SU1740250A1

SU1740250A1 - Method of sustaining airship buoyancy

Info

Publication number: SU1740250A1
Application number: SU894722820A
Authority: SU
Inventors: Валерий Александрович Алексеев; Заур Исмаилович Ашурлы; Сергей Александрович Филин
Original assignee: Научно-производственное объединение "Астрофизика"
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1989-07-24
Publication date: 1992-06-15

Abstract

Изобретение относитс к транспорту , в частности к способам транспортировки дирижабл ми. Целью изобретени вл етс повышение экономичности полета путем использовани продукта сгорани водорода, дл чего продукт сгорани - вод ной пар конденсируют , разлагают электрически на водород и кислород, затем водород направл ют в газовые отсеки дирижабл дл поддержани подъемной силы, а кислород используют в качестве окислител горючего Причем газовые отсеки 1 дирижабл заполнены водородом , который используетс как несущий газ и как горючее дл двигателей 2, Продукт сгорани водорода - вод ной пар конденсируют в воду в теплообменнике 3 и затем разлагают ее электрическим путем в электролизере 4 на водород и кислород, используемые в качестве несзпчего газа и окислител горючего соответственно. 1 ил. iThe invention relates to transport, in particular to methods of transporting airships. The aim of the invention is to increase the flight efficiency by using the hydrogen combustion product, for which the combustion product is water vapor condensed, decomposed electrically into hydrogen and oxygen, then the hydrogen is directed into the gas compartments of the airship to maintain lift, and oxygen is used as the oxidant of the fuel Moreover, the gas compartments 1 of the airship are filled with hydrogen, which is used as a carrier gas and as fuel for engines 2, the combustion product of hydrogen — water vapor is condensed into water into heat exchanger 3 and then it is decomposed in the electrolytic cell electrically 4 to hydrogen and oxygen are used as gas neszpchego fuel and oxidant respectively. 1 il. i

Description

Изобретение относится к транспорту, в частности к способам транспортировки дирижаблями.ιThe invention relates to transport, in particular to methods of transportation by airships.

Известен дирижабль, содержащий!Known for an airship containing!

двигатель внутреннего сгорания с пропеллером, использующий жидкое топливо в качестве горюдего, полость, заполненную газом, для поддержания подъемной силы дирижабля, отдельный резервуар с горючим газом, трубопровод с регулировочным краном для перекрывания подачи жидкого топлива и обеспечения подачи горючего газа из ре-: зервуара к двигателю для уменьшения общего объема поддерживающего газа при встрече с теплым воздушным потоком, воздушные баллонетты в газовой полости с регулируемым трубопроводом к двигателю для обеспечения подогрева газа в полости выхлопным газом при встрече с холодным воздушным потоком, конденсирующий резервуар продуктов сгорания для конденсации и хранения воды с расположенным по окружности дирижабля по направлению к пропеллеру воздушным чехлом для захватывания быстрого встречного воздушного потока и ускорения, таким образом, охлаждения конденсирующего резервуара.an internal combustion engine with a propeller that uses liquid fuel as a fuel, a cavity filled with gas to maintain the lift of the airship, a separate tank with combustible gas, a pipeline with a control valve to shut off the supply of liquid fuel and ensure the supply of combustible gas from the tank: engine to reduce the total volume of supporting gas when meeting with a warm air stream, air ballonettes in the gas cavity with an adjustable pipeline to the engine to provide heating aza cavity in the exhaust gas at the meeting of the cold air stream, the condensation products of combustion tank for condensation and water storage airship with circumferentially disposed toward the air propeller sheath gripping Fast oncoming air flow and accelerating, thereby cooling the condensing tank.

Однако способ поддержания подъемной силы, используемый на известном дирижабле, является недостаточно экономичным, так как часть горючего газа, !используемого для поддержания подъемной силы дирижабля при встрече с тепу лым воздушным потоком, безвозвратно расходуется в качестве топлива в двигателе внутреннего сгорания, а используемый для поддержания подъемной силы дирижабля при встрече с холодным воздушным потоком выхлопной газ является тяжелее газа, который используется для поддержания подъемной силы и в качестве топлива двигателя особенно после охлаждения с течением времени, и не может уже вновь использоваться в качестве топлива двигателя. Конден* сация воды из выхлопных газов позволяет использовать воду только в качестве балласта и облегчать выхлопные газы, используемыедля поддержания подъемной силы, однако сама сконденсированная вода в известном изобретении не используется для поддержания подъемной силы дирижабля и в качестве промежуточного продукта для топлива двигателя, что также значительно снижает экономичность полета.However, the method of maintaining the lift used on a known airship is not economical enough, since part of the combustible gas used to maintain the lift of the airship when it encounters a warm air stream is irrevocably consumed as fuel in an internal combustion engine, and used to maintain when meeting the cold air stream, the exhaust gas is heavier than the gas used to maintain lift and as a fuel for the engine After cooling over time, it can no longer be reused as engine fuel. Condensation of water from exhaust gases allows water to be used only as ballast and to facilitate exhaust gases used to maintain lift, however, the condensed water itself in the known invention is not used to maintain lift of the airship and as an intermediate for engine fuel, which is also significantly reduces flight efficiency.

Наиболее близким к предлагаемому является способ поддержания подъемной силы дирижабля, заключающийся в использовании несущего газа водорода 5 в качестве горючего для двигателей дирижабля и направлении продукта сгорания топлива - водяного пара в газовые отсеки дирижабля.Closest to the proposed is a method of maintaining the lifting force of the airship, which consists in using the carrier gas of hydrogen 5 as fuel for the airship engines and the direction of the fuel combustion product - water vapor in the gas compartments of the airship.

Однако данный способ является недостаточно экономичным, так как водород, используемый для поддержания подъемной силы дирижабля, расходуется безвозвратно в качестве горючего двигателей, а водяной пар, используемый для возмещения убыли подъемной силы, обладает меньшей по сравнению с водородом подъемной силой особенно при охлаждении водяного пара.с тече20 нием времени и не используется в качестве промежуточного продукта для получения горючего для двигателей дирижабля и более легколетучего, чем водяной пар, газа (водорода) для 25 поддержания подъемной силы, что в совокупности снижает дальность полета дирижабля, делает его менее экономи— чески выгодным.However, this method is not economical enough, since the hydrogen used to maintain the lift of the airship is consumed irrevocably as a fuel engine, and the water vapor used to compensate for the loss of lift has a lower lift compared to hydrogen, especially when cooling water vapor. over time, it is not used as an intermediate product for obtaining fuel for airship engines and a gas (hydrogen) more volatile than water vapor, to maintain 25 I lift, which together reduces the range of the airship, makes it less economically profitable.

Цель изобретения - повышение эко__ номичности полета.The purpose of the invention is to increase the flight economy.

Указанная цель достигается, тем, что согласно способу поддержания подъемной силы дирижабля, заключающемуся в использовании несущего газа водорода в . качестве горючего для 35 двигателей дирижабля и направлении продукта сгорания топлива - водяного пара в газовые отсеки дирижабля,продукт сгорания водорода перед направлением в газовые отсеки дирижабля кон4® денсируют, разлагают электролитически на водород и кислород, после чего водород направляют в газовые отсеки дирижабля для поддержания подъемной силы, а кислород используют в качест45 ве окислителя горючего.This goal is achieved, in that according to the method of maintaining the lifting force of the airship, which consists in using hydrogen carrier gas c. as a fuel for 35 airship engines and the direction of the product of fuel combustion - water vapor into the gas compartments of the airship, the hydrogen combustion product is condensed before being sent to the gas compartments of the airship and is decomposed electrolytically into hydrogen and oxygen, after which hydrogen is sent to the gas compartments of the airship to maintain lift forces, and oxygen is used as a fuel oxidizer.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации предлагаемого способа.The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the proposed method.

На схеме обозначены: газовый от5® сек 1, заполненный несущим газом водородом, двигатель 2 дирижабля, в качестве горючего которых используется несущий газ водорода, теплообменник 3, конденсирующий продукт сгорания 55 водорода, электролизер 4, разлагающий электролитически продукт сгорания водорода на водород, поступающий в газовый отсек 1 дирижабля, и кислород, поступающий в газовый отсек 5 и ис1740250 пользуемый в качестве окислителя горючего, резервуар с бидистиллированной водой 6 для восполнения неизбежных при конденсации и передаче в электролизер продукта сгорания потерь.The diagram shows: gas from 5® sec 1 filled with a carrier gas, hydrogen, an airship engine 2, the fuel of which is a hydrogen carrier gas, a heat exchanger 3, a condensing product of hydrogen 55 combustion, an electrolyzer 4 that electrolytically decomposes the product of hydrogen combustion into hydrogen, which enters the gas compartment 1 of the airship, and the oxygen entering the gas compartment 5 and used 1740250 as a fuel oxidizer, a tank with bidistilled water 6 to make up for the inevitable during condensation and transfer to the electrolyte iser of the product of combustion losses.

Способ поддержания подъемной силы дирижабля осуществляют следующим образом.The method of maintaining the lifting force of the airship is as follows.

При использовании несущего газа водорода в газовом отсеке 1 в качестве горючего для двигателей дирижабля типа ГАЗ-652,' работающих на водороде, с помощью регулируемого трубопровода, происходит уменьшение подъемной силы в результате расходования при этом части водорода. Для комплектации убыли водорода продукт его сгорания в двигателях 2, образующийся при сжигании водорода с кислородом и пред- 20 ставляющий собой почти на 100% водяной пар, конденсируют, пропуская через теплообменник 3, и получают сконденсированную воду. Сконденсированную воду перемещают из теплообменника 3 25When hydrogen carrier gas is used in the gas compartment 1 as a fuel for airship engines of the GAZ-652 type, operating on hydrogen using an adjustable pipeline, the lifting force is reduced as a result of the consumption of part of the hydrogen. To complete the set-up, the hydrogen loss in engines 2, which is formed during the combustion of hydrogen with oxygen and constitutes almost 100% water vapor, is condensed by passing through heat exchanger 3 and condensed water is obtained. Condensed water is displaced from the heat exchanger 3 25

Самотеком по трубопроводу в электролизер 4 типа МЭУ-4М и осуществляют электролитическое разложение воды на водород и кислород в водном растворе едкого кали концентрацией 350-400 г/л „ с использованием ртутного катода под действием постоянного электрического тока напряжением 2,4 В от аккумуляторных батарей типа серебряно-цинковых аккумуляторов. Зарядка аккумуляторов производится с использованием 35 плоских солнечных батарей на основе аморфного кремния, установленных на внешней обшивке дирижабля.By gravity through the pipeline into the electrolyzer 4 type MEU-4M and carry out the electrolytic decomposition of water into hydrogen and oxygen in an aqueous solution of caustic potassium concentration of 350-400 g / l "using a mercury cathode under the influence of a constant electric current voltage of 2.4 V from type batteries silver-zinc batteries. The batteries are charged using 35 flat amorphous silicon solar panels mounted on the outer skin of the airship.

Водород, полученный на катоде электролизера 4, перемещают по регули- 40 руемому трубопроводу в газовый отсек 2 для возмещения убыли подъемной силы дирижабля в результате сгорания части водорода в двигателях 2, а кислород, полученный на аноде электро- 45 лизера 4, перемещают в газовый отсекThe hydrogen obtained at the cathode of the electrolyzer 4 is moved through an adjustable pipeline to the gas compartment 2 to compensate for the loss of lift of the airship as a result of the combustion of part of the hydrogen in engines 2, and the oxygen obtained at the anode of the electrolyzer 4 is transferred to the gas compartment

5, изолированный от газового отсека 2,и используют его через регулируемый трубопровод в качестве окислителя при сжигании водорода в двигателях 2 дирижабля. Таким образом, осуществляют замкнутый практически безотходный технологический цикл поддержания подъемной силы дирижабля на возобновляемом водороде.5, isolated from the gas compartment 2, and use it through an adjustable pipeline as an oxidizing agent for the combustion of hydrogen in airship engines 2. Thus, a closed almost wasteless technological cycle is carried out to maintain the lifting force of the airship on renewable hydrogen.

Так как в результате конденсации продукта сгорания водорода и его последующей транспортировки происходят потери в несколько весовых процентов, то для восполнения этих неизбежных потерь используется определенный запас бидистиллированной воды, поступающей периодически из резервуара 6 с водой в электролизер 4.Since, as a result of condensation of the hydrogen combustion product and its subsequent transportation, losses of several weight percent occur, then to compensate for these inevitable losses, a certain supply of bidistilled water is used, periodically coming from the tank 6 with water to the electrolyzer 4.

Применение предлагаемого способа позволит повысить экономичность полета путем увеличения полетной дальности дирижабля за счет полной компенсации убыли несущего’газа водорода при сжигании его в двигателях в качестве горючего.Application of the proposed method will improve flight efficiency by increasing the flight range of the airship due to the full compensation of the loss of the carrier’s hydrogen gas when it is burned in engines as fuel.

Claims

The method of maintaining the lift force of the airship, which consists in using a carrier gas — hydrogen as fuel for the airship engines — and directing the product of combustion of the fuel — water vapor into the gas compartments of the airship — in order to improve the flight efficiency, the product of combustion before being sent to the gas the compartments of the airship are condensed, decomposed electrically into hydrogen and oxygen, after which the hydrogen is sent to the gas compartments of the airship to maintain lift, and oxygen is used as TBE fuel oxidizer.