2178370C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1736405A1 (en) * | 2005-06-22 | 2006-12-27 | Vladimir Makarov | Semi-rigid airship |
RU2701297C2 (en) * | 2014-08-21 | 2019-09-25 | Флайинг Уэйлз | Airship and method of dropping ballast therefrom |
-
2000
- 2000-12-13 RU RU2000130955A patent/RU2178370C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1736405A1 (en) * | 2005-06-22 | 2006-12-27 | Vladimir Makarov | Semi-rigid airship |
RU2701297C2 (en) * | 2014-08-21 | 2019-09-25 | Флайинг Уэйлз | Airship and method of dropping ballast therefrom |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2616509A (en) | Pneumatic airfoil | |
US9302758B2 (en) | Super-rigid hybrid airship, its structural characteristics and a method of producing thereof | |
US6581873B2 (en) | Hybrid winged airship (dynastat) | |
US4052025A (en) | Semi-buoyant aircraft | |
US6311925B1 (en) | Airship and method for transporting cargo | |
US8052082B1 (en) | Optimized aerodynamic, propulsion, structural and operations features for lighter-than-air vehicles | |
US3185411A (en) | Multiple celled airship | |
US5143322A (en) | Ground handling, altitude control and longitudinal stability of airships | |
US8157204B2 (en) | Double fuselage aircraft | |
US20050230529A1 (en) | Hiigh wing monoplane aerospace plane based fighter. | |
CA2533439C (en) | High speed airship | |
RU4109U1 (en) | MULTI-PURPOSE HIGH-MANEUVERED SUPERSONIC AIRPLANE, ITS PLANER UNITS, EQUIPMENT AND SYSTEMS | |
RU2178370C1 (en) | Airship | |
RU2249536C1 (en) | Semi-rigid controllable aerostatic flying vehicle at varying configuration of case | |
CA2557771A1 (en) | Hybrid airship | |
US20230234693A1 (en) | Tactical hybrid stratospheric airship | |
RU2207968C2 (en) | Multi-purpose highly manoeuvrable supersonic aircraft, its airframe, equipment and systems | |
EP1736405A1 (en) | Semi-rigid airship | |
WO1989010868A1 (en) | Improved airship | |
RU2714176C1 (en) | Multi-purpose super-heavy transport technological aircraft platform of short take-off and landing | |
RU96123485A (en) | MULTI-PURPOSE HIGH-MANEUVERED SUPERSONIC AIRPLANE, ITS PLANER UNITS, EQUIPMENT AND SYSTEMS | |
WO2006013392A2 (en) | Self sealing airship | |
RU2812823C1 (en) | Semi-rigid airship | |
CN110406675A (en) | A kind of buoyance lift integration transporter | |
US20240067368A1 (en) | Hybrid inflatable aircraft of the unmanned type |