RU2612071C2 - Aerostatic apparatus - Google Patents

Aerostatic apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2612071C2
RU2612071C2 RU2015130681A RU2015130681A RU2612071C2 RU 2612071 C2 RU2612071 C2 RU 2612071C2 RU 2015130681 A RU2015130681 A RU 2015130681A RU 2015130681 A RU2015130681 A RU 2015130681A RU 2612071 C2 RU2612071 C2 RU 2612071C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
platform
cargo
vpa
deck
Prior art date
Application number
RU2015130681A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015130681A (en
Inventor
Вильям Владимирович Ленин
Original Assignee
Вильям Владимирович Ленин
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 Вильям Владимирович Ленин filed Critical Вильям Владимирович Ленин
Priority to RU2015130681A priority Critical patent/RU2612071C2/en
Publication of RU2015130681A publication Critical patent/RU2015130681A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2612071C2 publication Critical patent/RU2612071C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64BLIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/22Arrangement of cabins or gondolas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/06Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D9/00Equipment for handling freight; Equipment for facilitating passenger embarkation or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Ship Loading And Unloading (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: aerostatic apparatus includes a disk-shaped sheath consisting of a lower part, which is used to regulate the capability of carrying, top part, and direct lift control system. Apparatus is equipped with a semi-rigid frame, platform and management system. Semi-rigid frame consists of larger, two medium and two small power rings connected by straps of synthetic fabric, six racks rigidly connected to the medium power rings. The platform consists of freight, passenger and technical decks and six screw devices of fastening platform to the ground. Management system includes subsystems of lift control, balancing of the platform and stabilizing the angle of attack shell. Each part of the shell consists of a disc-shaped and ball-shaped portions which are bonded by a semi-rigid frame and form the total surface of the shell of ogival shape. Inside the spherical shell sections air ballonettes are available for lift control. The platform is suspended to the shell on the frame racks. Cargo deck includes two cargo hangars of large capacity and freight air corridor whose entrance gates' leaves serve as horizontal steering control on-course.
EFFECT: invention provides high stability in flight and in the parking lot.
6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области воздухоплавания, а именно к грузовым и грузопассажирским воздухоплавательным аппаратам (ВПА) для перевозки полезных грузов весом порядка 100 тн на расстояние до 5000 км в отдаленные, труднодоступные районы страны.The invention relates to the field of aeronautics, and in particular to cargo and passenger-and-passenger aeronautical devices (VPA) for the transportation of useful goods weighing about 100 tons to a distance of 5000 km in remote, inaccessible areas of the country.

Известные проекты ВПА большой грузоподъемности (100 тн и более) имеют конструкции корпусов, как правило, жесткого и полужесткого типов, удлиненной обтекаемой формы. При этом ВПА имеют большие размеры конструкций корпусов и силовых каркасов, способных выдерживать большие массовые, аэростатические, аэродинамические и инерционные нагрузки. С повышением грузоподъемности и размеров ВПА вес, сложность и стоимость таких проектов существенно возрастают. Применение новых конструкционных материалов позволяет снизить вес изделия, но еще более увеличивает его стоимость. Увеличение количества элементов корпусов и силовых каркасов снижает надежность изделия, усложняет процессы проектирования, изготовления, технического обслуживания и ремонта, требует наличия необходимой производственной и транспортной инфраструктуры. Сложность реализации и высокая стоимость таких проектов является одной из основных причин того, что в настоящее время нет ни одного реализованного проекта ВПА большой грузоподъемности, хотя еще в первой половине 20 века такие проекты были успешно реализованы и доказали свою эффективность.The well-known designs of high-capacity VPA (100 tons and more) have body structures, usually of rigid and semi-rigid types, of elongated streamlined shape. At the same time, VPA have large sizes of structures of cases and power frames, capable of withstanding large mass, aerostatic, aerodynamic and inertial loads. With the increase in the carrying capacity and size of the VPA, the weight, complexity and cost of such projects increase significantly. The use of new structural materials can reduce the weight of the product, but further increases its cost. An increase in the number of housing elements and power frames reduces the reliability of the product, complicates the design, manufacture, maintenance and repair processes, requires the necessary production and transport infrastructure. The complexity of the implementation and the high cost of such projects is one of the main reasons that at present there is not a single large-capacity military-industrial project implemented, although in the first half of the 20th century such projects were successfully implemented and proved to be effective.

Аналогом заявляемого ВПА может служить многоцелевой дирижабль жесткой конструкции патент RU 2507111, МПК В64В 1/58, дата публикации патента 20.02.2014. Дирижабль конструкции жесткого типа, корпус его по форме может быть классическим сигарообразным, в виде диска или двояковыпуклой линзы. Внутренняя оболочка для несущего газа разделена на две части - верхнюю и нижнюю. Нижняя часть оболочки предназначена для регулирования грузоподъемности дирижабля. Откачиваемый из нижней оболочки газ, при снижении дирижабля, сжимается и хранится в пустотелых силовых элементах конструкции или в специальных резервуарах. Силовая установка - два дизельгенератора. На верхней части дирижабля расположены 6 или 8 электродвигателей с воздушными винтами реверсивного типа для участия в выполнении маневров «подъем-спуск» (взлет-посадка). Дирижабль оборудован системой для перевозки грузов на внешней подвеске, которая вместе с самоориентирующимся шасси выполняет роль швартовочного устройства при стоянке дирижабля на специально оборудованных площадках с твердым покрытием. В центре площадки закрепляется центральный швартовочный элемент (кольцо, стропа). Для выполнения различных видов работ дирижабль должен быть дооборудован легкосъемным оборудованием.An analogue of the claimed VPA can serve as a multi-purpose airship of a rigid construction, patent RU 2507111, IPC ВВВ 1/58, patent publication date 02/20/2014. The airship is of a rigid type, its body in shape can be a classic cigar-shaped, in the form of a disk or a biconvex lens. The inner shell for the carrier gas is divided into two parts - the upper and lower. The lower part of the shell is designed to regulate the carrying capacity of the airship. Gas evacuated from the lower shell, with a decrease in the airship, is compressed and stored in the hollow force elements of the structure or in special tanks. Power plant - two diesel generators. On the upper part of the airship there are 6 or 8 electric motors with reverse propellers for participation in the maneuvers "rise-descent" (take-off and landing). The airship is equipped with a system for transporting goods on an external sling, which, together with a self-orientating chassis, acts as a mooring device when the airship is parked on specially equipped paved areas. The central mooring element (ring, sling) is fixed in the center of the platform. To perform various types of work, the airship must be equipped with easily removable equipment.

Признаки аналога, совпадающие с заявленным ВПА: назначение - дирижабль предназначен для выполнения современных авиационных работ с наименьшими затратами; конструкция оболочки для подъемного газа, одна из частей которой используется для регулирования грузоподъемности дирижабля; откачиваемый из нижней оболочки газ сжимается и хранится в специальных резервуарах; на верхней части дирижабля расположены электродвигатели с воздушными винтами реверсивного типа для выполнения маневров по высоте; при посадке дирижабля на оборудованной площадке возможно закрепление его с помощью центрального швартовочного элемента. К недостаткам данной конструкции, в дополнение к указанному в описании, можно отнести следующие: при приземлении дирижабль может закрепиться только на специально оборудованной площадке. На любой грунтовой площадке такой возможности нет; основным способом транспортировки грузов является транспортировка на внешней подвеске, в качестве которой используется четырехстоечное шасси, предназначенное для использования на подготовленной площадке с твердым покрытием. Следовательно, устойчивость и безопасность дирижабля на грунтовой площадке не обеспечена.Signs of an analogue that coincide with the declared VPA: purpose - the airship is designed to perform modern aviation work at the lowest cost; the design of the shell for the lifting gas, one of the parts of which is used to regulate the carrying capacity of the airship; the gas pumped out from the lower shell is compressed and stored in special tanks; on the upper part of the airship are electric motors with reversible-type propellers for performing height maneuvers; when landing the airship on an equipped site, it is possible to fix it with the help of a central mooring element. The disadvantages of this design, in addition to those specified in the description, include the following: when landing, the airship can only be fixed on a specially equipped platform. On any unpaved site there is no such possibility; The main method of cargo transportation is transportation on an external sling, which uses a four-post chassis designed for use on a prepared site with a hard surface. Consequently, the stability and safety of the airship on a dirt site is not ensured.

Наиболее близким аналогом заявляемого ВПА может служить грузовой дирижабль большой грузоподъемности (от нескольких сотен до тысяч тонн), с полужесткой конструкцией корпуса, дискообразной формы, патент RU 2317226 МПК В64В 1/08, В64В 1/22, дата опубликования 20.02.2008. Полужесткий корпус дирижабля имеет хорошо обтекаемую дискообразную форму. Жесткий силовой каркас, рассчитанный на грузоподъемность в несколько тысяч тонн, соединяет силовой остов с полым силовым тором. Верхняя и нижняя части корпуса дирижабля заполняются баллонами (секциями) с несущим газом. Секции нижней части корпуса заполняются несущим газом в соответствии с требуемой грузоподъемностью дирижабля. Средство управления подъемной силой осуществляет подачу несущего газа в секции нижней части оболочки или его откачку и сжатие, подачу в хранилище для сжатого газа. Предусмотрена возможность изменения положения грузового отсека по вертикальной оси в соответствии с уровнем заполнения несущим газом нижней части оболочки. Это позволяет при посадке устанавливать грузовой отсек на площадку и обеспечивает выполнение погрузо-разгрузочных работ на нулевом уровне по высоте, что весьма важно при большой грузоподъемности дирижабля. Объем полого силового тора используется для размещения в нем кабины управления, оборудования дирижабля, объектов жилого и производственного назначения. При посадке силовой тор своими опорами устанавливается на землю. При этом верхний сегмент дискообразного корпуса на стоянке может использоваться в качестве эллинга.The closest analogue of the proposed VPA can serve as a cargo airship with a large capacity (from several hundred to thousands of tons), with a semi-rigid hull structure, disk-shaped, patent RU 2317226 IPC V64V 1/08, V64V 1/22, publication date 02/20/2008. The semi-rigid airship has a streamlined disc-shaped shape. A rigid power frame, designed for a carrying capacity of several thousand tons, connects the power skeleton with a hollow power torus. The upper and lower parts of the airship body are filled with balloons (sections) with carrier gas. The sections of the lower part of the hull are filled with carrier gas in accordance with the required carrying capacity of the airship. The lifting force control means delivers the carrier gas to the sections of the lower part of the shell, or pumps and compresses it, and supplies it to the storage for compressed gas. It is possible to change the position of the cargo compartment along the vertical axis in accordance with the level of filling with carrier gas of the lower part of the shell. This allows you to set the cargo compartment on the platform during landing and ensures that loading and unloading operations are carried out at a zero level in height, which is very important for a large airship. The volume of the hollow power torus is used to place the control cabin, airship equipment, residential and industrial facilities in it. When landing, the power torus is mounted on the ground with its supports. In this case, the upper segment of the disk-shaped body in the parking lot can be used as a boathouse.

Признаки аналога, совпадающие с заявленным ВПА: назначение - грузовой дирижабль большой грузоподъемности; дискообразная форма корпуса (оболочки); внутренняя оболочка, состоящая из двух сегментов, при этом нижняя часть оболочки является элементом системы управления подъемной силой; средство управления подъемной силой с хранилищем для сжатого газа; выполнение погрузо-разгрузочных работ на нулевом уровне по высоте.Signs of an analogue that coincide with the declared VPA: purpose - heavy-duty cargo airship; disk-shaped body (shell); the inner shell, consisting of two segments, while the lower part of the shell is an element of the lift control system; lift control with storage for compressed gas; loading and unloading at a zero level in height.

Недостатками прототипа являются: усложнение и увеличение веса силовых конструкций; подъемный механизм грузового отсека при весе груза в сотни и тысячи тонн дополнительно усложняет конструкцию и увеличивает вес силового остова корпуса, снижает надежность дирижабля; потребность в дирижаблях такой грузоподъемности не может быть достаточно высокой, следовательно, нельзя организовать массовое производство, а стоимость единичных экземпляров таких изделий будет непомерно высокой; изобретение направлено на решение задачи создания дирижабля большой грузоподъемности (тысячи тонн) при одновременном обеспечении высокой надежности, долговечности, простоты и удобства строительства и обслуживания, а также снижения материальных затрат на строительство и обслуживание. Поставленная задача трудновыполнима в силу противоречивости ее условий. При всех достоинствах данной конструкции дирижабля реализация такого изобретения представляется очень сложной, дорогостоящей и поэтому маловероятной.The disadvantages of the prototype are: the complication and weight increase of power structures; the lifting mechanism of the cargo compartment with a cargo weight of hundreds and thousands of tons additionally complicates the design and increases the weight of the power skeleton of the hull, reduces the reliability of the airship; the need for airships of such carrying capacity cannot be high enough, therefore, mass production cannot be organized, and the cost of single copies of such products will be prohibitive; the invention is aimed at solving the problem of creating a large-capacity airship (thousands of tons) while ensuring high reliability, durability, simplicity and ease of construction and maintenance, as well as reducing material costs for construction and maintenance. The task is difficult due to the inconsistency of its conditions. With all the advantages of this design of the airship, the implementation of such an invention seems very complicated, expensive and therefore unlikely.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание эффективного и экологичного воздухоплавательного транспортного средства для обеспечения жизнедеятельности удаленных населенных пунктов и промышленных объектов Сибири, Дальнего Востока и Крайнего севера, а также для решения многих специальных задач МО, МЧС и других министерств и ведомств, например, Рослесхоза, обладающего большим экспортным потенциалом, но труднореализуемым в связи с отсутствием необходимых транспортных средств для заготовки и транспортировки древесины.The task to which the claimed invention is directed is to create an effective and environmentally friendly aeronautical vehicle to ensure the livelihoods of remote settlements and industrial facilities in Siberia, the Far East and the Far North, as well as to solve many special tasks of the Ministry of Defense, Ministry of Emergencies and other ministries and departments, for example, Rosleskhoz, which has great export potential, but is difficult to implement due to the lack of necessary vehicles for harvesting and transportation tran sportation wood.

Второй частью задачи является создание такой конструкции ВПА, которую можно производить в промышленных масштабах и эксплуатировать в сложившихся сегодня условиях почти полного отсутствия производственной и транспортной инфраструктуры для воздухоплавательных средств. В связи с этим, особо важное значение имеют простота конструкции, технологичность и приемлемая стоимость изделия.The second part of the task is to create such a design of the VPA, which can be produced on an industrial scale and operated in the current conditions of the almost complete absence of production and transport infrastructure for aeronautics. In this regard, simplicity of design, manufacturability and reasonable cost of the product are of particular importance.

Техническим результатом осуществления изобретения является создание ВПА со следующими характеристиками:The technical result of the invention is the creation of VPA with the following characteristics:

грузовые и грузопассажирские перевозки полезных грузов порядка 100 тн на расстояние до 5000 км в отдаленные, труднодоступные районы страны;freight and passenger-and-freight transportation of payloads of the order of 100 tons to a distance of 5000 km to remote, inaccessible areas of the country;

возможность осуществления посадки на любую ровную грунтовую площадку и загрузку/выгрузку грузов на нулевом уровне по высоте;the ability to land on any level ground and load / unload cargo at zero height;

грузовая палуба содержит два грузовых ангара площадью 800 м кв каждый, высота помещений грузовой палубы 4,5 м;the cargo deck contains two cargo hangars with an area of 800 sq m each, the height of the cargo deck premises is 4.5 m;

устойчивость ВПА в полете и на стоянке;stability of VPA in flight and in the parking lot;

простота и технологичность конструкции ВПА.simplicity and manufacturability of the VPA design.

Указанный технический результат достигается тем, что в ВПА используется конструкция с мягкой оболочкой дискообразной оживальной формы, две основные части которой, центральная - шар и опоясывающий шар - диск, разделены в вертикальной плоскости на шесть секций-секторов каждая, внутри секций оболочки шар размещены воздушные баллонеты и оболочка шар выполняет функции элемента системы управления подъемной силой; части оболочки шар и диск скреплены снаружи полужестким каркасом, состоящим из пяти силовых колец, соединенных ремнями из синтетической ткани, и шести стоек, жестко соединенных со средними кольцами, на которых к оболочке подвешена платформа, состоящая из трех палуб и обеспечивающая посадку ВПА на любую ровную грунтовую площадку и закрепление на ней с помощью шести шнековых устройств крепления платформы к грунту; грузовая палуба платформы содержит два грузовых ангара большой вместимости и транспортно-воздушный коридор, который обеспечивает выполнение грузовых операций на нулевом уровне по высоте и управление ВПА по курсу; пассажирская палуба платформы позволяет создать комфортные условия для экипажа и пассажиров, создать грузопассажирскую модель ВПА; система управления ВПА содержит подсистемы управления подъемной силой, балансировки платформы и стабилизации угла атаки оболочки, точной посадки на базовой площадке; конструкция с подвешенной к мягкой дискообразной оболочке платформой обладает высокой устойчивостью в полете и на стоянке; конструкция ВПА отличается простотой и технологичностью, позволяет упростить процессы изготовления элементов, сборки и эксплуатации ВПА.The specified technical result is achieved by the fact that the VPA uses a design with a soft shell of a disk-shaped animated shape, the two main parts of which, the central one is a ball and a girdle is a disk, are divided in a vertical plane into six sections-sectors each, air balloons are placed inside the shell sections and the shell of the ball acts as an element of the lift control system; parts of the shell, the ball and the disk are fastened on the outside with a semi-rigid frame, consisting of five power rings connected by synthetic fabric belts, and six racks rigidly connected to the middle rings, on which a platform consisting of three decks is suspended from the shell and allows the VPA to land on any level soil platform and fixing on it using six screw devices for attaching the platform to the ground; the cargo deck of the platform contains two large-capacity cargo hangars and a transport-air corridor, which ensures cargo operations at a zero level in height and control of the air traffic control at the heading; the passenger deck of the platform allows you to create comfortable conditions for the crew and passengers, to create a cargo-passenger model of the VPA; VPA control system contains subsystems for lifting force control, platform balancing and stabilization of the angle of attack of the shell, accurate landing at the base site; the design with a platform suspended from a soft disk-shaped shell is highly stable in flight and in the parking lot; VPA design is simple and manufacturable, it allows to simplify the manufacturing processes of elements, assembly and operation of VPA.

Реализация поставленной задачи достигается осуществлением следующих существенных признаков предлагаемого изобретения.The implementation of the task is achieved by the implementation of the following essential features of the invention.

Мягкая оболочка дискообразной оживальной формы состоит из центральной части шар и плотно облегающей шар в горизонтальной плоскости части диск, разделенных на шесть секций-секторов в вертикальных плоскостях каждая; внутри секций оболочки шар размещены воздушные баллонеты, объем которых позволяет регулировать подъемную силу ВПА в соответствии с заданной грузоподъемностью. Каждая секция оболочки диск соединена с соприкасающейся с ней секцией шар патрубком газового шланга с защитным клапаном, рассчитанным на предельно допустимое давление в оболочке диск.The soft shell of a disk-shaped animated shape consists of the central part of the ball and the tight-fitting ball in the horizontal plane of the disk part, divided into six sections-sectors in vertical planes each; air balloons are placed inside sections of the balloon shell, the volume of which allows you to adjust the lifting force of the VPA in accordance with a given load capacity. Each section of the disk shell is connected to the ball section in contact with it by a pipe of a gas hose with a protective valve designed for the maximum permissible pressure in the disk shell.

Полужесткий каркас состоит из пяти силовых колец, соединенных синтетическими ремнями, скрепляющими воедино части и секции оболочки, и из шести стоек, сваренных в сборку трех труб из алюминиевого сплава и жестко соединенных со средними кольцами, на которых к оболочке подвешена платформа. Трубы стоек используются для подачи несущего газа в секции оболочки и воздуха в баллонеты, а также для подвода к оболочке кабелей газовой автоматики и сигнальных огней.A semi-rigid frame consists of five power rings connected by synthetic belts, fastening the parts and sections of the shell together, and of six posts welded into an assembly of three pipes of aluminum alloy and rigidly connected to the middle rings on which the platform is suspended from the shell. Rack pipes are used to supply carrier gas to the shell section and air to the ballonet, as well as to supply gas automation cables and signal lights to the shell.

Платформа выполнена отдельным элементом ВПА, имеет форму плоского диска с отношением высоты к диаметру 0,133, подвешенного к оболочке на шести стойках. Конструкция с подвешенной к мягкой дискообразной оболочке платформой обладает высокой устойчивостью в полете и на стоянке. Платформа состоит из трех палуб, на которых размещено все оборудование ВПА, экипаж и пассажиры, перевозимые грузы и запасы материальных средств. Платформа позволяет произвести посадку на любую ровную грунтовую площадку и закрепиться на ней с помощью шести шнековых устройств, вкручивающихся в грунт при посадке.The platform is made by a separate element of the VPA, has the form of a flat disk with a height to diameter ratio of 0.133, suspended from the shell on six racks. The design with a platform suspended from a soft disk-shaped shell is highly stable in flight and in the parking lot. The platform consists of three decks, on which all VPA equipment, crew and passengers, cargo and supplies are located. The platform allows you to land on any flat dirt platform and fix on it using six screw devices, screwed into the ground during landing.

Техническая палуба платформы содержит основания (опоры) и нижнюю часть восьми емкостей (баков) для сжатого газа, опорные силовые конструкции грузовой палубы ВПА, основания шести стоек полужесткого каркаса с установленными на них устройствами крепления платформы к грунту на стоянке, четыре грузовые лебедки для перевозки грузов на внешней подвеске и центральную лебедку-якорь, емкости для жидкостей, соединительные устройства для подключения к наземным инженерным коммуникациям.The technical deck of the platform contains bases (supports) and the lower part of eight containers (tanks) for compressed gas, supporting power structures of the VPA cargo deck, the bases of six racks of a semi-rigid frame with devices for attaching the platform to the ground in the parking lot, four cargo winches for transporting goods on the external sling and the central winch-anchor, containers for liquids, connecting devices for connecting to ground utilities.

На грузовой палубе платформы расположены восемь баков для сжатого газа (средняя часть баков по высоте), компрессоры, дизельгенераторы, один двигатель двигательной установки, опорные конструкции третьего уровня, два грузовых ангара большой вместимости, с возможностью перевозки крупногабаритных грузов в ангарах, транспортно-воздушный коридор между ангарами.On the cargo deck of the platform there are eight tanks for compressed gas (the middle part of the tanks in height), compressors, diesel generators, one engine of the propulsion system, supporting structures of the third level, two cargo hangars of large capacity, with the possibility of transporting bulky goods in hangars, a transport and air corridor between the hangars.

Транспортно-воздушный коридор на стоянке используется для загрузки/выгрузки грузов на нулевом уровне по аппарели для въезда в ангары погрузчиков и автомобилей; во время полета двери ангаров закрыты и транспортный коридор превращается в воздуховод для работающего тягового двигателя, установленного на переднем крае палубы, а в конце воздуховода открытые створки въездных ворот на грузовую палубу служат рулевыми поверхностями горизонтального руля.The transport-air corridor in the parking lot is used to load / unload goods at level zero on the ramp for entry into the hangars of loaders and cars; during the flight, the hangar doors are closed and the transport corridor turns into an air duct for a working traction engine installed on the front edge of the deck, and at the end of the duct, the open doors of the entrance gates to the cargo deck serve as the steering surfaces of the horizontal rudder.

Пассажирская палуба, в передней части которой расположена кабина управления и бортовой комплекс аппаратуры управления, каюты членов экипажа, технические помещения; в кормовой части палубы расположена смотровая кабина с запасным комплектом аппаратуры управления, каюты пассажиров, вспомогательные помещения. Площадь секторов пассажирской палубы может быть изменена в зависимости от модификации ВПА, грузовой или грузопассажирской, изменением внутреннего радиуса секторов или величины центрального угла. Конструкция пассажирской палубы платформы позволяет создать комфортные условия для экипажа и пассажиров.Passenger deck, in front of which there is a control cabin and an onboard complex of control equipment, crew cabins, technical rooms; in the aft deck there is an observation cabin with a spare set of control equipment, passenger cabins, auxiliary rooms. The area of the passenger deck sectors can be changed depending on the modification of the VPA, cargo or passenger, changing the internal radius of the sectors or the value of the central angle. The design of the passenger deck of the platform allows you to create comfortable conditions for the crew and passengers.

* Четыре двигателя внутреннего сгорания с тянущим воздушным винтом, с регулируемым вектором тяги установлены на верхнем перекрытии пассажирской палубы; изменяя направление вектора тяги, эти двигатели позволяют увеличить скорость маневрирования по высоте.* Four internal combustion engines with a pulling propeller, with an adjustable thrust vector are installed on the upper floor of the passenger deck; By changing the direction of the thrust vector, these engines allow you to increase the speed of maneuvering in height.

* Система управления подъемной силой, в состав которой входят секции оболочки шар и диск, газовые компрессоры, емкости для хранения сжатого газа, газопроводы и арматура, средства газовой автоматики, блок управления.* The lift control system, which includes sections of the shell of the ball and disk, gas compressors, containers for storing compressed gas, pipelines and fittings, gas automation, control unit.

Система балансировки платформы ВПА и стабилизации угла атаки оболочки при воздействии на нее скоростного напора состоит из трех емкостей с неприкосновенным запасом топлива для двигателей, трубопроводов, насосов и блока управления.The system for balancing the VPA platform and stabilizing the angle of attack of the shell when it is subjected to high-speed pressure consists of three tanks with an untouchable fuel supply for engines, pipelines, pumps and a control unit.

Система точной посадки на базовую площадку, в состав которой входят лазерное устройство наведения и лебедка-якорь на борту ВПА, а на базовой площадке - лазерные уголковые отражатели по краю площадки и в центре площадки электромагнитный приемник якоря с захватом.An accurate landing system on the base platform, which includes a laser guidance device and an anchor winch on board the VPA, and on the base platform, laser corner reflectors at the edge of the platform and in the center of the platform, an electromagnetic armature receiver with a grip.

Конструкция ВПА отличается простотой и технологичностью, позволяющей значительно упростить процессы производства и эксплуатации ВПА.The design of the VPA is simple and manufacturable, which can significantly simplify the production and operation of the VPA.

Все существенные признаки, кроме двух, помеченных звездочкой, являются отличительными от наиболее близкого аналога.All significant features, except for two marked with an asterisk, are distinctive from the closest analogue.

Изобретение поясняется чертежем, где на фиг. 1 представлен общий вид ВПА, вид спереди, на фиг. 2 - чертеж грузовой палубы, вид сверху, на фиг. 3 - чертеж пассажирской палубы, вид сверху.The invention is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of the VPA, a front view, in FIG. 2 is a drawing of a cargo deck, a top view, in FIG. 3 is a drawing of a passenger deck, top view.

Позициями на чертеже отмечены:The positions in the drawing are marked:

1. Часть оболочки диск.1. Part of the disk shell.

2. Часть оболочки шар.2. Part of the shell balloon.

3. Силовые кольца полужесткого каркаса: большое кольцо, два средних кольца.3. Power rings of a semi-rigid frame: a large ring, two middle rings.

4. Стойки полужесткого каркаса, шесть стоек.4. Racks of a semi-rigid frame, six racks.

5. Тросовые растяжки стоек.5. Cable extensions struts.

6. Платформа ВПА.6. The VPA platform.

7. Пассажирская палуба платформы.7. Passenger deck platform.

8. Кабина управления.8. The control cabin.

9. Грузовая палуба платформы.9. Cargo deck platform.

10. Двигатели двигательной установки.10. Propulsion engines.

11. Грузовые ангары.11. Cargo hangars.

12. Техническая палуба.12. Technical deck.

13. Стенки баков для сжатого газа.13. The walls of the tanks for compressed gas.

14. Восемь баков для сжатого газа.14. Eight tanks for compressed gas.

15. Транспортно-воздушный коридор.15. Transport and air corridor.

16. Стены ангаров с въездными дверями.16. Walls of hangars with entrance doors.

17. Аппарель для въезда на грузовую палубу.17. The ramp to enter the cargo deck.

18. Въездные ворота для въезда на грузовую палубу.18. Entrance gate to enter the cargo deck.

19. Каюты экипажа, вспомогательные помещения.19. Crew cabins, auxiliary facilities.

20, 21. Секторы пассажирской палубы.20, 21. Sectors of the passenger deck.

22. Кольцевая зона пассажирской палубы.22. The annular zone of the passenger deck.

23. Смотровая кабина, ЗИП.23. Viewing cabin, spare parts.

24. Каюты для пассажиров, вспомогательные помещения.24. Cabins for passengers, auxiliary facilities.

25. Открытые проемы в грузовую палубу.25. Openings to the cargo deck.

26. Перекрытие транспортно-воздушного коридора.26. Overlap of the transport-air corridor.

27. Лестница входа на пассажирскую палубу.27. Staircase to the passenger deck.

Заявлен Воздухоплавательный аппарат, предназначенный для перевозки полезных грузов и пассажиров общим весом порядка 100 тн на дальность до 5000 км. Особенностью данного ВПА большой грузоподъемности является использование конструкции с мягкой оболочкой и полужестким каркасом, скрепляющим части оболочки снаружи и соединяющим оболочку с подвешенной к ней платформой.An aeronautical device intended for the transport of useful goods and passengers with a total weight of about 100 tons for a range of up to 5000 km is declared. The peculiarity of this high-capacity VPA is the use of a construction with a soft shell and a semi-rigid frame that fastens parts of the shell from the outside and connects the shell with a platform suspended from it.

Оболочка имеет форму двояковыпуклой линзы с отношением высоты к диаметру 0,36, компактную по размерам, обладающую хорошей устойчивостью к боковому ветру и достаточно хорошими аэродинамическими характеристиками для ВПА данного назначения. Оболочка состоит из двух основных частей шар 2 и диск 1, фиг. 1 (условные названия), соединенных в дискообразную оболочку оживальной формы силовыми кольцами 3 и мягкими плоскими ремнями полужесткого каркаса. Шар - центральная часть оболочки, имеющая форму сплющенного шара; диск - плотно облегает шаровой пояс оболочки шар в горизонтальной диаметральной плоскости, образуя вместе с верхним и нижним сегментами шара общую поверхность двояковыпуклой линзы, имеющей оживальную форму, что обеспечивает хорошие условия обтекания поверхности оболочки воздушным потоком. Для повышения надежности оболочки и эксплуатационных характеристик ВПА (процессы изготовления, транспортировки, монтажа, технического обслуживания и ремонта) оболочки шар 2 и диск 1 разделены на шесть секций-секторов по вертикали. Внутри секций оболочки шар содержатся баллонеты для воздуха, соединенные с окружающей атмосферой. Объем баллонетов составляет 0,8 объема секций шар и определяет регулируемую грузоподъемность ВПА. Каждая секция оболочки диск соединена с соприкасающейся с ней секцией шар патрубком газового шланга с защитным клапаном, рассчитанным на предельно допустимое давление в оболочке диск. При нагревании оболочки ВПА солнечным излучением в полете или на стоянке, а также при увеличении высоты полета давление газа в секциях оболочки диск возрастает, защитный клапан в газовых патрубках открывается и выпускает часть газа в секции оболочки шар, которые при этом расширяются за счет уменьшения объема баллонетов, а излишки газа из оболочки шар, во избежание увеличения подъемной силы ВПА, откачиваются системой управления подъемной силой.The shell has the shape of a biconvex lens with a height to diameter ratio of 0.36, compact in size, with good lateral wind resistance and fairly good aerodynamic characteristics for this purpose. The shell consists of two main parts: a ball 2 and a disk 1, FIG. 1 (conventional names) connected in a disk-shaped shell of an animated shape by force rings 3 and soft flat belts of a semi-rigid frame. Ball - the central part of the shell, having the shape of a flattened ball; disk - tightly fits the ball belt of the shell of the ball in the horizontal diametrical plane, forming together with the upper and lower segments of the ball a common surface of a biconvex lens having an animated shape, which provides good conditions for air flow around the shell surface. To increase the reliability of the shell and the operational characteristics of the VPA (manufacturing, transportation, installation, maintenance and repair processes) of the shell, ball 2 and disk 1 are divided into six vertical sections. Inside sections of the shell of the ball contains ballonet for air, connected to the surrounding atmosphere. The volume of ballonet is 0.8 volume sections of the ball and determines the adjustable capacity of the VPA. Each section of the disk shell is connected to the ball section in contact with it by a pipe of a gas hose with a protective valve designed for the maximum permissible pressure in the disk shell. When the VPA shell is heated by solar radiation in flight or in the parking lot, as well as with an increase in flight altitude, the gas pressure in the shell sections increases, the protective valve in the gas pipes opens and releases some of the gas into the balloon shell sections, which expand due to a decrease in the volume of balloons , and excess gas from the shell of the ball, in order to avoid an increase in the lifting force of the VPA, is pumped out by the lift control system.

Полужесткий каркас состоит из пяти силовых колец 3, охватывающих оболочку ВПА на пяти уровнях. Два малых кольца полужесткого каркаса (на чертеже не показаны) расположены на верхнем и нижнем полюсах оболочки и соединены плоскими ремнями шириной 50 мм со средними кольцами 3, расположенными на уровне верхнего и нижнего краев оболочки диск. Средние кольца соединяются ремнями с большим кольцом 3, расположенным по внешнему краю оболочки диск. Конструкция большого и средних силовых колец представляет собой две пластины из алюминиевого сплава, соединенные болтами. Между пластинами большого и среднего колец закреплены края оболочки диск и концы ремней в точках их крепления болтами. Малые кольца выполнены сплошными, не разборными. Поэтому, ремни от средних колец, охватывающие оболочку шар, просто перекидываются через малое кольцо и возвращаются к среднему кольцу в следующей точке крепления. Средние кольца полужесткого каркаса соединены разборным резьбовым соединением со стойками 4 полужесткого каркаса, проходящими между секциями оболочки шар, через три палубы платформы и опирающиеся на опорные плиты основания технической палубы 12. На уровне верхнего перекрытия платформы имеется фланцевое соединение верхней и нижней части стоек, обеспечивающее возможность монтажа/демонтажа оболочки с полужестким каркасом и платформы. Стойки 4 в сечении представляют собой сборку из трех труб алюминиевого сплава, сваренных параллельно друг другу. По трубам стоек подается несущий газ в секции оболочек шар и диск, воздух в баллонеты, а также проходят кабели газовой автоматики и освещения к сигнальным огням.The semi-rigid frame consists of five power rings 3, covering the shell of the VPA at five levels. Two small rings of a semi-rigid frame (not shown in the drawing) are located on the upper and lower poles of the shell and are connected by flat belts 50 mm wide with the middle rings 3 located at the level of the upper and lower edges of the disk shell. The middle rings are connected by belts to a large ring 3 located on the outer edge of the disk shell. The design of the large and medium power rings is two aluminum alloy plates connected by bolts. Between the plates of the large and middle rings, the edges of the disk shell and the ends of the belts are fixed at the points of their fastening with bolts. Small rings are solid, not collapsible. Therefore, the belts from the middle rings covering the shell of the ball simply throw over the small ring and return to the middle ring at the next attachment point. The middle rings of the semi-rigid frame are connected by a folding threaded connection to the racks 4 of the semi-rigid frame passing between the sections of the shell of the ball through three deck decks and resting on the base plates of the base of the technical deck 12. At the level of the upper ceiling of the platform there is a flange connection of the upper and lower parts of the racks, which makes it possible mounting / dismounting the shell with a semi-rigid frame and platform. Racks 4 in cross section are an assembly of three aluminum alloy pipes welded parallel to each other. Carrying gas is supplied through the pipes of the racks to the ball and disk sections of the shell sections, air to the ballonettes, and gas automation and lighting cables to the signal lights also pass.

Платформа ВПА 6 представляет собой трехуровневое сооружение дискообразной цилиндрической формы из легких и прочных конструкционных материалов. В качестве боковых поверхностей платформы используются стенки восьми баков 13 для сжатого газа, расположенных по наружному краю платформы на всех трех уровнях по высоте, начиная с высоты 1 м внутри технической палубы. Промежутки между баками закрыты листами из алюминиевого сплава, образуя сплошную выпуклую стену платформы.The VPA 6 platform is a three-level structure of a disk-shaped cylindrical shape made of light and strong structural materials. The walls of eight tanks 13 for compressed gas located along the outer edge of the platform at all three levels in height, starting from a height of 1 m inside the technical deck, are used as the side surfaces of the platform. The gaps between the tanks are closed by sheets of aluminum alloy, forming a continuous convex wall of the platform.

В основании платформы (первый уровень) расположена техническая палуба 12 высотой 1,5 м. На технической палубе расположены: основания (опоры) и нижняя часть баков 14 для сжатого газа, опорные силовые конструкции грузовой палубы 9, нижняя часть стоек 4 полужесткого каркаса, установленных на опорные стальные плиты платформы, являющиеся точками опоры на грунт при посадке, на стойках и на опорных плитах смонтированы шнековые устройства крепления платформы к земле, состоящие из электродвигателя с редуктором и шнека (винта), вкручивающегося в грунт после посадки ВПА. В центральной части технической палубы установлены лебедка-якорь и четыре лебедки для перевозки грузов на внешней подвеске. В передней части технической палубы установлены соединительные устройства для подключения к внешним инженерным сетям базовой площадки, топливные и водяные насосы. На краю палубы, по периметру расположены опорные конструкции высотой 1 м под днища баков для сжатого газа. Ближе к центру палубы, вдоль оснований баков для сжатого газа установлены емкости для запасов топлива, для воды и канализационных стоков. Вход на техническую палубу осуществляется через технические люки в полу грузовой палубы в конце транспортного коридора.At the base of the platform (first level) there is a technical deck 12 with a height of 1.5 m. On the technical deck there are: bases (supports) and the lower part of the tanks 14 for compressed gas, supporting power structures of the cargo deck 9, the lower part of the racks 4 of the semi-rigid frame installed on the steel base plates of the platform, which are the points of support to the ground during landing, on the racks and on the base plates are mounted screw devices for attaching the platform to the ground, consisting of an electric motor with a gearbox and a screw (screw) screwed into the ground follows WPA landing. In the central part of the technical deck, an anchor winch and four winches for carrying goods on an external sling are installed. In the front part of the technical deck, connecting devices for connecting to external engineering networks of the base site, fuel and water pumps are installed. On the edge of the deck, along the perimeter are supporting structures 1 m high under the bottoms of the tanks for compressed gas. Closer to the center of the deck, along the base of the tanks for compressed gas, tanks for fuel supplies, for water and sewage are installed. Entrance to the technical deck is through technical hatches in the floor of the cargo deck at the end of the transport corridor.

Второй уровень платформы - грузовая палуба 9. Высота помещений грузовой палубы 4,5 м (от 1,5 м до 6 м). По центру палубы от въездных ворот 18, фиг. 2, до переднего края палубы проходит транспортно-воздушный коридор 15 шириной 7 м, образованный стенами двух грузовых ангаров 16 во всю высоту грузовой палубы. На стоянках коридор используется для погрузки/выгрузки грузов. Средняя часть коридора - аппарель 17 для въезда в ангары колесной техники выполнена с наклоном от 0,15 м до 1,5 м по высоте и длиной 45 м. В конце аппарели в стенах ангаров имеются двери для въезда в ангары. В конце транспортного коридора, на переднем крае палубы установлен один тяговый двигатель 10, фиг. 1, фиг. 2, который используется в работе системы управления по курсу. Перед полетом двери грузовых ангаров закрываются и коридор 15 превращается в воздуховод для потока воздуха от работающего тягового двигателя. Створки въездных ворот 18 на грузовую палубу открыты и служат рулевыми поверхностями горизонтального руля. Слева и справа от центрального коридора расположены грузовые ангары 11 общей площадью 1600 м кв и высотой 4,5 м, позволяющие перевозить крупногабаритные грузы. По внешнему краю палубы в ангарах установлены восемь баков 14 для сжатого несущего газа. Вдоль баков на отгороженных площадках, размещено оборудование ВПА: компрессоры, дизельгенераторы, воздушные насосы (вентиляторы). По периметру ангаров размещены элементы опорных конструкций третьего уровня - пассажирской палубы.The second level of the platform is cargo deck 9. The height of the cargo deck premises is 4.5 m (from 1.5 m to 6 m). In the center of the deck from the entrance gate 18, FIG. 2, a transport-air corridor 15 of 7 m wide passes to the front edge of the deck, formed by the walls of two cargo hangars 16 in the entire height of the cargo deck. In parking lots, the corridor is used for loading / unloading goods. The middle part of the corridor - ramp 17 for entering the hangars of wheeled vehicles is made with an inclination of 0.15 m to 1.5 m in height and a length of 45 m. At the end of the ramp in the walls of the hangars there are doors to enter the hangars. At the end of the transport corridor, at the front edge of the deck, one traction motor 10 is installed, FIG. 1, FIG. 2, which is used in the operation of the course control system. Before the flight, the doors of the cargo hangars are closed and the corridor 15 turns into an air duct for the air flow from the working traction engine. The gates of the entrance gate 18 to the cargo deck are open and serve as the steering surfaces of the horizontal steering wheel. To the left and to the right of the central corridor are cargo hangars 11 with a total area of 1600 sq. M and a height of 4.5 m, which allow transporting bulky goods. On the outer edge of the deck in the hangars are installed eight tanks 14 for compressed carrier gas. Along the tanks on the fenced off areas, VPA equipment is placed: compressors, diesel generators, air pumps (fans). Along the perimeter of the hangars there are elements of the supporting structures of the third level - the passenger deck.

Пассажирская палуба 7, фиг. 1 грузового варианта ВПА для уменьшения веса конструкций может быть выполнена из двух секторов 20, 21, фиг. 3, и кольцевой зоны 22. В переднем секторе 20 расположены кабина управления 8 с аппаратурой управления, каюты экипажа 19 и вспомогательные помещения. Площадь секторов для грузопассажирского варанта ВПА может быть увеличена для увеличения числа кают пассажиров и вспомогательных помещений, что позволяет создать комфортные условия для экипажа и пассажиров в длительных полетах. В кольцевой зоне 22 расположены верхние части баков 14 и бортовой переход между секторами. Между секторами и бортовыми переходами имеется не закрытая перекрытием часть палубы - открытые проемы 25 в грузовую палубу. Эти проемы используются в технологических целях - для подъема (и опускания) тяговых двигателей на верхнее перекрытие пассажирской палубы при монтаже или ремонте.Passenger deck 7, FIG. 1 of the cargo version of the VPA to reduce the weight of the structures can be made of two sectors 20, 21, FIG. 3, and the annular zone 22. In the front sector 20 there are a control cabin 8 with control equipment, crew cabins 19 and auxiliary rooms. The area of the sectors for the passenger and passenger warrant of the VPA can be increased to increase the number of passenger cabins and auxiliary rooms, which allows creating comfortable conditions for the crew and passengers on long flights. In the annular zone 22 are the upper parts of the tanks 14 and the side passage between the sectors. Between sectors and airborne passages there is a part of the deck not covered by overlapping - open openings 25 to the cargo deck. These openings are used for technological purposes - for raising (and lowering) traction engines to the upper floor of the passenger deck during installation or repair.

На верхнем перекрытии пассажирской палубы по левому и правому бортам устанавливаются по два тяговых двигателя внутреннего сгорания 10, фиг. 1, с воздушным винтом типа импеллер или вентилятор, с регулируемым вектором тяги, а в перекрытии палубы выполнены монтажные люки для подъема и опускания двигателей (на рисунке не показаны).Two traction internal combustion engines 10 are installed on the upper floor of the passenger deck on the port side and starboard sides, FIG. 1, with an impeller or impeller type propeller, with an adjustable thrust vector, and mounting hatches for raising and lowering engines (not shown) are made in the deck overlap.

Система управления ВПА содержит подсистемы управления подъемной силой, балансировки платформы и стабилизации угла атаки оболочки, точной посадки на базовую площадку.The VPA control system contains subsystems for controlling the lifting force, balancing the platform and stabilizing the angle of attack of the shell, and landing accurately on the base platform.

В состав системы управления подъемной силой входят: секции оболочек шар и диск, газовые компрессоры, емкости для хранения сжатого газа, блок управления, газопроводы и арматура, средства газовой автоматики. Система управления подъемной силой работает по командам экипажа подъем или спуск, а также в автоматическом режиме, поддерживая заданную высоту полета.The lift control system includes: balloon and disk shell sections, gas compressors, compressed gas storage tanks, control unit, gas pipelines and fittings, gas automation equipment. The lift control system works according to the commands of the crew ascent or descent, as well as in automatic mode, maintaining a given flight altitude.

Система балансировки платформы и стабилизации угла атаки оболочки автоматичеки реагирует на нарушение балансировки платформы и устраняет его перекачиванием топлива между тремя емкостями, расположенными: в передней части технической палубы, одна емкость, и две емкости по бортам в задней части технической палубы. Нарушение балансировки платформы может возникнуть при выполнении погрузо-разгрузочных работ или во время полета ВПА под воздействием скоростного напора на оболочку, приводящим к увеличению угла атаки оболочки. При этом сила скоростного напора, действующая на оболочку, передается через тросовые растяжки 5 стоек 4 полужесткого каркаса на платформу 6 и приводит к нарушению ее балансировки. Восстановление балансировки платформы приводит к стабилизации угла атаки оболочки около нуля градусов. Состав оборудования системы балансировки: три емкости с неприкосновенным запасом топлива, топливопроводы с запорной арматурой, насосы, блок управления (в кабине управления).The platform balancing system and stabilization of the shell angle of attack automatically reacts to the platform balancing imbalance and eliminates it by pumping fuel between three tanks located: in the front of the technical deck, one tank, and two tanks on the sides in the back of the technical deck. An imbalance of the platform can occur during loading and unloading operations or during the flight of the VPA under the influence of high-speed pressure on the shell, leading to an increase in the angle of attack of the shell. At the same time, the force of the pressure head acting on the shell is transmitted through cable extensions 5 racks 4 of the semi-rigid frame to the platform 6 and leads to a violation of its balance. Restoring platform balancing leads to stabilization of the angle of attack of the shell near zero degrees. The composition of the equipment of the balancing system: three tanks with an untouchable fuel supply, fuel lines with shut-off valves, pumps, control unit (in the control cabin).

При посадке ВПА на базовую площадку необходимо обеспечить стыковку оборудования ВПА с элементами базовой инфраструктуры. Для обеспечения точной посадки на борту ВПА установлено лазерное устройство наведения и лебедка-якорь. По краям базовой площадки установлены лазерные уголковые отражатели, а в центре площадки оборудован электромагнитный приемник якоря с захватом, прочно укрепленным в основании площадки.When landing VPA on the base site, it is necessary to ensure the connection of VPA equipment with elements of the basic infrastructure. To ensure an accurate landing, a laser guidance device and an anchor winch are installed on board the VPA. Laser angular reflectors are installed along the edges of the base platform, and an electromagnetic armature receiver with a grip firmly fixed at the base of the platform is equipped in the center of the platform.

Одной из наиболее важных характеристик ВПА данной конструкции является ее устойчивость, как в полете, так и на стоянке, что весьма важно для воздухоплавательной техники. Устойчивость в полете обусловлена разнесением по высоте точки приложения подъемной силы оболочки, аэродинамических сил и центра масс ВПА, расположенном вблизи верхнего перекрытия платформы, а также наличием системы балансировки платформы и стабилизации угла атаки оболочки при изменении скоростного напора, которая поддерживает заданное значение угла атаки (примерно ноль градусов). Устойчивость на стоянке обусловлена ветроустойчивостью оболочки дискообразной формы и наличием шести шнековых устройств крепления платформы к грунту.One of the most important characteristics of the VPA of this design is its stability, both in flight and in the parking lot, which is very important for aeronautical engineering. Stability in flight is due to the separation in height of the point of application of the shell’s lifting force, aerodynamic forces and the center of gravity of the VPA, located near the upper platform overlap, as well as the presence of a platform balancing system and stabilization of the shell’s angle of attack when the pressure head changes, which maintains a given angle of attack zero degrees). The stability in the parking lot is due to the wind resistance of the disk-shaped shell and the presence of six screw devices for attaching the platform to the ground.

Важной характеристикой данной конструкции ВПА является ее простота, обусловленная отсутствием жесткого корпуса и жесткого каркаса оболочки, и технологичность, обусловленная изготовлением основных элементов конструкции и оборудования ВПА на специализированных предприятиях с обеспечением высокого качества изделий, а также сборки и монтажа этих элементов на сборочно-монтажном комплексе, не имеющем никаких сложных и дорогостоящих сооружений. Технологичность конструкции обеспечивает возможность замены при эксплуатации любой секции оболочки ВПА, элемента полужесткого каркаса или платформы.An important characteristic of this VPA design is its simplicity, due to the absence of a rigid body and a rigid shell frame, and manufacturability, due to the manufacture of the basic elements of the VPA design and equipment at specialized enterprises, ensuring high quality products, as well as the assembly and installation of these elements at the assembly and installation complex that does not have any complex and expensive structures. The manufacturability of the design makes it possible to replace during operation any section of the VPA shell, an element of a semi-rigid frame or platform.

Для реализации сборочного процесса создается строительно-монтажный комплекс (СМК), производственная зона которого состоит из трех монтажных площадок размером, равным размеру посадочной площадки ВПА. Никаких сложных и дорогостоящих сооружений (ангаров, эллингов) на СМК не требуется. Сборочно-монтажные площадки должны быть оборудованы, с учетом особенностей конструкции ВПА, специальными приспособлениями для выполнения монтажных работ. Для укрытия от неблагоприятных внешних условий сборочной площадки ВПА может быть использован мобильный аэростатический зонт-укрытие, представляющий собой привязной аэростат в форме сегмента шара, поднятый в виде зонта над строительно-монтажной площадкой. При необходимости (в осенне-зимний период) с краев зонта могут быть спущены шторы из синтетической ткани с прикреплением нижних краев штор к основанию площадки. Внутри такого укрытия с помощью воздухоподогревателей можно создать необходимые для работы условия.To implement the assembly process, a construction and installation complex (QMS) is being created, the production area of which consists of three installation sites the size equal to the size of the VPA landing site. No complex and expensive structures (hangars, boathouses) are required on the QMS. Assembly and installation sites should be equipped, taking into account the design features of the VPA, with special devices for installation work. To shelter from the adverse external conditions of the VPA assembly site, a mobile aerostatic umbrella-shelter can be used, which is a tethered balloon in the form of a segment of a balloon, raised in the form of an umbrella above the construction site. If necessary (in the autumn-winter period), curtains made of synthetic fabric can be lowered from the edges of the umbrella with the lower edges of the curtains attached to the base of the site. Inside such a shelter, with the help of air heaters, it is possible to create the necessary conditions for work.

Перед очередным полетом ВПА производится загрузка/выгрузка груза, посадка пассажиров, дозаправка топливом, водой, расходными материалами. По окончании грузовых операций экипаж вводит в систему управления подъемной силой (СУПС) приближенные данные по загрузке ВПА. СУПС переводится в рабочий режим и регулирует количество газа в оболочке в соответствии с загрузкой. Необходимое количество газа из баков для сжатого газа подается через управляемые клапаны газопроводов в секции оболочек или откачивается из секций компрессором в баки для сжатого газа.Before the next flight of the VPA, cargo is loaded / unloaded, passengers are boarded, refueling with fuel, water, and consumables. At the end of the cargo operations, the crew enters approximate data on the loading of the VPA into the lift control system (EMS). EMSS is put into operation and regulates the amount of gas in the shell in accordance with the load. The necessary amount of gas from the tanks for compressed gas is supplied through controlled valves of the gas pipelines in the sections of the shells or is pumped out of the sections by the compressor into the tanks for compressed gas.

Перед стартом запускаются двигатели двигательной установки (ДУ). В момент старта отключаются устройства крепления платформы к грунту, четыре двигателя ДУ с изменяемым вектором тяги переводятся в режим подъема. После отрыва ВПА от площадки переводится в рабочий режим двигатель канала управления по курсу и отрабатывается заданный азимут полета. После взлета ВПА экипаж включает в рабочий режим систему балансировки платформы и, при необходимости, производится балансировка. Далее, в целях экономии топлива, четыре двигателя ДУ с регулируемым вектором тяги переводятся в режим горизонтального полета. Дальнейшее регулирование высоты полета производится за счет подъемной силы несущего газа системой СУПС. При увеличении скорости полета возрастает сила скоростного напора, действующая на оболочку ВПА, и создает отрицательный момент вращения относительно центра масс ВПА, что приводит к увеличению угла атаки оболочки. Нарушается балансировка платформы и в работу включается система балансировки и стабилизации угла атаки оболочки. Перекачиванием запаса топлива в переднюю емкость технической палубы, или откачиванием топлива из нее, компенсируется отрицательный момент, действующий на оболочку ВПА, и таким образом происходит балансировка платформы и стабилизируется угол атаки оболочки, примерно равный нулевому значению. Важным элементом в этой системе являются тросовые растяжки 5 стоек полужесткого каркаса фиг. 1, передающие нагрузку скоростного напора с оболочки на платформу.Before starting, the engines of the propulsion system (DU) are started. At the time of start, the platform-to-ground attachment devices are turned off, four remote control engines with a variable thrust vector are put into lifting mode. After the separation of the VPA from the site, the control channel engine is switched to the operating mode at the heading and the specified flight azimuth is worked out. After the take-off of the VPA, the crew switches on the platform balancing system and, if necessary, balancing is performed. Further, in order to save fuel, four remote control engine with an adjustable thrust vector are switched to horizontal flight mode. Further control of the flight altitude is carried out due to the lifting force of the carrier gas by the EMS system. With increasing flight speed, the pressure head force acting on the VPA shell increases and creates a negative moment of rotation relative to the center of mass of the VPA, which leads to an increase in the angle of attack of the shell. Platform balancing is violated and the system of balancing and stabilizing the angle of attack of the shell is included in the work. By pumping the fuel supply into the front capacity of the technical deck, or pumping fuel out of it, the negative moment acting on the VPA shell is compensated, and thus the platform is balanced and the shell angle of attack is stabilized, which is approximately equal to zero. An important element in this system are cable ties 5 racks of the semi-rigid frame of FIG. 1, transmitting the load of high-speed pressure from the shell to the platform.

При изменении высоты полета или метеоусловий изменяется давление газа в секциях оболочки. СУПС автоматически реагирует на изменение давления газа в секциях оболочки и либо подает газ в секции шар и диск, либо откачивает газ из секций шар. При повышении давления в секциях оболочки диск срабатывают защитные клапаны на газовых патрубках, соединяющих секции диск и шар, и излишки газа из секций диск перетекают в секции шар. Секции оболочки шар расширяются и вытесняют воздух из баллонетов. Возрастающую при этом подъемную силу оболочки шар регулирует СУПС. Для снижения ВПА по высоте по команде экипажа СУПС начинает откачивать газ из оболочки шар до отмены команды на снижение. При этом для поддержания формы оболочки шар включаются воздушные насосы (вентиляторы), подающие воздух в баллонеты.With a change in flight altitude or weather conditions, the gas pressure in the sections of the shell changes. EMSS automatically responds to changes in gas pressure in the shell sections and either delivers gas to the ball and disk sections, or pumps gas from the balloon sections. With increasing pressure in the sections of the casing of the disk, the protective valves on the gas pipes connecting the sections of the disk and the ball are activated, and excess gas from the sections of the disk flows into the sections of the ball. The balloon shell sections expand and displace air from balloons. The ball increasing the shear strength of the shell is regulated by the control system. To reduce the height of the VPA at the command of the crew, the control system starts pumping gas from the shell of the ball until the cancellation command is canceled. At the same time, to maintain the shape of the shell of the ball, air pumps (fans) are turned on, supplying air to the balloons.

В режиме посадки ВПА величина подъемной силы устанавливается примерно равной загрузке ВПА и дальнейшее снижение происходит за счет работы двигателей в режиме снижения. Посадка ВПА всегда выполняется против ветра, чтобы тягой двигателей компенсировать силу скоростного напора ветра. При касании грунта опорными плитами платформы автоматически или по команде экипажа срабатывают устройства крепления платформы к грунту. Начинаются погрузо/разгрузочные операции. При посадке ВПА на базовую площадку используется система точной посадки. Наведение ВПА на точку посадки осуществляется с помощью лазерного устройства с уголковыми отражателями на краях площадки. ВПА снижается над площадкой до высоты в несколько десятков метров со спущенным якорем лебедки до уровня площадки. На площадке включается электромагнитное устройство захвата якоря лебедки в центре площадки, обведенном белым кругом, хорошо видимым с ВПА. Экипаж должен завести якорь в зону действия электромагнитного устройства захвата и опустить якорь лебедкой. После захвата якоря на площадке включается световая сигнализация и экипаж продолжает посадку подтягиванием ВПА лебедкой якоря. При этом горизонтальным рулем ВПА поворачивается в нужном направлении для стыковки с инженерными коммуникациями базовой площадки. В момент касания опорами платформы площадки срабатывают устройства крепления платформы к грунту. Начинаются погрузо/разгрузочные операции.In the landing mode of the VPA, the lift is set approximately equal to the load of the VPA and a further decrease occurs due to the operation of the engines in the reduction mode. The landing of the VPA is always performed against the wind in order to compensate the thrust of the engines for the force of the high-pressure wind. When touching the ground with the base plates of the platform, automatically or at the command of the crew, the devices for attaching the platform to the ground are triggered. Loading / unloading operations begin. When landing the VPA on the base site, an exact landing system is used. Pointing the VPA to the landing point is carried out using a laser device with corner reflectors at the edges of the site. VPA is lowered over the site to a height of several tens of meters with the lowered anchor of the winch to the level of the site. At the site, an electromagnetic device for capturing the winch anchor in the center of the platform, surrounded by a white circle, clearly visible from the VPA, is turned on. The crew must lead the anchor into the range of the electromagnetic capture device and lower the anchor with a winch. After capturing the anchor at the site, a light alarm is turned on and the crew continues to land by pulling the VPA with the anchor winch. At the same time, the VPA rotates in the right direction with the horizontal steering wheel for docking with the engineering communications of the base site. At the moment the platform supports touch the platform, devices for fixing the platform to the ground are triggered. Loading / unloading operations begin.

Claims (13)

1. Воздухоплавательный аппарат, предназначенный для выполнения грузовых и грузопассажирских перевозок, включающий дискообразной формы оболочку, состоящую из нижней части, которая используется для регулирования грузоподъемности, и верхней части, систему управления подъемной силой, отличающийся тем, что он снабжен 1. An aeronautical apparatus designed to carry out freight and passenger transportation, including a disk-shaped shell, consisting of a lower part, which is used to regulate the load capacity, and the upper part, a lift control system, characterized in that it is equipped полужестким каркасом, состоящим из большего, двух средних и двух малых силовых колец, соединенных ремнями из синтетической ткани, шести стоек, жестко соединенных со средними силовыми кольцами,a semi-rigid frame consisting of a larger, two middle and two small power rings connected by synthetic fabric belts, six racks rigidly connected to the middle power rings, платформой, состоящей из грузовой, пассажирской и технической палуб, и шести шнековых устройств крепления платформы к земле,a platform consisting of cargo, passenger and technical decks, and six screw devices for fixing the platform to the ground, системой управления, включающей подсистемы управления подъемной силой, балансировки платформы и стабилизации угла атаки оболочки,a control system including subsystems for controlling the lifting force, balancing the platform and stabilizing the angle of attack of the shell, каждая часть упомянутой оболочки состоит из дискообразного и шарообразного участков, которые скреплены упомянутым полужестким каркасом и образуют общую поверхность оболочки оживальной формы,each part of the said shell consists of disk-shaped and spherical sections, which are fastened by the said semi-rigid frame and form a common surface of the shell of an animated shape, внутри шарообразных участков оболочки размещены воздушные баллонеты для управления подъемной силой,inside ball-shaped sections of the shell air balloons are placed to control the lifting force, упомянутая платформа подвешена к упомянутой оболочке на стойках упомянутого каркаса,said platform is suspended from said shell on racks of said frame, грузовая палуба включает два грузовых ангара большой вместимости и транспортно-воздушный коридор, створки въездных ворот которого служат горизонтальными рулями управления по курсу.the cargo deck includes two large-capacity cargo hangars and a transport-air corridor, the entrance gates of which serve as horizontal rudders for the course. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что платформа обеспечивает закрепление на площадке с помощью шести шнековых устройств, вкручивающихся в грунт при посадке.2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the platform provides fastening on the site using six screw devices, screwed into the ground during landing. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что грузовая палуба содержит два грузовых ангара общей площадью 1600 м кв. и высотой 4.5 м, которые разделены транспортно-воздушным коридором шириной 7 м, и аппарель с возможностью подъема на высоту 1,5 м.3. The apparatus according to claim 1, characterized in that the cargo deck contains two cargo hangars with a total area of 1600 square meters. and a height of 4.5 m, which are separated by a transport-air corridor 7 m wide, and a ramp with the ability to rise to a height of 1.5 m. 4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что на передней кромке транспортно-воздушного коридора расположен тяговый двигатель, а в конце воздушного коридора расположены рулевые поверхности горизонтального руля, служащие входными воротами на грузовую палубу.4. The apparatus according to claim 1, characterized in that on the front edge of the transport-air corridor there is a traction motor, and at the end of the air corridor there are steering surfaces of a horizontal rudder serving as entrance gates to the cargo deck. 5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что система управления содержит подсистему балансировки платформы и стабилизации угла атаки оболочки, включает блок управления, три емкости с запасом топлива для двигателей, трубопроводы и насосы, позволяющие перекачивать топливо между цистернами.5. The apparatus according to claim 1, characterized in that the control system contains a subsystem for balancing the platform and stabilizing the angle of attack of the shell, includes a control unit, three tanks with a fuel supply for engines, pipelines and pumps that allow pumping fuel between tanks. 6. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что система управления содержит подсистему точной посадки на базовую площадку для обеспечения стыковки летательного аппарата с наземными инфраструктурными объектами, включающую лазерное устройство наведения на центр площадки, лебедку-якорь, электромагнитный приемник с захватом якоря лебедки в центре площадки и канал управления по курсу.6. The apparatus according to claim 1, characterized in that the control system includes a subsystem for accurate landing on the base platform to ensure docking of the aircraft with ground-based infrastructure facilities, including a laser pointing device to the center of the site, an anchor winch, an electromagnetic receiver with a winch anchor capture the center of the site and the control channel on the course.
RU2015130681A 2015-07-23 2015-07-23 Aerostatic apparatus RU2612071C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015130681A RU2612071C2 (en) 2015-07-23 2015-07-23 Aerostatic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015130681A RU2612071C2 (en) 2015-07-23 2015-07-23 Aerostatic apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015130681A RU2015130681A (en) 2017-01-30
RU2612071C2 true RU2612071C2 (en) 2017-03-02

Family

ID=58453644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015130681A RU2612071C2 (en) 2015-07-23 2015-07-23 Aerostatic apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2612071C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795836C2 (en) * 2022-10-31 2023-05-12 Алексей Петрович Сайкин Airship radio telescope

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000073142A2 (en) * 1999-05-28 2000-12-07 Uti Holding + Management Ag Lighter-than-air airship and method for controlling said airship
DE20100319U1 (en) * 2001-01-02 2001-06-13 Lucky David Evince O Logistics airship for cargo
RU2317226C2 (en) * 2006-01-31 2008-02-20 Владимир Николаевич Кожевников Airship and its disc-shaped body

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000073142A2 (en) * 1999-05-28 2000-12-07 Uti Holding + Management Ag Lighter-than-air airship and method for controlling said airship
DE20100319U1 (en) * 2001-01-02 2001-06-13 Lucky David Evince O Logistics airship for cargo
RU2317226C2 (en) * 2006-01-31 2008-02-20 Владимир Николаевич Кожевников Airship and its disc-shaped body

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795836C2 (en) * 2022-10-31 2023-05-12 Алексей Петрович Сайкин Airship radio telescope

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015130681A (en) 2017-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2441802C2 (en) Airborne carrier with hybrid ascentional force
US9802690B2 (en) Cargo airship
US8152092B2 (en) Aerial transporter
US6328257B1 (en) Cruise airship with an anchoring device and a helium tempering device
US20150203184A1 (en) Sail-equipped amphibious aerostat or dirigible
WO2016003324A1 (en) Multipurpose aircraft and system of aircraft
RU2612071C2 (en) Aerostatic apparatus
WO2016195520A1 (en) Multifunctional air transport system
RU2507111C2 (en) All-purpose airship
RU2626418C2 (en) Aqua aerospace vehicle
RU2585380C1 (en) High-capacity universal vehicle (versions)
RU2317226C2 (en) Airship and its disc-shaped body
RU2820177C1 (en) Disc-shaped airship frame and airship containing such frame
RU2410284C1 (en) Method of flight and aircraft to this end
RU111516U1 (en) SYSTEM OF LIFTING INTO THE EARTH'S ORBIT AND DOWN
RU2239582C1 (en) Aerostatic flying vehicle
RU2798583C1 (en) Airship of intercity air transportation of various ranges
DE4416306A1 (en) Motor driven air balloon system
RU2313472C2 (en) Propeller-driven flying vehicle "vistla-01"
RU2097272C1 (en) Ecological hybrid vertical takeoff and landing flying vehicle with storage for helium used in it
Luffman AeroRaft-The Alternative Aircraft for Heavy Lift Transport or Crane Use
RU123741U1 (en) AMPHIBIAN VEHICLE FOR EVACUATION OF SURVIVED IN EMERGENCY SITUATIONS OF REGIONAL SCALE
CN117508554A (en) Airship
RU2174080C2 (en) Amphibia
US20170096209A1 (en) "vestaplan" gliding helistat

Legal Events

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

Effective date: 20180724