RU2526123C1 - Aerostatic aircraft - Google Patents
Aerostatic aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526123C1 RU2526123C1 RU2013126717/11A RU2013126717A RU2526123C1 RU 2526123 C1 RU2526123 C1 RU 2526123C1 RU 2013126717/11 A RU2013126717/11 A RU 2013126717/11A RU 2013126717 A RU2013126717 A RU 2013126717A RU 2526123 C1 RU2526123 C1 RU 2526123C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working fluid
- heater
- balloon
- turbine
- energy
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к управляемым аэростатическим летательным аппаратам, в частности к дирижаблям, преимущественно к дирижаблям, снабженным автономными системами и установками энергообеспечения, использующими как различные виды топлива, так и возобновляемые источники энергии, например, энергию Солнца.The invention relates to controlled aerostatic aircraft, in particular to airships, mainly to airships equipped with autonomous systems and energy supply systems using both different types of fuel and renewable energy sources, for example, solar energy.
Известны дирижабли с энергоустановками, преобразующими первичную энергию в механическую энергию движителя или электроэнергию. Применяются также различные энергоустановки, преобразующие тепловую (солнечную или ядерную) энергию в электрическую энергию. Значительный потенциал имеют атомные энергоисточники, которые выгодно использовать при постоянной нагрузке, в то время как управляемым аэростатическим летательным аппаратам требуется нагрузка, переменная по стадиям полета и задачам. Помимо грузовых задач, особенно в районах, удаленных от транспортных магистралей, такие аппараты в основные сферы применения включают: патрулирование, специальный контроль линий электропередач и трубопроводов, фото- и видеосъемка, спасательные операции, а также элитный туризм. Как видно из приведенного перечисления особенностей работы энергогенерирующих систем для дирижаблей, существует задача использования и потребления энергии и для изменения несущей способности дирижаблей при их эксплуатации. Таким образом, возникает задача создания энергоустановок и систем, способных обеспечивать аэростатические летательные аппараты приводом движителя, различными видами бортовой энергии, а также несущей подъемной силой в требуемом по условиям потребления неравномерном режиме.Airships with power plants that convert primary energy into mechanical energy of a propulsion device or electricity are known. Various power plants are also used that convert thermal (solar or nuclear) energy into electrical energy. Nuclear power sources have significant potential, which are advantageous to use under constant load, while controlled aerostatic aircraft require a load that is variable in terms of flight stages and tasks. In addition to cargo tasks, especially in areas remote from highways, such devices in the main areas of application include: patrolling, special control of power lines and pipelines, photo and video shooting, rescue operations, as well as elite tourism. As can be seen from the above listing of the features of the operation of energy-generating systems for airships, there is the task of using and consuming energy to change the carrying capacity of airships during their operation. Thus, the problem arises of creating power plants and systems capable of providing aerostatic aircraft with a propulsion drive, various types of onboard energy, and also carrying lifting force in the uneven mode required by the conditions of consumption.
Энергетический потенциал атомных и возобновляемых источников энергии решит геополитические проблемы, связанные с неравномерностью размещения природных месторождений органического топлива, а также приведет к заметному восстановлению природного экологического потенциала и улучшению состояния окружающей среды, что привлекает эти энергоресурсы и для управляемых аэростатических летательных аппаратов.The energy potential of atomic and renewable energy sources will solve geopolitical problems associated with the uneven distribution of natural deposits of fossil fuels, as well as lead to a noticeable restoration of the natural ecological potential and improvement of the environment, which attracts these energy resources for controlled aerostatic aircraft.
В частности, предложен дирижабль, включающий корпус, воздушную камеру, автономную энергосистему для производства электроэнергии и нагревания воздуха воздушной камеры, а также ядерный жидкосолевой реактор с трехконтурной системой отвода тепла, состоящей из оборудования контура циркуляции расплава топливной солевой композиции, контура циркуляции расплава промежуточного солевого теплоносителя и контура циркуляции газообразного теплоносителя. По второму варианту дирижабль включает дополнительно теплообменник расплав топливной солевой композиции - расплав промежуточного солевого теплоносителя. По третьему варианту дирижабль включает дополнительно воздушную камеру в теплоизолированном корпусе. По четвертому варианту дирижабль включает дополнительно теплообменник и воздушную камеру в теплоизолированном корпусе (патент РФ на изобретение №2408496, дата публикации 2000.12.20). Недостатком данного решения является высокая стоимость и низкая эффективность энергоснабжения дирижабля, что связано с большими затратами на создание и эксплуатацию многоконтурной системы отвода тепла от жидкосолевого реактора (до 1500 дол. США/кВт).In particular, an airship is proposed, including a hull, an air chamber, an autonomous energy system for generating electricity and heating the air of an air chamber, as well as a nuclear liquid salt reactor with a three-circuit heat removal system, consisting of equipment for the circulation circuit of the melt of the fuel salt composition, the circuit of the melt circulation of the intermediate salt coolant and the circulation circuit of the gaseous coolant. According to the second variant, the airship further includes a heat exchanger melt of the fuel salt composition — a melt of the intermediate salt heat carrier. According to the third variant, the airship additionally includes an air chamber in a thermally insulated casing. According to the fourth variant, the airship additionally includes a heat exchanger and an air chamber in a thermally insulated casing (RF patent for the invention No. 2408496, publication date 2000.12.20). The disadvantage of this solution is the high cost and low efficiency of the airship’s energy supply, which is associated with the high costs of creating and operating a multi-circuit system for heat removal from a liquid salt reactor (up to 1,500 US dollars / kW).
Аналогом предлагаемого технического решения является также высотный дирижабль, предложенный в патенте на изобретение №2376687 (дата публикации: 20.12.2009), в котором используется регенеративная энергоустановка, предназначенная для перемещения дирижабля в окружающей среде, содержащая солнечную батарею, электрический привод винта с блоком управления, электрически соединенный с солнечной батареей, электролизер, электрически соединенный электролиниями с солнечной батареей, электрохимический генератор, электрически соединенный электролиниями с блоком управления электрического привода винта, блоки хранения и подачи водорода и кислорода, пневматически соединенные с электрохимическим генератором и электролизером, блок хранения и подачи воды, гидравлически соединенный с электрохимическим генератором и электролизером, насос, отличающаяся тем, что в нее введены камера смешивания, камера сгорания, турбина, на валу которой установлены компрессор и электрогенератор, регенеративный теплообменник и теплообменник-влагоотделитель, в котором установлен датчик уровня воды, соединенный каналами управления с насосом, при этом выход кислорода из электрохимического генератора соединен с первым входом в камеру смешивания, второй вход в камеру смешивания соединен с первым выходом регенеративного теплообменника, выход из камеры смешивания соединен с первым входом в камеру сгорания, второй вход в камеру сгорания соединен с выходом водорода из электрохимического генератора, выход из камеры сгорания соединен с входом в турбину, выход из турбины соединен с первым входом регенеративного теплообменника, второй вход в регенеративный теплообменник соединен с выходом воздуха из компрессора, второй выход регенеративного теплообменника соединен с входом газа теплообменника-влагоотделителя, выход воздуха из теплообменника-влагоотделителя соединен с входом воздуха в компрессор, выход воды из теплообменника-влагоотделителя соединен через насос с блоком хранения и подачи воды, а выход электрогенератора электрически соединен электролиниями с блоком управления электрического привода винта. Недостатки такого решения - низкий КПД и высокая стоимость установки.An analogue of the proposed technical solution is also a high-altitude airship, proposed in the patent for invention No. 2376687 (publication date: 12/20/2009), which uses a regenerative power plant designed to move the airship in the environment, containing a solar battery, an electric screw drive with a control unit, electrically connected to the solar battery, electrolytic cell, electrically connected by electric lines to the solar battery, electrochemical generator, electrically connected electric line and with an electric screw drive control unit, hydrogen and oxygen storage and supply units pneumatically connected to the electrochemical generator and electrolyzer, a water storage and supply unit hydraulically connected to the electrochemical generator and electrolyzer, a pump, characterized in that a mixing chamber is introduced into it, a combustion chamber, a turbine, on the shaft of which a compressor and an electric generator are installed, a regenerative heat exchanger and a heat exchanger-moisture separator, in which a water level sensor is installed, is connected the control channels with a pump, while the oxygen output from the electrochemical generator is connected to the first entrance to the mixing chamber, the second entrance to the mixing chamber is connected to the first output of the regenerative heat exchanger, the output from the mixing chamber is connected to the first entrance to the combustion chamber, and the second entrance to the combustion chamber connected to the hydrogen outlet from the electrochemical generator, the exit from the combustion chamber connected to the turbine inlet, the turbine outlet connected to the first inlet of the regenerative heat exchanger, the second inlet to the regenerator an active heat exchanger is connected to the air outlet from the compressor, the second outlet of the regenerative heat exchanger is connected to the gas inlet of the heat exchanger-moisture separator, the air outlet from the heat exchanger-moisture separator is connected to the air inlet to the compressor, the water outlet from the heat exchanger-moisture separator is connected through the pump to the water storage and supply unit, and the output of the generator is electrically connected by electric lines to the control unit of the electric drive of the screw. The disadvantages of this solution are low efficiency and high installation cost.
Более экономичное решение предложено в патенте РФ на изобретение №2390466 (дата публикации 27.05.2010), прототип, в котором аэростатический летательный аппарат содержит корпус, оболочку для несущего газа и энергетическую установку, выполненную в виде атомного реактора. Аппарат снабжен системой охлаждения активной зоны реактора и системой регулирования температуры несущего газа. Система охлаждения активной зоны реактора содержит теплообменник, первый контур охлаждения с циркуляционным насосом и второй контур охлаждения, предназначенный для отбора тепла от охладителя первого контура и снабженный циркуляционным насосом. Система регулирования температуры несущего газа выполнена в виде магистралей, снабженных циркуляционным насосом, подсоединенных к оболочке для несущего газа и проходящих через теплообменник. Недостатками данного решения являются относительно низкий КПД установки, связанный с необходимостью передачи тепловой энергии при использовании топливного раствора, высокая стоимость и необходимость дополнительного энергоисточника для нужд полезной нагрузки дирижабля.A more economical solution is proposed in the RF patent for invention No. 2390466 (publication date 05/27/2010), a prototype in which an aerostatic aircraft contains a body, a shell for carrier gas and a power plant made in the form of an atomic reactor. The apparatus is equipped with a reactor core cooling system and a carrier gas temperature control system. The reactor core cooling system comprises a heat exchanger, a first cooling circuit with a circulation pump and a second cooling circuit designed to collect heat from the primary circuit cooler and equipped with a circulation pump. The temperature control system of the carrier gas is made in the form of pipelines equipped with a circulation pump, connected to the shell for the carrier gas and passing through the heat exchanger. The disadvantages of this solution are the relatively low efficiency of the installation, associated with the need to transfer heat energy when using a fuel solution, the high cost and the need for an additional energy source for the needs of the airship payload.
Задачей изобретения является повышение мощности аппарата, дальности и крейсерской высоты полета, его общей энерговооруженности, экологической безопасности аппарата, возможности наземного применения для энергоснабжения надежности его работы, снижение стоимости доставки полезного груза, возможность применения возобновляемых природных источников энергии.The objective of the invention is to increase the power of the apparatus, range and cruising flight altitude, its overall power ratio, environmental safety of the apparatus, the possibility of ground-based use to supply reliability of its operation, reducing the cost of delivery of payload, the possibility of using renewable natural energy sources.
Поставленная задача решается тем, чтоThe problem is solved in that
в аэростатическом летательном аппарате, содержащем подъемный баллонет и энергетическую установку, включающую нагреватель, аэростатический летательный аппарат снабжен несущим баллонетом, подъемный баллонет заполнен рабочим телом энергетической установки, расположенной в энергогондоле, включающей компрессор, нагреватель, турбину, силовую нагрузку, магистралями рабочего тела соединенной с подъемным баллонетом;in an aerostatic aircraft containing a lifting balloon and an energy unit including a heater, the aerostatic aircraft is equipped with a supporting balloon, the lifting balloon is filled with the working fluid of an energy installation located in the energy nacelle, including a compressor, heater, turbine, power load, mains of the working fluid connected to the lifting ballonet;
- несущий баллонет секционирован и снабжен средством изменения его объема;- the carrying balloon is partitioned and equipped with a means of changing its volume;
- в качестве нагревателя выбран ядерный реактор или тепловой аккумулятор;- A nuclear reactor or heat accumulator is selected as a heater;
- в качестве рабочего тела выбран воздух, или гелий, или смесь гелия с водородом;- air, or helium, or a mixture of helium with hydrogen was chosen as the working fluid;
- подъемный баллонет снабжен средствами изменения его объема и теплообменником, охлаждаемым наружным воздухом;- the lifting balloon is equipped with means for changing its volume and a heat exchanger cooled by the outside air;
- в качестве силовой нагрузки, соединенной с турбиной, выбран электрогенератор или движитель;- as a power load connected to the turbine, an electric generator or propulsion device is selected;
- контур, образуемый компрессором, нагревателем и турбиной, снабжен байпасным регулируемым контуром;- the circuit formed by the compressor, heater and turbine is equipped with a bypass adjustable circuit;
- компрессор механически соединен с турбиной.- the compressor is mechanically connected to the turbine.
На чертеже дана схема аппарата, где 1 - несущий баллонет, 2 - подъемный баллонет, 3 - контур рабочего тела, 4 - энергогондола, 5 - компрессор, 6 - нагреватель, 7 - турбина, 8 - силовая нагрузка, 9 - байпасный контур, 10 - трубопровод подвода рабочего тела.The drawing shows a diagram of the apparatus, where 1 is the carrying balloon, 2 is the lifting balloon, 3 is the working fluid circuit, 4 is the energy nacelle, 5 is the compressor, 6 is the heater, 7 is the turbine, 8 is the power load, 9 is the bypass circuit, 10 - a pipeline for supplying a working fluid.
Аэростатический летательный аппарат (дирижабль) содержит несущий баллонет 1, соединенный с подъемным баллонетом 2, содержащим газообразное рабочее тело, поток которого 3 выводится из подъемного баллонета 2 в энергогондолу 4, в которой поток по контуру рабочего тела 3 направляется в компрессор 5, затем в сжатом виде нагревается в нагревателе 6 и поступает в турбину 7, которая служит приводом как компрессора, так и силовой нагрузки 8. После срабатывания на турбине 7 теплосодержания, полученного в нагревателе 6, поток рабочего тела возвращается трубопроводом подвода рабочего тела 10 в подъемный баллонет 2. Часть поток рабочего тела после турбины поступает в байпасный контур 9, который замыкается на вход в компрессор 5.The aerostatic aircraft (airship) contains a carrying balloon 1 connected to a lifting balloon 2 containing a gaseous working fluid, the flow of which 3 is discharged from the lifting balloon 2 into the energy nacelle 4, in which the flow along the contour of the working fluid 3 is directed to the compressor 5, then compressed the form is heated in the heater 6 and enters the turbine 7, which serves as a drive of both the compressor and the power load 8. After the heat content obtained in the heater 6 is activated on the turbine 7, the flow of the working fluid returns to boprovodom working fluid inlet 10 in the lifting ballonet 2. Part of the working fluid flow after the turbine flows into the bypass circuit 9 which is closed to the input of the compressor 5.
В зависимости от выбранного рабочего тела (воздух, или, гелий или смесь гелия с водородом) давление на входе рабочего тела в энергогондолу 4 выбирается близким к атмосферному, а плотность рабочего тела в компрессоре 5 может быть различной: от 0.1 кг/м3 (смесь гелия с водородом) до 0.8 (нагретый воздух), что может вызывать отличия в конструкции баллонетов 1 и 2 аппарата и его энергогондолы 4. В частности, для рабочего тела повышенной плотности может быть увеличен объем несущего баллонета 1, создающего основную подъемную силу аппарата. В качестве нагревателя 6 может быть выбран ядерный реактор или тепловой аккумулятор, заряжаемый, например, солнечными панелями на обшивке баллонетов 1 и 2 или сбросным теплом различных устройств на борту аппарата, для чего нагреватель может быть также снабжен узлом регенеративного теплообмена (не показан). Для отбора рабочего тела из подъемного баллонета 2, например в варианте выполнения его в виде двухстенной полости, в него могут быть введены подводные и отводные сильфонные трубки. Двустенная полость подъемного баллонета 2 может также быть секционирована и оборудована средствами изменения объема, также выполненными в виде сильфонов, снабженных, например, механическим, пневмо- или гидравлическим приводом, а также теплообменником, охлаждаемым наружным воздухом, что позволит ускорить изменение скорости спускания аппарата, а также уменьшить работу сжатия рабочего тела в компрессоре 5 в режиме съема накопленной энергии в нагревателе 6, например в варианте выполнения его в виде теплового аккумулятора, или при расхолаживании ядерного реактора, используемого в качестве нагревателя 6.Depending on the selected working fluid (air, or, helium or a mixture of helium and hydrogen), the pressure at the inlet of the working fluid into the energy nacelle 4 is chosen close to atmospheric, and the density of the working fluid in the compressor 5 can be different: from 0.1 kg / m 3 (mixture helium with hydrogen) to 0.8 (heated air), which can cause differences in the design of balloons 1 and 2 of the apparatus and its energy nacelle 4. In particular, for a working medium of increased density, the volume of the carrier balloon 1, which creates the main lifting force of the apparatus, can be increased. As a heater 6, a nuclear reactor or a heat accumulator can be selected, charged, for example, by solar panels on the casing of ballonettes 1 and 2 or by the waste heat of various devices on board the apparatus, for which the heater can also be equipped with a regenerative heat exchange unit (not shown). For the selection of the working fluid from the lifting balloon 2, for example, in the embodiment of its implementation in the form of a double-walled cavity, underwater and outlet bellows tubes can be introduced into it. The double-walled cavity of the lifting balloon 2 can also be partitioned and equipped with volume change means, also made in the form of bellows, equipped with, for example, a mechanical, pneumatic or hydraulic drive, as well as a heat exchanger cooled by external air, which will accelerate the change in the speed of descent of the apparatus, and also reduce the work of compression of the working fluid in the compressor 5 in the mode of removal of the stored energy in the heater 6, for example, in the embodiment, it is in the form of a heat accumulator, or when AANII nuclear reactor, used as a heater 6.
В свою очередь байпасный контур 9 позволяет изменять нагрузку нагревателя 6 и турбины 7 без изменения расхода и температуры рабочего тела, подаваемого в подъемный баллонет 2 через трубопровод подвода рабочего тела 10. Такое техническое решение позволит независимо менять скорость подъема аппарата и мощность силовой нагрузки 8.In turn, the bypass circuit 9 allows you to change the load of the heater 6 and the turbine 7 without changing the flow rate and temperature of the working fluid supplied to the lifting balloon 2 through the supply pipe of the working fluid 10. This technical solution will allow you to independently change the lifting speed of the apparatus and the power of the load 8.
Для снижения температуры рабочего тела и/или его конденсации трубопровод подвода рабочего тела 10 может быть соединен с охлаждающей стороны с аккумулятором холода (не показан), накопление холода в котором может осуществляться за счет низких температур окружающей среды или применения холодильных машин компрессионного или абсорбционного типа (не показаны). Рационально накапливать холод в виде бинарных ледяных смесей, так называемого «жидкого льда» (смесь воды, спирта и ингибирующей коррозию присадки).To reduce the temperature of the working fluid and / or its condensation, the supply line for the working fluid 10 can be connected on the cooling side to a cold accumulator (not shown), the accumulation of cold in which can be due to low ambient temperatures or the use of compression or absorption refrigeration machines ( not shown). It is rational to accumulate cold in the form of binary ice mixtures, the so-called "liquid ice" (a mixture of water, alcohol and a corrosion inhibiting additive).
Кроме того, вход в турбину 7 и выход из компрессора 5 снабжены регулируемыми клапанами.In addition, the inlet to the turbine 7 and the outlet from the compressor 5 are equipped with adjustable valves.
Принимая во внимание возможную неравномерность подвода тепловой энергии, например при использовании возобновляемых источников, таких как солнечная энергия, нагреватель 6 может быть подключен к дополнительному аккумулятору тепла, который в свою очередь рационально выполнить в виде герметичной теплоизолированной емкости, заполненной теплоаккумулирующим веществом: жидким, например водой или маслом, или твердым, например солями и оксидами щелочных и щелочно-земельных металлов, а также минералами с высокой теплоемкостью.Taking into account the possible unevenness in the supply of thermal energy, for example, when using renewable sources, such as solar energy, the heater 6 can be connected to an additional heat accumulator, which in turn is rationally made in the form of a sealed thermally insulated container filled with a heat-accumulating substance: liquid, for example water or oil, or solid, for example, salts and oxides of alkali and alkaline earth metals, as well as minerals with high heat capacity.
Работает данный аэростатический летательный аппарат (дирижабль) следующим образом на трех основных режимах: подъем, крейсерский и спуск. При нахождении аппарата на земле, в период наземной подготовки, производят заправку баллонетов 1 и 2 газовой средой, в частности подавая в подъемный баллонет 2 рабочее тело, например смесь гелия и водорода, хранящуюся в аккумуляторе рабочего тела, например, в изотермической типовой емкости при температуре -35°C и давлении 12 МПа, подачу ведут с нагревом до температуры окружающей среды в магистраль подвода рабочего тела 10 с предварительным дросселированием рабочего тела до окружающего давления. Перед подъемом поток рабочего тела 3 подают на вход компрессора 5, где сжимают, например, до давления 0.35 МПа, а затем в нагреватель 6, в котором при температуре, например, до 300°C нагревают, например, за счет аккумулированной тепловой энергии.This aerostatic aircraft (airship) operates as follows in three main modes: ascent, cruise and descent. When the apparatus is on the ground, during ground preparation, refuel the balloons 1 and 2 with a gas medium, in particular, feed a working fluid to the lifting balloon 2, for example, a mixture of helium and hydrogen stored in the accumulator of the working fluid, for example, in an isothermal type container at a temperature -35 ° C and a pressure of 12 MPa, the feed is carried out with heating to ambient temperature in the supply line of the working fluid 10 with preliminary throttling of the working fluid to ambient pressure. Before lifting, the flow of the working fluid 3 is fed to the inlet of the compressor 5, where it is compressed, for example, to a pressure of 0.35 MPa, and then to the heater 6, in which at a temperature, for example, up to 300 ° C is heated, for example, due to the accumulated thermal energy.
В режиме подъема нагретый поток рабочего тела 3 подают из нагревателя 6 на вход турбины 7, где рабочее тело расширяют до давления 0.1 МПа и температуры 70°C, после чего подают в магистраль подвода рабочего тела 10. Нагретое рабочее тело низкой плотности заполняет подъемный баллонет 2, что совместно с несущим баллонетом 1 позволяет обеспечить подъем дирижабля на крейсерскую высоту, где аппарат переходит в крейсерский режим, при котором энергия нагревателя 6, срабатываемая рабочим телом в турбине 7, используется в основном для привода силовой нагрузки 8, расходуемой на преодоление аэродинамического сопротивления воздуха (привод движителя, например винта) и обеспечение собственных нужд аппарата и его полезной нагрузки. В качестве силовой нагрузки 8 может использоваться электрогенератор, винт аппарата, маховик.In the lifting mode, the heated flow of the working fluid 3 is supplied from the heater 6 to the inlet of the turbine 7, where the working fluid is expanded to a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 70 ° C, after which it is fed to the supply line of the working fluid 10. The heated working fluid of low density fills the lifting balloon 2 that together with the carrier balloon 1 allows you to provide the rise of the airship to a cruising height, where the device goes into cruising mode, in which the energy of the heater 6, which is triggered by the working fluid in the turbine 7, is mainly used to drive power heating 8, spent on overcoming the aerodynamic drag of the air (propulsion drive, for example a propeller) and providing the apparatus's own needs and its payload. As a power load 8, an electric generator, a machine screw, and a flywheel can be used.
Изменяя температуру рабочего тела, регулируют подъемную силу, создаваемую подъемным баллонетом 2, тем самым управляя положением аппарата по высоте, что позволяет в широких пределах менять крейсерские режимы и обходиться без балласта.Changing the temperature of the working fluid, regulate the lifting force created by the lifting balloon 2, thereby controlling the position of the device in height, which allows you to change cruising modes over a wide range and do without ballast.
При спуске аппарата включается байпасный контур и байпасный поток 9 возвращает поток рабочего тела на вход в компрессор, минуя подвод рабочего тела 10.When the apparatus is lowered, the bypass circuit is switched on and the bypass stream 9 returns the flow of the working fluid to the compressor inlet, bypassing the supply of the working fluid 10.
В этом режиме могут использоваться как охлаждение рабочего тела окружающим аппарат воздухом в подъемном баллонете 2, например продувая воздух между стенками оболочки, так и механизм уменьшения объема подъемного баллонета 2, при котором механическим приводом сжимают оболочку подъемного баллонета 2, что позволяет за счет уменьшения объема рабочего тела уменьшить и подъемную силу, чему способствует одновременное увеличение давления рабочего тела и его плотности.In this mode, both the cooling of the working fluid by the air surrounding the apparatus in the lifting balloon 2 can be used, for example by blowing air between the walls of the shell, and the mechanism for reducing the volume of the lifting balloon 2, in which the shell of the lifting balloon 2 is compressed by a mechanical drive, which allows reducing the volume of the working balloon body to reduce the lifting force, which contributes to the simultaneous increase in the pressure of the working fluid and its density.
Тактико-технические характеристики аппарата можно оценить исходя из следующих показателей, приведенных в Таблице.The performance characteristics of the device can be estimated based on the following indicators shown in the Table.
Предложенный аэростатический летательный аппарат (дирижабль) по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами:The proposed aerostatic aircraft (airship) in comparison with the prototype has the following advantages:
- повышается мощность аппарата, дальность и крейсерская высота полета, его общая энерговооруженность, поскольку аппарат не требует энергии, подводимой в пиковом режиме от стороннего энергоисточника, принятой в прототипном техническом решении;- increases the power of the device, range and cruising flight altitude, its overall power ratio, since the device does not require energy supplied in peak mode from an external energy source, adopted in the prototype technical solution;
- повышается надежность работы установки и снижается стоимость доставки полезного груза и выполнения полетных заданий за счет резкого (на несколько порядков) снижения объема рабочего тела вне оболочки баллонета;- increases the reliability of the installation and reduces the cost of delivery of payload and flight tasks due to a sharp (by several orders of magnitude) reduction in the volume of the working fluid outside the shell of the balloon;
- обеспечивается полная экологическая безопасность аппарата, поскольку рабочее тело не выбрасывается в окружающую среду;- provides complete environmental safety of the apparatus, since the working fluid is not released into the environment;
- с помощью тепловых аккумуляторов установки запасается любое требуемое количество энергии, достаточное для обеспечения стабильной бесперебойной работы аппарата даже в периоды перерыва в подводе тепловой энергии от возобновляемого источника;- with the help of the thermal accumulators of the installation, any required amount of energy is stored sufficient to ensure stable uninterrupted operation of the device even during periods of interruption in the supply of thermal energy from a renewable source;
- обеспечивается возможность применения данного аппарата для выработки электроэнергии и снабжения различных объектов тепловой энергией в режиме разуплотненного графика их потребления в районах базирования аппарата;- it is possible to use this apparatus for generating electricity and supplying various objects with thermal energy in the mode of a decompressed schedule of their consumption in the areas where the apparatus is based;
- технически просто и надежно обеспечивается возможность изменения выработки энергии независимо от режима движения аппарата;- technically simple and reliable, the possibility of changing energy production is provided regardless of the mode of movement of the apparatus;
- обеспечивается возможность эффективной утилизации сбросного тепла различных тепловых двигателей, а также расширяется возможность применения возобновляемых природных источников энергии, обладающих значительным ресурсным потенциалом и в то же время высокой неравномерностью поступления их энергии, а также дополнительного повышения эффективности установки в холодные климатические периоды;- the possibility of efficient utilization of waste heat of various heat engines is provided, and the possibility of using renewable natural energy sources with significant resource potential and at the same time high unevenness of their energy supply, as well as an additional increase in installation efficiency in cold climates, is expanding;
- повышается надежность работы и снижается стоимость изготовления аппарата за счет умеренных по температуре и давлению параметров рабочего тела.- increased reliability and reduced manufacturing cost of the apparatus due to moderate in temperature and pressure parameters of the working fluid.
Дополнительным положительным свойством данного аппарата является возможность использования уже существующих материалов, технических решений и оборудования, необходимых для ее создания.An additional positive feature of this device is the ability to use existing materials, technical solutions and equipment necessary for its creation.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013126717/11A RU2526123C1 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Aerostatic aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013126717/11A RU2526123C1 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Aerostatic aircraft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2526123C1 true RU2526123C1 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=51384750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013126717/11A RU2526123C1 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Aerostatic aircraft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526123C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB276054A (en) * | 1926-05-14 | 1927-08-15 | Airship Guarantee Co Ltd | Improvements in or relating to lighter-than-air aircraft and to internal combustion engines therefor |
| US3096047A (en) * | 1962-01-05 | 1963-07-02 | Jr Edward D Dunn | Thermally controlled buoyant vehicle |
| RU2390466C1 (en) * | 2009-02-26 | 2010-05-27 | Олег Николаевич Морозов | Aerostat |
-
2013
- 2013-06-11 RU RU2013126717/11A patent/RU2526123C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB276054A (en) * | 1926-05-14 | 1927-08-15 | Airship Guarantee Co Ltd | Improvements in or relating to lighter-than-air aircraft and to internal combustion engines therefor |
| US3096047A (en) * | 1962-01-05 | 1963-07-02 | Jr Edward D Dunn | Thermally controlled buoyant vehicle |
| RU2390466C1 (en) * | 2009-02-26 | 2010-05-27 | Олег Николаевич Морозов | Aerostat |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7654073B2 (en) | Power generating systems and methods | |
| US9162770B2 (en) | Electric drive device for an aircraft | |
| US4873828A (en) | Energy storage for off peak electricity | |
| US7958731B2 (en) | Systems and methods for combined thermal and compressed gas energy conversion systems | |
| US9540960B2 (en) | Low energy nuclear thermoelectric system | |
| CN105971768A (en) | Self-pressurization supply system based on regenerative cooling | |
| CN205906226U (en) | A new forms of energy hybrid power supply system for high altitude unmanned aerial vehicle | |
| CN101576330A (en) | Airborne combined cooling and heating system and method for all-electric aircraft | |
| CN106218849A (en) | Aerial wind energy power station formula aircraft and aerial fixing aircraft device | |
| US10475980B2 (en) | Thermoelectric vehicle system | |
| CN103711535A (en) | Environment thermal energy conversion method and device used for providing power through environment thermal energy | |
| US10480353B2 (en) | Cryogenic power extraction | |
| US20220074373A1 (en) | System and method for sustainable generation of energy | |
| CN107585316A (en) | A kind of new energy mixed power supply system for High Altitude UAV | |
| US11591957B2 (en) | Energy storage apparatus and method | |
| CN101604933B (en) | Power generation system with hydrogen-alkali metal thermoelectric direct converter | |
| EP3891097B1 (en) | Heat sink for electrical device | |
| RU2526123C1 (en) | Aerostatic aircraft | |
| CN102472119A (en) | Device for driving a motor vehicle | |
| CN112249292A (en) | Full electric propulsion system of liquid hydrogen high-temperature superconducting motor | |
| CN114248899A (en) | Zero-carbon ship power system and method for driving ship | |
| KR101716487B1 (en) | Double-tube structure of the airship and electrical energy supply and transport systems using the same | |
| CN110374746B (en) | Marine multiphase range-extending energy storage system and ship with same | |
| CN104832234B (en) | A kind of dynamical system burnt with organic Rankine bottoming cycle based on dilute catalyst phase | |
| EP4166455A1 (en) | Method and system for transmitting energy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160405 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160612 |