RU2752038C2 - Спасательный воздухоплавательный аппарат - Google Patents

Спасательный воздухоплавательный аппарат Download PDF

Info

Publication number
RU2752038C2
RU2752038C2 RU2018118242A RU2018118242A RU2752038C2 RU 2752038 C2 RU2752038 C2 RU 2752038C2 RU 2018118242 A RU2018118242 A RU 2018118242A RU 2018118242 A RU2018118242 A RU 2018118242A RU 2752038 C2 RU2752038 C2 RU 2752038C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery pack
rescue
people
gondola
case
Prior art date
Application number
RU2018118242A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018118242A (ru
RU2018118242A3 (ru
Inventor
Александр Александрович Перфилов
Original Assignee
Александр Александрович Перфилов
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 Александр Александрович Перфилов filed Critical Александр Александрович Перфилов
Priority to RU2018118242A priority Critical patent/RU2752038C2/ru
Publication of RU2018118242A publication Critical patent/RU2018118242A/ru
Publication of RU2018118242A3 publication Critical patent/RU2018118242A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2752038C2 publication Critical patent/RU2752038C2/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64BLIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/24Arrangement of propulsion plant
    • B64B1/30Arrangement of propellers
    • B64B1/34Arrangement of propellers of lifting propellers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64BLIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/66Mooring attachments
    • 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
    • B64D27/00Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Emergency Lowering Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области воздухоплавательных аппаратов. Спасательный воздухоплавательный аппарат включает мультикоптер, гондолу, АСУ, блок аккумуляторов, захваты грузового контейнера, систему ориентации и слежений. Корпус в форме эллипсоида образован полимерными обручами - ребрами жесткости, расположенными в меридианном направлении. Сверху корпуса находится мультикоптер с электродвижителями, АСУ и приборами космической навигации, ориентации на местности и диспетчерской связи. Снизу корпуса расположены захваты грузового контейнера, удерживающие натяжное устройство и блок аккумуляторов. Внутри корпуса аппарата расположены гондола, состоящая из нескольких газовых емкостей, и ложе из пористой резины для приема терпящих бедствие людей. Изобретение направлено на повышение надежности и маневренности, при этом вес аппарата и полезного груза - людей всецело компенсируется подъемной силой газовых емкостей, при этом облегченные и экономичные электрические движители используются в основном для маневрирования и стабилизации полета. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области воздухоплавательных аппаратов, в частности к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА), предназначенное для спасения людей при пожаре.
В России интерес к воздухоплавательным аппаратам особый: стоит задача активного освоения просторов Сибири, Дальнего Востока, Крайнего Севера и земель и водных пространств Арктики. Они применимы и при надзоре за горящими лесными массивами. Спасение людей при пожаре высотных зданий является актуальной важнейшей задачей летательных аппаратов.
Транссибирская железнодорожная магистраль только на юге Сибири, чуть севернее -ничем не доберешься: советская система воздушного транспорта разрушена, машиной не проедешь, лошади давно нет… Воздухоплавательные аппараты не требующие аэродромов могут способствовать и решению данной проблемы.
Кроме проблемы доставки груза в районы Крайнего Севера, существует и другая не менее важная проблема - обслуживание существующих и строящихся объектов, дорог, трубопроводов и портов, а также потребностей погранзастав.
Вес перевозимого груза должен быть компенсирован подъемной силой газовой гондолы при условии, что аппарат будет плавно снижаться при выключенных движителях. В данном случае груз- это люди, терпящие бедствие при пожаре, что бы их принять нужно как то удерживать аппарат, чтоб не улетел под действие подъемной силы газовой камеры.
Данное изобретение посвящена созданию воздухоплавательного аппарата для спасения людей при пожаре с дистанционным управлением.
Летательных средств много, а предназначенных для спасения людей при пожаре крайне мало: это обычные вертолеты, забирающее людей с крыши горящего здания. Известен воздухоплавательный аппарат [1], в котором, в аварийном случает, капсула с экипажем и дорогостоящим оборудованием управления опускается на землю с помощью парашютной системы. Разовое средство спасения.
Известен также гибридный летательный аварийно-спасательный аппарат, который выполнен в виде конструкции тяжелее воздуха, содержащей жесткий фюзеляж, несущие крылья, органы управления (стабилизатор, руль, элероны), двигатели и движители внутри в виде тел вращения тороидальной формы, имеющих в продольном сечении аэродинамический профиль, поворачиваемых с вертикального направления силы тяги на горизонтальное, опорные устройства (выдвижные шасси). При этом внутри верхней части корпуса расположены оболочки с несущим газом, подъемная сила которых уравновешивает сухую массу летательного аппарата с образованием увеличенной метацентрической высоты летательного аппарата. Внутри корпуса в нижней его части выполнен один сквозной проход с выходными люками и устройствами для причаливания (сцепления) к внешним объектам, оборудованный выдвижным трапом с поручнями и тележкой для погрузки-выгрузки на высоте людей и грузов [2]. Аппарат обеспечивает быстрый набор высоты и высокой скорости, возможность управляемого зависания в воздухе и причаливания (сцепления) к объектам на высоте, возможность посадок на неровные площадки, на воду и для взлетов с них. Принят за прототип.
Недостаток аппарата: газовые емкости компенсируют лишь часть веса конструкции, полезный вес - вес людей и частично вес конструкции поддерживаются только движителями, а значит, их мощность и расход электроэнергии должны быть большими и в случае отключения движителей он будет падать как и положено аппарату тяжелее воздуха, да и причаливание аппарата с крыльями к балкону или окну горящего здания весьма проблематично. Если нагрузку с движителей переложить на подъемную силу газовых емкостей, то аппарат при отсутствии загруженности людьми станет неуправляемым, и улетит без привязки к мачте.
Цель изобретения заключается в создании воздухоплавательного аппарата небольшой грузоподъемности, вместимости 5-6 человек (семья), высокой надежности и маневренности, неприхотливого, при этом вес аппарата и полезного груза -людей всецело компенсируется подъемной силой газовых емкостей, при этом облегченные и экономичные электрические движители используется в основном для маневрирования и стабилизации полета..
Предлагается конструкция спасательного воздухоплавательного аппарата включает мультикоптер, гондолу, АСУ, блок аккумуляторов, захваты грузового контейнера, систему ориентации и слежений, отличающийся тем, что корпус шарообразного аппарата образован полимерными обручами - ребрами жесткости, расположенными в меридианом направлении, сверху корпуса находится мультикоптер с электродвижителями, АСУ и приборами космической навигации, ориентации на местности и диспетчерской связи, а снизу расположены захваты грузового контейнера, удерживающие натяжное устройство и блок аккумуляторов, внутри корпуса аппарата расположены гондола, состоящая из нескольких газовых емкостей и ложе из пористой резины для приема терпящих бедствие людей. Подъемная сила гондолы компенсирует вес аппарата и вес спасенных людей или, при их отсутствии, вес натяжного устройства и вес блока аккумуляторов.
Во время проведения спасательных работ блок аккумуляторов и натяжное устройство опускаются на землю, освобождая подъемную силу гондолы для приема полезного груза - людей, терпящих бедствие, при этом вертикальные перемещения воздухоплавательного аппарата осуществляются тросами натяжного устройства, а электродвижители используются в основном для причаливания к окну или балкону здания, стабилизации аппарата в пространстве и маневрирования, при этом электроэнергия от блока аккумуляторов подается к электродвижителям по электрокабелю посредством натяжного устройства
На фиг. 1 представлен вид аппарата в полете; на фиг. 2 - вид аппарата во время спасательных работ.
Спасательный воздухоплавательный аппарат состоит: 1 - мультикоптер с электродвижителями, 2 - гондола из нескольких газовых емкостей, 3 - корпус из обручей, 4 - захваты грузового контейнера, 5 - натяжное устройство, 6 - блок аккумуляторов, 7 - ложе из пористой резины, 8 - электрокабель, 9 - трос натяжного устройства.
Экономичность, надежность и безопасность аппарата обеспечиваются следующими факторами: устройство для полета с людьми на расстояние не предназначено; подъемная сила газовых полостей равна весу воздухоплавательного аппарата вместе с блоком аккумуляторов и натяжным устройством, которые удерживаются захватами грузового контейнера, при этом электродвижители малой мощности предназначены в основном для горизонтального перемещения аппарата от места базирования до очага пожара. При аварийном отключении электродвижителей аппарат будет медленно опускаться, т.к. весь его вес компенсируется подъемной силой гондолы. При необходимости ускорить процесс можно «стравить» газ через предохранительный клапан по команде диспетчера.
Во время спасательных работ блок аккумуляторов и натяжное устройство, суммарный вес которых равен весу полезного груза - 5-6 спасенных человек, опускаются на землю, аппарат как бы становится на якорь. Временно, вес аппарата становится меньше подъемной силы гондолы. Для удержания аппарата на должной высоте используется натяжное устройство. Электродвижители, маневрируя и стабилизируя аппарат в пространстве, прижимают аппарат к балкону или окну здания, и осуществляется погрузка людей. После заполнения аппарата людьми он опускается на землю с помощью стабилизирующих маневров электродвижителей, В аварийном случае аппарат подтягивается к земле натяжным устройством, а если и оно не работает, то аппарат опустится самостоятельно за счет подъемной силы гондолы почти равной весу аппарата с полезным грузом. При этом есть возможность «стравить» газ через предохранительный клапан и ускорить процесс.
Мультикоптер может иметь различное количество движителей в зависимости от поставленных задач. Гондола состоит из нескольких газовых емкостей, и может быть тоже несколько типов.
Большинство элементов предлагаемого устройства, выполняются из легких углепластиков, например, пластик ABS или волокна КЛЕВЛАР, которые прочнее стали, но легче ее.
Движители предназначены лишь для перемещения и маневрирования, они могут быть небольшой мощности и их количество, исходя из требований безопасности и повышенной надежности, может быть 4-8. Электроэнергия от аккумуляторов подается на электродвижетели по кабелю через натяжное устройство. Управление аппаратом осуществляется дистанционно оператором с земли. При длительной работе разряженный блок аккумуляторов может заменяться новым.
Подъемная сила гондолы, например, равная 300 кг позволяет принять на борт воздухоплавательного аппарата семью из 5-6 человек, при этом объем газа равен кубу с гранью около 7 м. После погрузки людей аппарат притягивается к земле с помощью тросов натяжных устройств, при этом движители обеспечивают его пространственную стабилизацию с минимальной затратой энергии.
После выполнения спасательных работ, аппарат захватывает блок аккумуляторов и натяжное устройство и перелетает на другое место горящего дома или на базу стоянки.
Для создания воздухоплавательных аппаратов существуют полимеры с уникальными свойствами. На основе углеродных волокон и углеродной матрицы создают композиционные углеграфитовые материалы, способные долго выдерживать в инертных или восстановительных средах температуры до 3000 град. Углепластики очень легки и, в то же время, прочные материалы[3]. Например, полимер этого класса, названный «Хайпол» обладает следующими параметрами: рабочая температура до 2000 град., химическая инертность к окислительным средам, не горит, в 1.5 раза легче алюминия и весьма прочен [4]. Вызывает интерес последняя разработка российских ученых - полимер ГРАФИН, обладающий особенными и экзотическими свойствами [5]. За эту разработку российские ученые получили Нобелевскую премию в 2010 году. Углеграфитовые трубки могут достигать прочность в 50 раз превышающую прочность стали. Углеродные тонкие пленки, нанесенные путем напыления на стенки газовых камер изнутри, предохраняют от утечки газа.
Для создания подъемной силы, компенсирующий вес груза, используется гелий
За базовый вариант летательного устройства можно принять любой из беспилотников (БПЛА), квадрокоптеров или дронов, дополнив его элементами, обладающими новизной. Конструкций дронов в России и мире множество, как военного, так и гражданского предназначения [6, 7], но все они, исключая ударные, малого или очень малого размера и грузоподъемностью, достаточной лишь для переноса видеокамеры и измерительных инструментов.
Спасательный воздухоплавательный аппарат может найти применение на монтажных, ремонтных и спасательных работах на объектах значительной высотности.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент РФ 2652373.
2. Патент РФ 2337855.
3. Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнисты материалы. М., Высшая школа, 2004.
4. http: highpol.com.
5.http:newchemistry.ru
7. А. Каримов, В. Ильин. «Военное обозрение», #46(268), 2013
8 Н.С. Сенюшкин. Особенности классификации БПЛА самолетного типа. « Молодой ученый», - 2010, - №11, - с. 65-68.
9. А. Поскутников. Системы автоматического управления БПЛА.
«Молодой ученый», - 2011, - №9, - с. 56-58.
10. В. Слосар. Радиолинии связи с БПЛА: Примеры реализации. Электроника: наука, технология, бизнес. - 2010, - №5. - с. 56050

Claims (2)

1. Спасательный воздухоплавательный аппарат, включающий мультикоптер, гондолу, АСУ, блок аккумуляторов, захваты грузового контейнера, систему ориентации и слежений, отличающийся тем, что корпус аппарата в форме эллипсоида образован полимерными обручами - ребрами жесткости, расположенными в меридианном направлении, сверху корпуса находится мультикоптер с электродвижителями, АСУ и приборами космической навигации, ориентации на местности и диспетчерской связи, а снизу корпуса расположены захваты грузового контейнера, удерживающие натяжное устройство и блок аккумуляторов, внутри корпуса аппарата расположены гондола, состоящая из нескольких газовых емкостей, и ложе из пористой резины для приема терпящих бедствие людей.
2. Спасательный воздухоплавательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что во время проведения спасательных работ блок аккумуляторов и натяжное устройство опускаются на землю, освобождая подъемную силу гондолы для приема полезного груза - людей, терпящих бедствие, при этом вертикальные перемещения воздухоплавательного аппарата осуществляются тросами натяжного устройства, а электродвижители используются в основном для причаливания к окну или балкону здания, стабилизации аппарата в пространстве и маневрирования, при этом электроэнергия от блока аккумуляторов подается к электродвижителям по электрокабелю совместно с тросами натяжного устройства.
RU2018118242A 2018-05-18 2018-05-18 Спасательный воздухоплавательный аппарат RU2752038C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118242A RU2752038C2 (ru) 2018-05-18 2018-05-18 Спасательный воздухоплавательный аппарат

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118242A RU2752038C2 (ru) 2018-05-18 2018-05-18 Спасательный воздухоплавательный аппарат

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018118242A RU2018118242A (ru) 2019-11-18
RU2018118242A3 RU2018118242A3 (ru) 2021-07-05
RU2752038C2 true RU2752038C2 (ru) 2021-07-22

Family

ID=68579452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018118242A RU2752038C2 (ru) 2018-05-18 2018-05-18 Спасательный воздухоплавательный аппарат

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752038C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU216091U1 (ru) * 2022-06-09 2023-01-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) Беспилотный летательный аппарат для спасения людей при пожаре из зданий повышенной этажности

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2337855C1 (ru) * 2007-02-05 2008-11-10 Борис Васильевич Хакимов Летательный аппарат аварийно-спасательный
EA014254B1 (ru) * 2006-08-29 2010-10-29 Скайхук Интенэшнл Инк. Гибридный грузовой воздушный аппарат и способ подъема и транспортировки груза посредством воздушного аппарата
RU155795U1 (ru) * 2015-06-09 2015-10-20 Борис Васильевич Хакимов Подъемник аэромобильный спасательный
RU2585697C1 (ru) * 2015-06-15 2016-06-10 Борис Васильевич Хакимов Аварийно-спасательный аэромобильный подъемник
WO2017075678A1 (pt) * 2015-11-05 2017-05-11 Elio Tecnologia, Serviços E Participações Ltda. Aeronave elipsóide não tripulada e respectivo método de construção
US20180022461A1 (en) * 2016-02-05 2018-01-25 Brendon G. Nunes Hybrid airship
RU2652322C1 (ru) * 2017-05-16 2018-04-25 Александр Александрович Перфилов Воздухоплавательный аппарат
KR101947159B1 (ko) * 2016-12-21 2019-02-13 모칸 주식회사 가정용 미디어 포털 기능을 탑재한 무소음 무인 비행 장치 및 이의 제어 방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA014254B1 (ru) * 2006-08-29 2010-10-29 Скайхук Интенэшнл Инк. Гибридный грузовой воздушный аппарат и способ подъема и транспортировки груза посредством воздушного аппарата
RU2337855C1 (ru) * 2007-02-05 2008-11-10 Борис Васильевич Хакимов Летательный аппарат аварийно-спасательный
RU155795U1 (ru) * 2015-06-09 2015-10-20 Борис Васильевич Хакимов Подъемник аэромобильный спасательный
RU2585697C1 (ru) * 2015-06-15 2016-06-10 Борис Васильевич Хакимов Аварийно-спасательный аэромобильный подъемник
WO2017075678A1 (pt) * 2015-11-05 2017-05-11 Elio Tecnologia, Serviços E Participações Ltda. Aeronave elipsóide não tripulada e respectivo método de construção
US20180022461A1 (en) * 2016-02-05 2018-01-25 Brendon G. Nunes Hybrid airship
KR101947159B1 (ko) * 2016-12-21 2019-02-13 모칸 주식회사 가정용 미디어 포털 기능을 탑재한 무소음 무인 비행 장치 및 이의 제어 방법
RU2652322C1 (ru) * 2017-05-16 2018-04-25 Александр Александрович Перфилов Воздухоплавательный аппарат

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU216091U1 (ru) * 2022-06-09 2023-01-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) Беспилотный летательный аппарат для спасения людей при пожаре из зданий повышенной этажности

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018118242A (ru) 2019-11-18
RU2018118242A3 (ru) 2021-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3604001B1 (en) Modular aircraft assembly for airborne and ground transport
US9802690B2 (en) Cargo airship
EP2874875B1 (en) Unmanned aerial vehicle and method of launching
KR101505444B1 (ko) 로켓 탑승자용 우주복
ES2766900T3 (es) Combinación de vehículos aéreos no tripulados y método y sistema para participar en múltiples aplicaciones
US8498756B1 (en) Movable ground based recovery system for reuseable space flight hardware
JP6426165B2 (ja) ハイブリッドvtol機
US20100096493A1 (en) Emergency and rescue aircraft
KR20170104901A (ko) 서브 드론 모듈 설치 개수에 따라 페이로드를 조절하는 드론 조립체 및 서브 드론 모듈 중앙 비행제어 수단과 방법
US20050151006A1 (en) High altitude reconnaissance vehicle
KR20170040520A (ko) 공기보다 가벼운 기체를 채운 기구를 장착하여 부력을 추가로 확보하는 형태의 드론
US20150210407A1 (en) Lifting entry/atmospheric flight (leaf) unified platform for ultra-low ballistic coefficient atmospheric entry and maneuverable atmospheric flight at solar system bodies
US20150183520A1 (en) Unmanned aerial vehicle and method for launching
US10766615B1 (en) Hover airlift logistics operations guided expeditionary autonomous scalable and modular VTOL platform
US20220097812A1 (en) Hybrid aquatic unmanned aerial and submersible vehicle
RU2752038C2 (ru) Спасательный воздухоплавательный аппарат
WO2016195520A1 (en) Multifunctional air transport system
RU2626418C2 (ru) Аквааэрокосмический летательный аппарат
RU2585380C1 (ru) Универсальное транспортное средство повышенной грузоподъемности (варианты)
US20210171177A1 (en) Airborne Platform Vehicle
CN221049942U (zh) 一种飞艇
Suvarna et al. Project HERCARA: High endurance relocatable crewless aircraft on reconnaissance aerostat
RU216091U1 (ru) Беспилотный летательный аппарат для спасения людей при пожаре из зданий повышенной этажности
CA2875466C (en) Lift ring assembly for a rocket launch system
RU2312042C2 (ru) Супертяжелогрузный летательный аппарат беловицкого (стлаб)