RU2256584C1 - Airship - Google Patents

Airship Download PDF

Info

Publication number
RU2256584C1
RU2256584C1 RU2004103848/11A RU2004103848A RU2256584C1 RU 2256584 C1 RU2256584 C1 RU 2256584C1 RU 2004103848/11 A RU2004103848/11 A RU 2004103848/11A RU 2004103848 A RU2004103848 A RU 2004103848A RU 2256584 C1 RU2256584 C1 RU 2256584C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shells
sections
shell
airship
load
Prior art date
Application number
RU2004103848/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Б. Шульгин (RU)
Н.Б. Шульгин
Original Assignee
Шульгин Николай Борисович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шульгин Николай Борисович filed Critical Шульгин Николай Борисович
Priority to RU2004103848/11A priority Critical patent/RU2256584C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256584C1 publication Critical patent/RU2256584C1/en

Links

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: aerostation.
SUBSTANCE: proposed airship has three load-bearing envelopes filled with hydrogen and helium and interconnected by means of articulations and ropes, vertical stabilizer, nacelle, engines, propellers and ballast. Load-bearing envelopes are movable relative to one another and may be locked in any position. Each of load-bearing envelopes is divided by partitions into hermetic sections whose shape is selected from the following groups of forms: cube, hexagonal prism, rhombo-dodecahedron and cubo-octahedron.
EFFECT: improved adaptation of envelope form to flight conditions.
1 dwg

Description

Область техники.The field of technology.

Изобретение относится к области воздухоплавания.The invention relates to the field of aeronautics.

Уровень техники.The level of technology.

Известны из [1,2,3] дирижабли мягкой, полужесткой и жесткой конструкции. Все они имеют форму, которая в процессе эксплуатации поддерживается неизменной. Вместе с тем режимы эксплуатации дирижаблей существенно варьируются:Known from [1,2,3] airships are soft, semi-rigid and rigid designs. All of them have a shape that is maintained unchanged during operation. However, the operating modes of airships vary significantly:

- взлет и посадка на сушу, воду, лед;- take-off and landing on land, water, ice;

- перемещение по суше, воде, льду;- movement by land, water, ice;

- активный и пассивный полет на высотах до 500 м;- active and passive flight at altitudes up to 500 m;

- активный и пассивный полет на высотах от 500 м до 10000 м.- active and passive flight at altitudes from 500 m to 10,000 m.

Кроме этого, варьируются условия эксплуатации: температура, давление и плотность окружающего воздуха, скорость и направление ветра, атмосферные осадки. Дирижабли, приведенные в [1, 2, 3], предназначены преимущественно для полета в устойчивых воздушных потоках, на высоте от 500 до 4000 м, при положительной температуре окружающего воздуха. Эксплуатация аппаратов в иных условиях: при существенной турбулентности, при высоте менее 500 или более 4000 м, отрицательных температурах и осадках - неизбежно приводит к авариям. Одной из причин аварий является неизменная конструкция оболочки, неадекватная режиму и условиям эксплуатации.In addition, operating conditions vary: temperature, pressure and density of the surrounding air, wind speed and direction, precipitation. The airships given in [1, 2, 3] are intended primarily for flight in stable air currents, at an altitude of 500 to 4000 m, at a positive ambient temperature. Operation of the devices in other conditions: with significant turbulence, with an altitude of less than 500 or more than 4000 m, negative temperatures and precipitation - inevitably leads to accidents. One of the causes of accidents is the invariable shell design, inadequate to the mode and operating conditions.

Наиболее развитые несущие оболочки дирижаблей из [1,2,3] имеют внутреннее строение: каркас и до 20 герметичных секций или баллонетов с устройствами наполнения и выпускания несущего газа. Внутреннее строение оболочки предназначено для сохранения формы, управления подъемной силой и обеспечения надежности эксплуатационных характеристик дирижабля, в первую очередь, живучести. Однако структурирование оболочки на 20 секций и менее не парирует аварий и не обеспечивает живучести дирижаблей; пожар в одной из секций не локализуется перегородками и переходит на другие секции, разрушение одной секции и утечка из нее газа приводит к потере несущей способности оболочки в целом.The most developed bearing shells of the airships from [1,2,3] have an internal structure: a frame and up to 20 airtight sections or balloons with devices for filling and releasing the carrier gas. The internal structure of the shell is designed to maintain shape, control lift and ensure the reliability of the operational characteristics of the airship, in the first place, survivability. However, structuring the shell for 20 sections or less does not counteract accidents and does not ensure the survivability of airships; a fire in one of the sections is not localized by partitions and goes to other sections, the destruction of one section and the leakage of gas from it leads to a loss of the bearing capacity of the shell as a whole.

Известны из [4, 5, 6] аэростаты и дирижабли, у которых внутреннее строение оболочек содержит количество герметичных секций достаточное для обеспечения пожарной безопасности аппаратов. При заполнении пространства между секциями изолирующим газом, огонь из одной малой секции не переходит на другие, а разрушение нескольких секций не приводит к потере несущей способности оболочки в целом. Однако пространство между секциями имеет значительный связанный объем, который для улучшения несущей способности оболочки также заполняется несущим газом. В этом случае при нарушении внешней оболочки или при пожаре истекает или выгорает много несущего газа и несущая способность утрачивается.Balloons and airships are known from [4, 5, 6], in which the internal structure of the shells contains a sufficient number of sealed sections to ensure the fire safety of the devices. When filling the space between sections with insulating gas, the fire from one small section does not pass to others, and the destruction of several sections does not lead to a loss of the bearing capacity of the shell as a whole. However, the space between the sections has a significant associated volume, which is also filled with carrier gas to improve the bearing capacity of the shell. In this case, if the outer shell is broken or in case of fire, a lot of carrier gas expires or burns out and the bearing capacity is lost.

Дирижабль из [3] имеет наиболее развитое строение оболочки и выбран в качестве прототипа.The airship from [3] has the most developed shell structure and is selected as a prototype.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Предлагается дирижабль с тремя несущими оболочками (см. чертеж).An airship with three bearing shells is offered (see drawing).

1. Нижняя оболочка 1 выполнена из листового композиционного материала и имеет форму прямой пятиугольной призмы, одна боковая грань и все боковые ребра которой горизонтальны, а на основаниях имеются многогранники, определяющие заостренную форму носовой и кормовой частей дирижабля. Четыре других боковых грани призмы попарно равны и ориентированы. Грани, примыкающие сверху к горизонтальной (нижняя грань оболочки), - боковые грани оболочки. Грани, примыкающие сверху к боковым граням оболочки, - верхние грани оболочки. Оболочка имеет перегородки из листового композиционного материала, которые делят весь объем на одинаковые, герметичные секции 2, например, кубической формы, наполненные водородом или гелием и имеющие дренажно-заправочные средства. Секции, примыкающие к границам оболочки, могут иметь усеченную форму и наполнены гелием. Объем одной секции определяется как меньшее значение из двух:1. The lower shell 1 is made of sheet composite material and has the shape of a straight pentagonal prism, one side face and all side ribs of which are horizontal, and on the bases there are polyhedrons that determine the pointed shape of the bow and stern parts of the airship. The four other lateral faces of the prism are pairwise equal and oriented. The faces adjacent to the horizontal above (the lower face of the shell) are the side faces of the shell. The faces adjacent to the side faces of the shell are the upper faces of the shell. The shell has partitions of sheet composite material, which divide the entire volume into identical, sealed sections 2, for example, cubic, filled with hydrogen or helium and having drainage and refueling means. Sections adjacent to the boundaries of the shell can be truncated and filled with helium. The volume of one section is defined as the smaller of the two:

- 0,05% от общего объема несущих оболочек всего дирижабля;- 0.05% of the total volume of the bearing shells of the entire airship;

- объем водорода (различный для различных материалов), при сгорании которого в полной секции при эксплуатационных условиях не происходит разрушение соседних секций.- the volume of hydrogen (different for different materials), the combustion of which in the full section under operating conditions does not destroy adjacent sections.

На корме нижней оболочки установлен вертикальный, трапецеидальный стабилизатор 3, выполненный из листового композиционного материала. Снизу к нижней оболочке прикреплена герметичная гондола 4 с двигателями и воздушными винтами 5, лебедками, стропами, балластом (песком в мешках), равномерно распределенным по всей длине гондолы и другим оборудованием управления и навигации. Гондола имеет форму прямой треугольной призмы с треугольными пирамидами на основаниях и дополняет форму оболочки до прямой четырехугольной призмы с многогранниками на основаниях.A vertical, trapezoidal stabilizer 3 made of sheet composite material is mounted at the stern of the lower shell. A sealed nacelle 4 with engines and propellers 5, winches, slings, ballast (sand in bags) uniformly distributed along the entire length of the nacelle and other control and navigation equipment is attached to the lower shell from the bottom. The gondola has the shape of a straight triangular prism with triangular pyramids on the bases and complements the shape of the shell to a straight quadrangular prism with polyhedra on the bases.

2. Две верхние оболочки 6 имеют форму прямой треугольной призмы, боковые ребра которой горизонтальны, а на основаниях имеются треугольные пирамиды. Оболочки имеют перегородки из листового композиционного материала, которые делят объемы оболочек на такие же герметичные секции 2, например, кубической формы, наполненные водородом и имеющие дренажно-заправочные средства. Секции, примыкающие к границам верхних оболочек, могут иметь усеченную форму и наполнены гелием.2. The two upper shells 6 are in the form of a straight triangular prism, the lateral ribs of which are horizontal, and there are triangular pyramids on the bases. The shells have partitions of sheet composite material, which divide the volumes of the shells into the same sealed sections 2, for example, cubic, filled with hydrogen and having drainage and refueling means. Sections adjacent to the boundaries of the upper shells may have a truncated shape and are filled with helium.

Секции всех трех оболочек также могут иметь одну из форм: гексагональной призмы, ромбододекаэдра, кубооктаэдра. Каждой из них можно произвести плотное заполнение оболочек без промежутков между секциями, подобное заполнению кристаллическими зернами кристаллов с симметричными кристаллическими решетками [7]. Перегородки между секциями из листового композиционного материала играют роль жесткого, трехмерного каркаса. Верхние оболочки соединены с нижней оболочкой шарнирами и стропами 7, обеспечивающими перемещение и фиксирование верхних оболочек относительно нижней оболочки от крайнего верхнего положения до крайнего нижнего. Шарниры размещены на правом и левом боковых ребрах нижней оболочки. Стропы прикреплены одним концом к верхней оболочке, а вторым - к лебедке в гондоле соответственно справа и слева по борту. Верхние оболочки в крайнем верхнем положении дополняют форму нижней оболочки с гондолой до прямой ромбической призмы с ромбическими пирамидами на основаниях. Это положение верхних оболочек дает наибольшую боковую парусность и наименьшую вертикальную. Верхние ребра верхних оболочек в крайнем нижнем положении находятся в одной горизонтальной плоскости с нижним ребром гондолы, и все могут быть опорами или килями. Это положение верхних оболочек дает уменьшение боковой парусности и увеличение вертикальной. Перемещение верхних оболочек из верхнего положения в нижнее и обратно осуществляется поворотом вокруг боковых ребер нижней оболочки.Sections of all three shells can also have one of the forms: hexagonal prism, rhombic dodecahedron, cuboctahedron. Each of them can densely fill the shells without gaps between sections, similar to filling crystalline grains of crystals with symmetrical crystal lattices [7]. Partitions between sections of sheet composite material play the role of a rigid, three-dimensional frame. The upper shells are connected to the lower shell by hinges and slings 7, providing movement and fixation of the upper shells relative to the lower shell from the extreme upper position to the extreme lower. The hinges are located on the right and left side ribs of the lower shell. The slings are attached at one end to the upper shell, and the second to the winch in the gondola, respectively, to the right and left along the side. The upper shells in the extreme upper position complement the shape of the lower shell with the gondola to a straight rhombic prism with rhombic pyramids on the bases. This position of the upper shells gives the greatest lateral windage and the smallest vertical. The upper ribs of the upper shells in the lowermost position are in the same horizontal plane with the lower edge of the nacelle, and all can be supports or keels. This position of the upper shells gives a decrease in lateral windage and an increase in vertical. The movement of the upper shells from the upper position to the lower and back is carried out by turning around the side ribs of the lower shell.

Конструкция аппарата изображена на чертеже. Сплошными линиями изображены две ортогональные проекции дирижабля и его продольный и поперечный разрезы при крайнем верхнем положении верхних оболочек. Штриховыми линиями изображены верхние оболочки в крайнем нижнем положении.The design of the apparatus is shown in the drawing. Solid lines depict two orthogonal projections of the airship and its longitudinal and transverse sections at the extreme upper position of the upper shells. The dashed lines show the upper shells in the lowermost position.

Предлагаемый дирижабль обеспечивает достижение следующих технических результатов:The proposed airship provides the following technical results:

- адаптация формы дирижабля к различным режимам и условиям эксплуатации;- adaptation of the shape of the airship to various modes and operating conditions;

- вероятность безотказной работы не менее 99,99%;- the probability of failure-free operation is not less than 99.99%;

- межремонтная живучесть 100%.- Overhaul survivability of 100%.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На чертеже сплошными линиями изображены две ортогональные проекции дирижабля и его продольный и поперечный разрезы при крайнем верхнем положении верхних оболочек. Штриховыми линиями изображены верхние оболочки в крайнем нижнем положении.The drawing in solid lines shows two orthogonal projections of the airship and its longitudinal and transverse sections at the extreme upper position of the upper shells. The dashed lines show the upper shells in the lowermost position.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

При использовании предлагаемого дирижабля решаются следующие практические задачи.When using the proposed airship, the following practical tasks are solved.

1. Посадка и взлет на подготовленную земную поверхность.1. Landing and take-off on a prepared earth surface.

Верхние оболочки находятся в крайнем верхнем положении. Оболочки, наполненные несущим газом, создают подъемную силу, достаточную для вертикального взлета, выравнивания и поддержания дирижабля в воздухе на требуемой высоте. Стравливание несущего газа обеспечивает вертикальную посадку на киль нижней оболочки.The upper shells are in their highest position. Shells filled with carrier gas create a lift sufficient for vertical take-off, leveling and maintaining the airship in the air at the required height. Bleeding carrier gas provides a vertical landing on the keel of the lower shell.

2. Посадка и взлет на неподготовленную земную поверхность.2. Landing and take-off to an unprepared earth's surface.

Верхние оболочки находятся в промежуточном положении между крайним верхним и крайним нижним. После касания неровной поверхности верхние оболочки дополнительно перемещаются до касания килями земной поверхности и установки дирижабля в допустимое, устойчивое положение. При взлете, после отрыва от неровной поверхности, верхние оболочки перемещаются в крайнее верхнее положение.The upper shells are in an intermediate position between the extreme upper and extreme lower. After touching an uneven surface, the upper shells are additionally moved until the keels touch the earth's surface and the airship is placed in an acceptable, stable position. During take-off, after separation from an uneven surface, the upper shells move to their highest position.

3. Пассивный полет.3. Passive flight.

Осуществляется с верхними оболочками в крайнем верхнем положении за счет воздушных потоков и аэростатической поддерживающей силы.It is carried out with the upper shells in the extreme upper position due to air flow and aerostatic supporting force.

4. Активный полет.4. Active flight.

Осуществляется с верхними оболочками, зафиксированными в крайнем верхнем положении, за счет тяги двигателей, аэростатической и незначительной аэродинамической сил.It is carried out with the upper shells fixed in the extreme upper position, due to engine thrust, aerostatic and insignificant aerodynamic forces.

5. Парение.5. Soaring.

Осуществляется в привязанном состоянии с верхними оболочками, зафиксированными в крайнем верхнем или среднем положении, за счет аэростатической и аэродинамической сил.It is carried out in an attached state with the upper shells fixed in the extreme upper or middle position due to aerostatic and aerodynamic forces.

6. Перемещение по ровной земной поверхности.6. Moving on a flat earth surface.

Осуществляется с верхними оболочками, зафиксированными в нижнем положении, и касании килями земной поверхности, за счет тяги воздушных винтов. Поддержание в вертикальном положении обеспечивается аэростатической силой, опорой на кили оболочек и экранным эффектом.It is carried out with the upper shells fixed in the lower position and touching the keels of the earth's surface, due to the propeller thrust. Maintaining in an upright position is ensured by aerostatic force, support on the keels of the shells and the screen effect.

7. Пожарная безопасность оболочек наполненных водородом. Достигается за счет пожароустойчивых перегородок между секциями, их размеров, формы и плотно упакованной “кристаллической” структуры оболочек. Дополнительно пограничные секции заполнены инертным гелием.7. Fire safety of the shells filled with hydrogen. It is achieved due to fireproof partitions between sections, their size, shape and tightly packed “crystalline” structure of the shells. Additionally, the boundary sections are filled with inert helium.

8. Безопасность утечки несущего газа из оболочек.8. Safety of carrier gas leakage from shells.

Достигается за счет “кристаллической” структуры оболочек без промежутков между секциями, объем которых не более 0.05% от общего объема несущих оболочек. Также имеются резервные секции с несущим газом, уравновешенные резервным балластом.This is achieved due to the “crystalline” structure of the shells without gaps between sections, the volume of which is not more than 0.05% of the total volume of the bearing shells. There are also backup sections with carrier gas balanced by reserve ballast.

9. Механическая прочность.9. Mechanical strength.

Достигается за счет трехмерного каркаса, образованного перегородками из композиционного материала между секциями оболочек.This is achieved due to the three-dimensional frame formed by partitions of composite material between the sections of the shells.

Источники информацииSources of information

1. УДК 629.73(09)1. UDC 629.73 (09)

Бойко Ю.С., Турьян В.А.Boyko Yu.S., Turyan V.A.

Голубая мечта столетий. - М.: Машиностроение, 1991.128 с: ил.The blue dream of centuries. - M.: Mechanical Engineering, 1991.128 s: ill.

ISBN 5-217-01369-9ISBN 5-217-01369-9

2. Большая Советская Энциклопедия. (В 30 томах)/ Гл. ред. А.М.Прохоров. Изд.3-е. М., “Советская Энциклопедия”, 1972, Т.82. The Great Soviet Encyclopedia. (In 30 volumes) / Ch. ed. A.M. Prokhorov. Vol. 3. M., “Soviet Encyclopedia”, 1972, T. 8

3. Патент RU №20035963. Patent RU No. 2003596

4. Патент SU №16938384. Patent SU No. 1693838

5. Патент SU №17562005. Patent SU No. 1756200

6. Патент SU №18214116. Patent SU No. 1821411

7. УДК 548.07. UDC 548.0

Современная кристаллография (в четырех томах).Modern crystallography (in four volumes).

Том 1. Симметрия кристаллов. Методы структурной кристаллографии.Volume 1. Symmetry of crystals. Methods of structural crystallography.

/Б.К.Ванштейн и др. М., “Наука”, 1979. 384 с./ B.K. Vanstein and others M., “Science”, 1979. 384 p.

Claims (1)

Дирижабль, имеющий три несущих оболочки, наполняемых водородом и гелием, связанных шарнирами и стропами, вертикальный стабилизатор, гондолу, двигатели, воздушные винты и балласт, отличающийся тем, что несущие оболочки выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга и фиксации в различных положениях, при этом каждая из несущих оболочек разделена перегородками на герметичные секции с формой, выбранной из группы форм: куб, гексагональная призма, ромбододекаэдр и кубооктаэдр.An airship having three bearing shells filled with hydrogen and helium, connected by hinges and slings, a vertical stabilizer, a nacelle, engines, propellers and ballast, characterized in that the bearing shells are movable relative to each other and fixed in various positions, while each of the bearing shells is divided by partitions into sealed sections with a shape selected from the group of shapes: cube, hexagonal prism, rhombic dodecahedron and cuboctahedron.
RU2004103848/11A 2004-02-10 2004-02-10 Airship RU2256584C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004103848/11A RU2256584C1 (en) 2004-02-10 2004-02-10 Airship

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004103848/11A RU2256584C1 (en) 2004-02-10 2004-02-10 Airship

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2256584C1 true RU2256584C1 (en) 2005-07-20

Family

ID=35842507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004103848/11A RU2256584C1 (en) 2004-02-10 2004-02-10 Airship

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256584C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015194991A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Николай Борисович ШУЛЬГИН "vestaplan" gliding helistat

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015194991A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Николай Борисович ШУЛЬГИН "vestaplan" gliding helistat
RU2578834C2 (en) * 2014-06-18 2016-03-27 Николай Борисович Шульгин Vestaplan-vertostat gliding and deployment methods thereof
CN106414234A (en) * 2014-06-18 2017-02-15 尼古拉·鲍里索维奇·舒尔金 'vestaplan' gliding helistat
GB2542102A (en) * 2014-06-18 2017-03-08 Borisowich Shulgin Nikolai "Vestaplan" gliding helistat
JP2017530892A (en) * 2014-06-18 2017-10-19 ボリソウィッチ シュルギン,ニコライ VESTAPLAN-Gliding helistat
CN106414234B (en) * 2014-06-18 2019-04-23 尼古拉·鲍里索维奇·舒尔金 Flight instruments

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021068457A1 (en) Stratospheric airship of large-scale rigid and flexible integrated structure
US8091826B2 (en) Aerostatic buoyancy control system
ES2537182T3 (en) Aircraft that includes aerodynamic structures
US4366936A (en) Aircraft having buoyant gas balloon
US7552893B2 (en) Airship & method of operation
US7156342B2 (en) Systems for actively controlling the aerostatic lift of an airship
JP3076842B1 (en) Super pressure type altitude airship
US7487936B2 (en) Buoyancy control system for an airship
US7131613B2 (en) High-altitude launching of rockets lifted by helium devices and platforms with rotatable wings
JP2592551B2 (en) airship
US9611025B2 (en) Additional systems and methods for long endurance airship operations using a free-flying tethered airship system
US8052082B1 (en) Optimized aerodynamic, propulsion, structural and operations features for lighter-than-air vehicles
US20070295859A1 (en) Heavy lift airship
US20150203184A1 (en) Sail-equipped amphibious aerostat or dirigible
RU2256584C1 (en) Airship
RU2702462C1 (en) Hybrid quadcopter
US20230234693A1 (en) Tactical hybrid stratospheric airship
CN111186552A (en) Stratospheric airship with fishtail-shaped film-surface type empennage
CN1876493A (en) Carbon fiber composite material manufactured helicopter capable of launching and landing from water and land
JP2002173092A (en) Airship and method for floating/starting it
RU2812823C1 (en) Semi-rigid airship
RU200915U1 (en) HYBRID AIRCRAFT
RU2178370C1 (en) Airship
RU2313472C2 (en) Propeller-driven flying vehicle "vistla-01"
RU2110443C1 (en) Lighter-than-air flying vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100211