RU2195412C2

RU2195412C2 - Solar wind-resistant aerostat

Info

Publication number: RU2195412C2
Application number: RU2001100742A
Authority: RU
Inventors: Г.З. Асиньяров
Original assignee: Красноярский государственный университет
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2002-12-27

Abstract

FIELD: lighter-than-air flying vehicles. SUBSTANCE: aerostat includes nacelle, transparent envelope with outer metallized coat and lines. Envelope is provided with helical partition made from light-absorbing fabric. Lines are connected with nacelle by means of bearing. EFFECT: increased cargo hoisting capacity and enhanced wind resistance. 1 dwg

Description

Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха, а именно к аэростатам. The invention relates to aircraft lighter than air, and in particular to balloons.

Известен аэростат с подогретым воздухом, содержащий гондолу, наружную оболочку с верхней прозрачной частью и внутреннюю, выполненную теплопоглощающей энергию солнечного света [1]. Known hot air balloon containing a gondola, an outer shell with an upper transparent part and an inner shell made of heat-absorbing energy of sunlight [1].

Недостатком известного аэростата является зависимость подъемной силы аэростата от колебаний скорости ветра, вызывающая нестабильность высоты полета и ненадежность аэростата как летательного аппарата. A disadvantage of the known balloon is the dependence of the lift of the balloon on fluctuations in wind speed, causing instability in altitude and the unreliability of the balloon as an aircraft.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является аэростат, содержащий оболочку с внешним прозрачным воздухонепроницаемым слоем, внутренним непрозрачным черным слоем и отражающим слоем, отражающий слой выполнен в виде металлизированного покрытия, нанесенного на верхнюю часть наружной стороны внешнего слоя оболочки, а в нижней части оболочки имеется открытая горловина, диаметр которой не менее половины диаметра ее миделевого сечения [2]. The closest in technical essence to the claimed invention is a balloon containing a shell with an outer transparent airtight layer, an inner opaque black layer and a reflective layer, the reflective layer is made in the form of a metallized coating deposited on the upper part of the outer side of the outer layer of the shell, and in the lower part of the shell there is an open neck, the diameter of which is not less than half the diameter of its mid-section [2].

Недостатком этого аэростата является быстрое изменение подъемной силы при кратковременных колебаниях скорости ветра вследствие большой парусности, приводящего к вытеснению теплого воздуха из оболочки. The disadvantage of this aerostat is the rapid change in lift during short-term fluctuations in wind speed due to the large windage, leading to the displacement of warm air from the shell.

Техническим результатом изобретения является увеличение грузоподъемности и ветроустойчивости аэростата. The technical result of the invention is to increase the carrying capacity and wind resistance of the balloon.

Указанный технический результат достигается тем, что солнечный ветроустойчивый аэростат, содержащий прозрачную оболочку с внешним металлизированным покрытием, горловину в нижней части, и посредством строп оболочка соединена с подвесной гондолой, дополнительно снабжен винтовой перегородкой, выполненной из светопоглощающей ткани, и подшипником, посредством которого стропы соединены с гондолой. The specified technical result is achieved in that a solar wind-resistant balloon containing a transparent shell with an external metallized coating, a neck in the lower part, and by means of slings the shell is connected to a suspended gondola, is additionally equipped with a screw baffle made of light-absorbing fabric, and a bearing through which the slings are connected with a gondola.

Аэростат, выполненный в виде шара, содержит внутреннюю перегородку в виде винтовой поверхности из светопоглощающего материала, обеспечивающую более интенсивное поглощение солнечной радиации и образование внутренних конвекционных потоков более теплого воздуха внутри перегородки. В результате возникает сила, приводящая к вращению шара вокруг своей оси вместе со всем воздухом, содержащимся внутри шара. При этом возникает центробежная сила, увеличивающая давление воздуха в направлении, перпендикулярном оси вращения аэростата. The balloon, made in the form of a ball, contains an internal partition in the form of a helical surface made of light-absorbing material, which provides more intensive absorption of solar radiation and the formation of internal convection currents of warmer air inside the partition. As a result, a force arises leading to the rotation of the ball around its axis together with all the air contained inside the ball. In this case, a centrifugal force arises, increasing the air pressure in the direction perpendicular to the axis of rotation of the balloon.

На чертеже представлен общий вид аэростата в разрезе. The drawing shows a General view of the balloon in section.

Аэростат представляет собой шар, состоящий из оболочки 1 из тонкого пленочного материала с внешним металлизированным покрытием и внутренней винтовой поверхности 2 из светопоглощающей пленки. В нижней части аэростата находится горловина 3. Стропы 4 аэростата соединены с подшипником 5, к которому прикреплена гондола 6. An aerostat is a ball consisting of a shell 1 of a thin film material with an external metallized coating and an inner screw surface 2 of a light-absorbing film. At the bottom of the balloon is the neck 3. The slings 4 of the balloon are connected to a bearing 5 to which the nacelle 6 is attached.

Исходно, в безветренную погоду аэростат расстилается на поверхности, доступной для солнечного излучения, и наполняется воздухом с помощью вентилятора. При наличии небольшого ветра для облегчения наполнения аэростат располагается вершиной по направлению ветра, а горловиной 3 соответственно ему навстречу. В результате прогрева воздуха за счет солнечной радиации аэростат приобретает необходимую подъемную силу и поднимается в воздух. Благодаря предлагаемому расположению светопоглощающей винтовой поверхности 2 последняя нагревается и вдоль нее вертикально вверх поднимается теплый воздух. Поднимающаяся вдоль винтовой поверхности масса воздуха приводит к вращению аэростата вокруг вертикальной оси вместе со всем воздухом, находящимся в оболочке аэростата. Вращение в свою очередь приводит к появлению центробежной силы и увеличению давления в радиальном направлении от оси вращения к периферии шара. Дополнительное давление противостоит колебаниям внешнего давления, возникающего вследствие порывов ветра, и не позволяет вытеснять теплый воздух из оболочки. Для предотвращения вращения гондолы 6 последняя крепится к стропам аэростата 4 апосредовано через подшипник 5. Initially, in calm weather, the balloon is spread out on a surface accessible to solar radiation, and is filled with air using a fan. In the presence of a small wind, to facilitate filling, the balloon is located at the apex in the direction of the wind, and with a throat 3 to meet it. As a result of heating the air due to solar radiation, the balloon acquires the necessary lifting force and rises into the air. Due to the proposed arrangement of the light-absorbing helical surface 2, the latter is heated and warm air rises vertically along it. The mass of air rising along the helical surface causes the balloon to rotate around the vertical axis together with all the air in the balloon shell. Rotation in turn leads to the appearance of centrifugal force and an increase in pressure in the radial direction from the axis of rotation to the periphery of the ball. Additional pressure resists fluctuations in external pressure resulting from gusts of wind and does not allow warm air to be forced out of the envelope. To prevent rotation of the nacelle 6, the latter is attached to the slings of the aerostat 4 indirectly through the bearing 5.

Настоящее изобретение позволяет увеличить ветроустойчивость и грузоподъемность аэростата. The present invention allows to increase wind resistance and lifting capacity of the balloon.

Источники информации
1. Альманах "История развития воздухоплавания" под. ред. В. Гастона, Лондон - Нью-Йорк, 1985, с. 28.Sources of information
1. Almanac "History of the development of aeronautics" under. ed. W. Gaston, London - New York, 1985, p. 28.

2. А.с. 600970, М.кл. В 64 В 1/64; 1/62, 1977 (прототип). 2. A.S. 600970, M.C. 64V 1/64; 1/62, 1977 (prototype).

Claims

A solar balloon containing a transparent shell with an external metallized coating, a neck in the lower part, and by means of slings, the shell is connected to a suspended gondola, characterized in that it is provided with a screw baffle made of light-absorbing fabric, and a bearing through which the slings are connected to the gondola.