Изобретение относится к транспортному воздухоплаванию, а именно к дирижаблям, и позволяет в рамках уже существующих или только проектируемых конструкций многократно повысить их грузоподъемность, а значит и практическую привлекательность.The invention relates to the transport of aeronautics, namely to airships, and allows, within the framework of existing or only designed designs, to repeatedly increase their carrying capacity, and hence practical attractiveness.
Не стихающий интерес к дирижаблям, с момента их появления и до наших дней, сдерживается их малой грузоподъемностью по отношению к габаритам несущего баллона (аэростат обтекаемой формы), а именно 0,5÷0,7 кг/м3. Хотя появившаяся в последнее время схема с мощными винтомоторными установками вертолетного типа, с изменяемым направлением вектора тяги, позволяет улучшить этот показатель, но незначительно. В заявке №2016135486/11 показан способ многократного улучшения этого показателя путем размещения вертикальной гирлянды крыльев между транспортируемым грузом на внешней подвеске и дирижаблем, но он требует относительно высокоскоростного перемещения, что дирижаблям «противопоказано».The non-subsiding interest in airships, from the moment of their appearance to the present day, is constrained by their low carrying capacity in relation to the dimensions of the carrier balloon (streamlined aerostat), namely 0.5 ÷ 0.7 kg / m 3 . Although the recently appeared scheme with powerful helicopter-type propeller-engine installations, with a variable direction of the thrust vector, this indicator can be improved, but insignificantly. Application No. 2016135486/11 shows a method of repeatedly improving this indicator by placing a vertical garland of wings between the transported cargo on the external sling and the airship, but it requires relatively high-speed movement, which is “contraindicated” for airships.
Целью изобретения является создание воздухоплавательного аппарата большой грузоподъемности, лишенного этих недостатков.The aim of the invention is to provide a large-capacity aeronautical apparatus devoid of these disadvantages.
Поставленная цель достигается тем, что в летательном аппарате, содержащем аэростат обтекаемой формы, две винтомоторные установки, навешенные на него снизу с возможностью изменения направления векторов тяги, и нижерасположенную гондолу с экипажем, по изобретению, с целью повышения его грузоподъемности при транспортировке груза на внешней подвеске к нему на нескольких поперечно разнесенных канатах, выше транспортируемого груза, подвешивается гирлянда, состоящая из нескольких равномерно разнесенных по высоте роторов «Флеттнера». Кроме того, на канатах, выше транспортируемого груза, но ниже гирлянды роторов, располагается емкость с топливом для винтомоторных установок летательного аппарата. А также роторы выполнены надувными с эластичной цилиндрической частью оболочки.This goal is achieved by the fact that in an aircraft containing a streamlined aerostat, two propeller engines mounted on it from below with the ability to change the direction of the thrust vectors, and a downstream nacelle with a crew, according to the invention, in order to increase its carrying capacity when transporting cargo on an external load to it, on several transversely spaced ropes, above a transported load, a garland is suspended, consisting of several Flettner rotors evenly spaced in height. In addition, on the ropes, above the transported cargo, but below the garland of rotors, there is a tank with fuel for propeller-driven aircraft installations. And also the rotors are inflatable with an elastic cylindrical part of the shell.
На фиг. 1 изображен летательный аппарат (далее ЛА), вид сбоку. На фиг. 2 - вид А.In FIG. 1 shows an aircraft (hereinafter referred to as LA), side view. In FIG. 2 - view A.
ЛА включает в себя. Аэростат обтекаемой формы 1, нижерасположенную гондолу с экипажем 2, две винтомоторные установки 3 (далее ВМУ) и канаты 4, для внешней подвески транспортируемого груза 5. На канатах 4, выше транспортируемого груза 5, навешена гирлянда, состоящая из нескольких, равномерно разнесенных по высоте, роторов «Флеттнера 6. Сверху транспортируемого груза 5, устанавливается емкость с топливом 7 для ВМУ 3. Ротор 6 содержит герметичную оболочку, состоящую из эластичной цилиндрическую части 8 и конических (вариант) торцовых крышек 9, посаженную на трубчатую ось 10. По краям оболочка взаимодействует с круглыми распорными дисками 11 (вариант спицованной конструкции). Герметичность оболочки, в местах взаимодействия с осью 10, обеспечивается манжетами 12. Распорные диски 11 сажаются на ось 10 с использованием подшипников 13. Для вращения оболочки ротора 6, на неподвижной оси 10, используется расположенный снаружи электродвигатель 14 (механизм передачи вращения от электродвигателя к оболочке не показан). Для поддержания постоянного избыточного давления воздуха внутри оболочки используется, также расположенный снаружи, компрессор 15. Питание электроэнергией двигателя 14 и компрессора 15, осуществляется от ВМУ 3 по кабелям прикрепленным к канатам 4 (не показаны). Для повышения аэродинамической эффективности ротора 6, на него установлены круглые диски 16.LA includes. Streamlined aerostat 1, downstream nacelle with crew 2, two propeller installations 3 (hereinafter VMU) and ropes 4, for external suspension of the transported cargo 5. On the ropes 4, above the transported cargo 5, a garland is hung, consisting of several uniformly spaced in height rotors "Flettner 6. On top of the transported cargo 5, a tank with fuel 7 for the VMU 3 is installed. The rotor 6 contains an airtight shell consisting of an elastic cylindrical part 8 and conical (option) end caps 9, mounted on a tubular shaft 10. At the edges of the shell cooperates with the circular spacer 11 Disk (variant spitsovannoy design). The tightness of the casing, in the places of interaction with the axis 10, is ensured by cuffs 12. Spacer discs 11 are mounted on the axis 10 using bearings 13. To rotate the shell of the rotor 6, on the fixed axis 10, an external motor 14 is used (the transmission of rotation from the electric motor to the casing not shown). To maintain a constant excess air pressure inside the shell, a compressor 15 is also used externally. The electric power of the engine 14 and compressor 15 is supplied from the VMU 3 via cables attached to the ropes 4 (not shown). To increase the aerodynamic efficiency of the rotor 6, round disks 16 are mounted on it.
ЛА функционирует следующим образом. Перед полетом, гирлянда роторов 6, соединенных канатами 4, раскладывается по земле, с небольшим удалением роторов 6, один от другого. Предназначенный к транспортировке груз 5, устанавливается на самоходное шасси (много вариантов - не показано) и на нем, сверху, закрепляется емкость для топлива 7, с последующим присоединением груза 5 к нижним концам канатов 4. Далее, аэростат 1 с ВМУ 3, работающими в вертолетном режиме (с вертикально направленными векторами тяги), пристыковывается к верхним концам канатов 4 и поднимает роторы 6 на полную высоту гирлянды. Роторы 6 однонаправленно раскручиваются, с движением нижней их поверхности в направлении предстоящего полета. После этого начинается синхронный разгон (против ветра) груза 5 на самоходном шасси и аэростата 1, с постепенным (по мере нарастания подъемной силы создаваемой роторами 6) переводом ВМУ 3 на самолетный режим работы (с горизонтальным направлением векторов тяги). После того, как подъемная сила, создаваемая роторами 6, превысит массу всего, что подвешено на канатах 4, производится отделение шасси от груза 5 и начинается полет с постепенным набором рабочей высоты. В процессе полета топливо для винтомоторных установок 3 подается снизу от емкости 7 насосом по шлангам, прикрепленным к кагатам 4 (не показаны). Посадка (также, против ветра) производится с постепенным переводом ВМУ 3 на самолетный режим работы. При этом груз 5 непосредственно «сажается» на землю без использования шасси.LA operates as follows. Before the flight, a garland of rotors 6 connected by ropes 4 is laid out on the ground, with a small distance of the rotors 6, one from the other. The cargo 5 intended for transportation is mounted on a self-propelled chassis (many options are not shown) and on it, on top, a fuel tank 7 is fixed, followed by cargo 5 attached to the lower ends of the ropes 4. Next, the balloon 1 with VMU 3 operating in helicopter mode (with vertically directed thrust vectors), docked to the upper ends of the ropes 4 and raises the rotors 6 to the full height of the garland. The rotors 6 are unidirectionally untwisted, with the movement of their lower surface in the direction of the upcoming flight. After this, the synchronous acceleration (against the wind) of the load 5 on the self-propelled chassis and the aerostat 1 begins, with the gradual (as the lifting force created by the rotors 6 increase) transfer of the VMU 3 to the airplane mode of operation (with the horizontal direction of the thrust vectors). After the lifting force created by the rotors 6 exceeds the mass of everything that is suspended on the ropes 4, the chassis is separated from the load 5 and the flight begins with a gradual gain of working height. During the flight, fuel for propeller-driven installations 3 is supplied from below from the tank 7 by a pump through hoses attached to the cables 4 (not shown). Landing (also against the wind) is made with the gradual transfer of VMU 3 to the airplane mode of operation. In this case, the load 5 is directly “landed” on the ground without the use of a chassis.
В предлагаемом ЛА с аэростатом небольшого объема (подъемная сила не превышает веса обоих ВМУ) и с гирляндой, состоящей из большого количества роторов (такая возможность обеспечивается их легкостью, при надувной конструкции), может быть достигнута грузоподъемность, значительно превосходящая грузоподъемность самых крупных вертолетов, с многократно меньшей себестоимостью перевозок (в частности негабаритных грузов).In the proposed aircraft with a small balloon (lift does not exceed the weight of both VMUs) and a garland consisting of a large number of rotors (this feature is ensured by their lightness, with an inflatable design), a payload that can significantly exceed the payload of the largest helicopters can be achieved, with many times lower cost of transportation (in particular oversized cargo).
