RU2327600C1 - Airship carcass - Google Patents

Abstract

FIELD: flight vehicles.

SUBSTANCE: airship carcass us made up of lengthwise stringers with their ends coupled with ties, a covering with the surface shape within the limits of adjoining stringers being a negative Gaussian curvature. Inside the carcass a lower gas pressure is maintained relative to the outer atmospheric pressure. The stringers are connected to ties by rod links all along their length. Inside the carcass, a varying volume capacities for lift gas and air ballonets are accommodated communicating with atmosphere via a system of valves and fans. The stringers all along their length can be connected to ties by means of membranes.

EFFECT: extended functionalities.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям летательных аппаратов легче воздуха и может быть использовано в дирижаблестроении.The invention relates to the construction of aircraft lighter than air and can be used in airship building.

Известна конструкция дирижабля (патент №2207298) с каркасом из продольных стрингеров, концы которых соединяют затяжкой. Обшивка в пределах смежных стрингеров имеет форму поверхности отрицательной гауссовой кривизны. Внутри корпуса поддерживают пониженное давление газа по сравнению с внешним атмосферным давлением (прототип).Known design of the airship (patent No. 2207298) with a frame of longitudinal stringers, the ends of which are connected by a puff. The sheathing within adjacent stringers has a surface shape of negative Gaussian curvature. Inside the housing, a reduced gas pressure is maintained compared to external atmospheric pressure (prototype).

Конструкция имеет существенные недостатки:The design has significant disadvantages:

- необходимость изменения объема корпуса в процессе эксплуатации для управления подъемной силой аппарата усложняет конструкцию за счет устройств для изменения длины затяжки и увеличивает его массу;- the need to change the volume of the housing during operation to control the lifting force of the apparatus complicates the design due to devices for changing the length of the tightening and increases its mass;

- конструктивная схема корпуса предопределяет круглую форму его поперечного сечения. Поэтому оказывается невозможным создание корпуса с отличным от кругового очертания его поперечного сечения, например с эллиптическим очертанием. Эта форма корпуса оказывается целесообразной для дирижабля с солнечными батареями на поверхности его обшивки вследствие существенного увеличения коэффициента освещенности в сравнении с круглой формой.- structural design of the housing determines the circular shape of its cross section. Therefore, it turns out to be impossible to create a body with a different cross-sectional shape of its cross section, for example with an elliptical shape. This form of the hull turns out to be appropriate for an airship with solar panels on the surface of its lining due to a significant increase in the coefficient of illumination in comparison with a circular shape.

С целью устранения указанных недостатков предлагается конструкция корпуса дирижабля, имеющая каркас из продольных стрингеров, концы которых соединены затяжкой, обшивку, имеющую в пределах смежных стрингеров очертание поверхности отрицательной гауссовой кривизны. Тем самым образуются геометрически неизменяемые формы, совокупность которых позволяет создать необходимую форму корпуса. Внутри корпуса в пространствах между связями размещают изменяемые объемы (подушки) с несущим газом и воздушные баллонеты, сообщающиеся с атмосферой системой газовых клапанов и вентиляторов для поддержания внутри корпуса пониженного давления газов.In order to eliminate these drawbacks, a design of the airship body is proposed, having a frame of longitudinal stringers, the ends of which are connected by a puff, a casing having a contour of the surface of negative Gaussian curvature within adjacent stringers. Thus, geometrically unchanged forms are formed, the combination of which allows you to create the necessary shape of the case. Inside the housing, in the spaces between the connections, variable volumes (pillows) with carrier gas and air balloons are placed, which communicate with the atmosphere by a system of gas valves and fans to maintain a low gas pressure inside the housing.

Вариант конструктивного решения предусматривает соединение стрингеров с затяжкой мембранами. Это позволяет зонировать внутренний объем корпуса и устраняет внутри него неконтролируемые перемещения газов.A design solution provides for connecting stringers with tightening membranes. This allows you to zone the internal volume of the housing and eliminates uncontrolled movement of gases inside it.

На фиг.1 показан вид корпуса по стрелке А на фиг.2. На фиг.2 дан разрез по 1-1 на фиг.1. На фиг.3 показано соединение стрингеров с затяжкой стержневыми связями в сечении 2-2 на фиг.2. На фиг.4 показан фрагмент поперечного сечения корпуса с газовместилищами и баллонетами.In Fig.1 shows a view of the housing along arrow A in Fig.2. Figure 2 is a section through 1-1 in figure 1. Figure 3 shows the connection of stringers with tightening rod ties in section 2-2 in figure 2. Figure 4 shows a fragment of the cross section of the housing with gas tanks and balloons.

Конструкция корпуса дирижабля (фиг.1 и 2) состоит из продольных стрингеров 1, концы которых соединены затяжкой 2. Обшивка 3 между смежными стрингерами имеет форму поверхности отрицательной гауссовой кривизны: она выпукла в продольном направлении и вогнута в поперечном.The design of the airship body (Figs. 1 and 2) consists of longitudinal stringers 1, the ends of which are connected by a tightening 2. The casing 3 between adjacent stringers has the shape of a surface of negative Gaussian curvature: it is convex in the longitudinal direction and concave in the transverse.

Стрингеры, соединенные с затяжкой стержневыми связями 4 (фиг.3), образуют геометрически неизменяемый элемент, совокупность которых позволяет получить требуемую форму поперечного сечения корпуса, в том числе показанную на фиг.2, эллиптическую. Вариант использования мембраны вместо стержневых связей на фигурах не показан.Stringers connected to the tightening by the rod ties 4 (Fig. 3) form a geometrically unchanging element, the combination of which allows to obtain the desired cross-sectional shape of the body, including the elliptical one shown in Fig. 2. The use of the membrane instead of the core bonds in the figures is not shown.

Внутри корпуса (фиг.4) размещают газовместилища и воздушные баллонеты 6.Inside the body (figure 4) place gas tanks and air balloons 6.

Работа конструкции корпуса происходит следующим образом. В процессе сборки корпуса монтажными устройствами производят натяжение затяжки, в результате чего происходит его предварительное напряжение: в стрингерах возникают усилия сжатия, в обшивке, затяжке и связях - усилия растяжения. В этом состоянии корпус приобретает необходимую жесткость и геометрическую неизменяемость.The design of the housing is as follows. In the process of assembly of the housing by the mounting devices, the tension is tightened, as a result of which it is pre-stressed: compressive forces arise in the stringers, tensile forces occur in the skin, tightening and ties. In this state, the housing acquires the necessary rigidity and geometric immutability.

Управление полетом дирижабля по вертикали производят с помощью газовместилищ для несущего газа и воздушных баллонетов (фиг.4). Баллонеты сообщаются с атмосферным воздухом через клапаны и вентиляторы, а мягкие газовместилища (подушки) геометрически изменяемы. Давление газов внутри корпуса поддерживают пониженным в сравнении с атмосферным. В результате этого обшивка между смежными стрингерами прогибается внутрь корпуса и принимает форму поверхности отрицательной гауссовой кривизны. Это придает дополнительную жесткость корпусу, в том числе на кручение относительно его продольной оси.The flight control of the airship vertically produced using gas tanks for carrier gas and air balloons (figure 4). Balloons communicate with atmospheric air through valves and fans, and soft gas tanks (pillows) are geometrically variable. The gas pressure inside the housing is kept low compared to atmospheric. As a result of this, the casing between adjacent stringers bends into the body and takes the form of a surface of negative Gaussian curvature. This gives additional rigidity to the body, including torsion relative to its longitudinal axis.

Процесс управления полетом по вертикали обычен и особенностей не имеет: при подъеме воздух из баллонетов сбрасывают с помощью вентиляторов в атмосферу, давление внутри корпуса падает, и газовместилища с несущим газом расширяются, происходит подъем аппарата. Воздушные клапаны контролируют заданный перепад давлений в пределах 0,02÷0,04 атм. При спуске процесс производят в обратном порядке.The vertical flight control process is usual and does not have features: when lifting, the air from the ballonet is vented to the atmosphere by fans, the pressure inside the body drops, and the gas tanks expand with carrier gas, and the apparatus rises. Air valves control a given pressure drop within the range of 0.02 ÷ 0.04 atm. During the descent, the process is performed in the reverse order.

Дирижабль оборудуют двигателями, хвостовым оперением, гондолой, при необходимости грузовой платформой, солнечными батареями и пр., которые крепят к стрингерам.The airship is equipped with engines, tail, gondola, if necessary, a loading platform, solar panels, etc., which are attached to the stringers.

Claims (2)

1. Корпус дирижабля имеет каркас из продольных стрингеров, концы которых соединяют затяжкой, обшивку, имеющую в пределах смежных стрингеров очертание поверхности отрицательной гауссовой кривизны, при этом внутри корпуса поддерживают пониженное давление газов по сравнению с внешним, отличающийся тем, что стрингеры по их длине соединены с затяжкой стержневыми связями, внутри корпуса размещены изменяемые объемы с несущим газом и воздушные баллонеты, сообщенные с атмосферой системой клапанов и вентиляторов.1. The airship casing has a frame of longitudinal stringers, the ends of which are connected by a tightening, a lining having a contour of negative Gaussian curvature within adjacent stringers, while inside the casing they maintain a reduced gas pressure compared to the external one, characterized in that the stringers are connected along their length with tightening rod connections, inside the housing are placed variable volumes with carrier gas and air balloons communicated with the atmosphere by a system of valves and fans. 2. Корпус дирижабля по п.1, отличающийся тем, что стрингеры по их длине соединены с затяжкой мембранами.2. The airship body according to claim 1, characterized in that the stringers along their length are connected to the tightening membranes.

Images