RU61026U1 - DEVICE FOR LIFTING TO THE PRESET ALTITUDE AND ENSURING THE NAVIGATION OF THE RUNWING PLATFORM OF THE WIRELESS INFORMATION TRANSMISSION NETWORK - Google Patents

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к средствам обеспечения навигации воздушных платформ, используемых для формирования беспроводных сетей передачи информации по линии прямой видимости в заданной географической области.The proposed utility model relates to means for providing navigation of air platforms used to form wireless networks for transmitting information along a line of sight in a given geographical area.

Сущность устройства, содержащего станцию приема и передачи сигналов в заданном географическом регионе, связанную с летательным аппаратом, имеющим тяговый винт и связанным с гибкой тягой, второй конец которой зафиксирован с возможностью изменения длины тяги в заданной точке поверхности географического региона, заключается в том, что в него введены полый корпус с двумя взаимно перпендикулярными отверстиями и замыкатель цепи передачи крутящего момента, установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещения и вращения относительно вертикали, при этом гибкая тяга выполнена в виде размещенного в цилиндрической оболочке гибкого торсиона, верхний конец которого жестко связан с цапфой тягового винта, а нижний - снабжен полумуфтой, выполненной с элементом зацепления для связи с источником крутящего момента, причем гибкая тяга протянута через взаимно перпендикулярные отверстия корпуса, а замыкатель цепи передачи крутящего момента имеет элементы для зацепления с указанной полумуфтой и источником крутящего момента.The essence of the device containing the station for receiving and transmitting signals in a given geographical region, associated with an aircraft having a traction propeller and connected with a flexible traction, the second end of which is fixed with the possibility of changing the length of the thrust at a given point on the surface of the geographical region, is that a hollow body with two mutually perpendicular openings and a torque transfer circuit breaker installed in the body cavity with the possibility of axial movement and rotation relative to it are introduced vertically, in this case, the flexible rod is made in the form of a flexible torsion bar housed in a cylindrical shell, the upper end of which is rigidly connected to the axle of the traction screw, and the lower end is equipped with a coupling half made with an engaging element for communication with the torque source, the flexible rod being stretched through mutually perpendicular to the openings of the housing, and the closure of the torque transmission circuit has elements for engagement with said coupling half and a torque source.

Применением предлагаемой полезной модели достигается технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей и повышении надежности подъема и навигации воздушных платформ телекоммуникационной информационной сети за счет упрощения аппаратурной реализации технического решения.By applying the proposed utility model, a technical result is achieved consisting in expanding the functionality and increasing the reliability of lifting and navigation of the air platforms of the telecommunication information network by simplifying the hardware implementation of the technical solution.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к средствам обеспечения навигации воздушных платформ, используемых для формирования беспроводных сетей передачи информации по линии прямой видимости в заданной географической области.The proposed utility model relates to means for providing navigation of air platforms used to form wireless networks for transmitting information along a line of sight in a given geographical area.

Беспроводные широкополосные сети практически находятся вне конкуренции по оперативности развертывания для географических областей, в которых большая территория сочетается с невысокой плотностью населения, широкополосные беспроводные решения имеют особое значение, так как позволяют экономично и оперативно создавать телекоммуникационную инфраструктуру на обширных территориях.Wireless broadband networks are practically unrivaled in terms of deployment efficiency for geographical areas in which a large territory is combined with a low population density, broadband wireless solutions are of particular importance, as they allow the creation of telecommunication infrastructure in vast territories economically and quickly.

Использование воздушных платформ обеспечивает телекоммуникационное покрытие больших географических регионов. Одновременно с созданием региональных сетей передачи данных, голоса и видеоинформации высотные платформы могут применяться для целей видеонаблюдения в радиусе 70-80 км (например, в приграничных территориях или наблюдения транспортных потоков), обнаружения лесных пожаров, экологического мониторинга с использованием сенсорных сетей, геологической и геофизических разведок, радиологического контроля и т.д.The use of air platforms provides telecommunication coverage of large geographical regions. Along with the creation of regional data, voice and video information networks, high-altitude platforms can be used for video surveillance within a radius of 70-80 km (for example, in border areas or monitoring traffic flows), forest fire detection, environmental monitoring using sensor networks, geological and geophysical intelligence, radiological monitoring, etc.

Продолжительность навигации при использовании высотных платформ региональных сетей на высотах до 1 км в естественных условиях окружающей среды на открытых пространствах обуславливает первоочередность задачи обеспечения надежности эксплуатации и управления воздушными платформами, в том числе доступность и дешевизну энергетических ресурсов питания их двигательных установок и приборной системы.The duration of navigation when using high-altitude platforms of regional networks at altitudes of up to 1 km in natural environmental conditions in open spaces determines the priority of the task of ensuring the reliability of operation and control of air platforms, including the availability and low cost of energy resources for the power supply of their propulsion systems and instrument system.

Одной из важнейших задач обеспечения навигации беспилотных летательных аппаратов при их использовании в промышленных масштабах является оптимизация количества ступеней преобразования доступных энергетических ресурсов в вертикальную составляющую тяги летательного аппарата.One of the most important tasks of ensuring the navigation of unmanned aerial vehicles when used on an industrial scale is to optimize the number of steps for converting available energy resources into the vertical component of aircraft thrust.

Известно использование вертолетных винтов, например, в беспилотном вертолете немецкой фирмы «Dornier» DO-32K "Kibitz", в котором два турбокомпрессорных двигателя «холодного цикла» служат для создания подъемной тяги несущего винта. Однако турбореактивные двигатели работают на жидком топливе (керосине, бензине), который подается под большим давлением и обеспечивает работоспособность системы в It is known to use helicopter rotors, for example, in an unmanned helicopter of the German company “Dornier” DO-32K “Kibitz”, in which two turbocharged engines of the “cold cycle” serve to create a lifting thrust of the rotor. However, turbojet engines run on liquid fuel (kerosene, gasoline), which is supplied under high pressure and ensures the system’s operability in

течение относительно небольшого времени эксплуатации. Из-за гидростатического давления жидкости шланг становится толстостенным, а значит и тяжелым (тем более вместе с жидкостью), что неприменимо в случае длительного использования летательного аппарата для навигации воздушных платформ систем беспроводной связи. Размещение турбореактивных двигателей на летательном аппарате уменьшает полезный вес необходимой аппаратуры воздушной платформы.over a relatively short operating time. Due to the hydrostatic pressure of the liquid, the hose becomes thick-walled, and therefore heavy (especially with the liquid), which is not applicable if the aircraft is used for a long time to navigate the air platforms of wireless communication systems. Placing turbojet engines on an aircraft reduces the useful weight of the necessary air platform equipment.

Известно использование гибкого вала для передачи крутящего момента (патент РФ №2197403, публ. 2003.01.27) в трансмиссии системы управления двухсекционного сочлененного вездеходного транспортного средства. Известен гибкий вал из композиционного материла (патент РФ №2146019, публ.2000.02.27) и гибкий вал,содержащий средство передачи крутящего момента и жестко соединенную с последним концевую арматуру, в котором средство передачи крутящего момента выполнено в виде цилиндра, образованного переплетением пучков проволоки круглого сечения таким образом, что каждый последующий пучок огибает предыдущий в противоположном направлении (заявка на патент РФ №95106132, публ. 1996.11.27). Известен гибкий вал, выполненный в виде стержня или трубы из гибкого материала, с которой соединен и взаимодействует упругий каркас, состоящий из цилиндрической пружины, неподвижно соединенной по торцам с двумя втулками и расположенными в отверстии вала гибкими продольными стержнями, соединенными с втулками. Известный гибкий вал имеет достаточно сложную конструкцию, его трудно собирать. Все это снижает надежность известного гибкого вала (пат. РФ №2097611, публ. 1998.10.25).It is known to use a flexible shaft for transmitting torque (RF patent No. 2197403, publ. 2003.01.27) in the transmission of the control system of a two-section articulated all-terrain vehicle. Known flexible shaft made of composite material (RF patent No. 2146019, publ. 2000.02.27) and a flexible shaft containing means for transmitting torque and rigidly connected to the last end fitting, in which means for transmitting torque is made in the form of a cylinder formed by interweaving bundles of wire circular cross-section in such a way that each subsequent beam bends around the previous one in the opposite direction (patent application of the Russian Federation No. 95106132, publ. 1996.11.27). Known flexible shaft made in the form of a rod or pipe made of flexible material with which an elastic frame is connected and interacts, consisting of a cylindrical spring fixedly connected at the ends with two bushings and flexible longitudinal rods located in the shaft bore connected to the bushings. The known flexible shaft has a rather complicated structure, it is difficult to assemble. All this reduces the reliability of the known flexible shaft (US Pat. RF No. 2097611, publ. 1998.10.25).

Известны специальные формы выполнения гибкого вала, например, содержащего гибкую оболочку и расположенное в ней рабочее тело, которое представляет собой засыпку плотно уложенного сыпучего материала, при этом гибкая оболочка выполнена в виде трубки из гибкого материала, армированного в массе сеточным каркасом из гибких нитей, с углом навивки нитей каркаса к образующей цилиндрической поверхности оболочки, составляющим 45°±5°, а частицы сыпучего материала имеют шарообразную форму с калиброванным диаметром, лежащим в диапазоне не менее 100 мкм и не более 1/5 от внутреннего диаметра гибкой оболочки, гибкие нити изготовлены из шелка или капрона, или углепластика, при этом внутренняя полость гибкой оболочки заполнена There are known special forms of execution of a flexible shaft, for example, containing a flexible shell and a working fluid located in it, which is a backfill of a densely laid loose bulk material, while the flexible shell is made in the form of a tube of flexible material reinforced in bulk with a mesh frame of flexible threads, with the angle of winding of the carcass filaments to the generatrix of the cylindrical shell surface of 45 ° ± 5 °, and the particles of bulk material have a spherical shape with a calibrated diameter lying in the range of at least 100 m km and not more than 1/5 of the inner diameter of the flexible shell, the flexible threads are made of silk or kapron or carbon fiber, while the inner cavity of the flexible shell is filled

смазкой и герметизирована, а максимальная шероховатость поверхности частиц сыпучего материала засыпки не превышает 12,5 мкм. (патент РФ №2256825, публ. 2005.07.20).lubricated and sealed, and the maximum surface roughness of the particles of the bulk material of the filling does not exceed 12.5 microns. (RF patent No. 2256825, publ. 2005.07.20).

Все указанные выше формы выполнения гибкого вала, при всех специфических недостатках имеют также общие, а именно, невысокая надежность из-за их сложности и относительно небольшая протяженность при относительно большом весе, что не позволяет использовать эти технические решения для обеспечения подъема и навигации воздушных платформ.All the above forms of flexible shaft, with all the specific drawbacks, also have common, namely, low reliability due to their complexity and relatively small length with a relatively large weight, which does not allow the use of these technical solutions to provide lifting and navigation of air platforms.

Наиболее близким аналогом является телекоммутационная воздушная платформа региональных беспроводных сетей передачи информации (Полезная модель РФ №52296, приоритет от 14.10.2005 г.). Особенностью использования этой платформы является то, что подъемную силу для каждой платформы создают с помощью дистанционно и/или автономно пилотируемого винтокрылого летательного аппарата за счет вертикальной составляющей вектора тяги его винта, а удержание этого летательного аппарата и платформы в заданной точке региональной сети географического региона осуществляют, связывая их с заданной точкой поверхности географического региона гибкой тягой, которую используют в качестве канала подачи энергии питания для обеспечения вращения винта летательного аппарата. Подъем платформы осуществляют, раскручивая винт внизу на поверхности, а при достижении заданной высоты необходимый крутящий момент вращения винта создается двигателем летательного аппарата. Стабилизацию положения платформы обеспечивают за счет инерциальной навигации летательного аппарата в заданной точке региональной сети географического региона.The closest analogue is the telecommunication aerial platform of regional wireless information transmission networks (Utility Model of the Russian Federation No. 52296, priority dated October 14, 2005). A feature of the use of this platform is that the lifting force for each platform is created using a remote and / or autonomously piloted rotary-wing aircraft due to the vertical component of the thrust vector of its propeller, and the retention of this aircraft and platform at a given point in the regional network of a geographical region is carried out, associating them with a given point on the surface of the geographical region with flexible traction, which is used as a channel for supplying energy to provide rotation Aircraft propeller. The rise of the platform is carried out by unscrewing the screw below the surface, and when the specified height is reached, the required rotational torque of the screw is created by the aircraft engine. Stabilization of the position of the platform is ensured by inertial navigation of the aircraft at a given point in the regional network of the geographical region.

Недостатком указанного технического решения является то, что использование гибкой тяги с каналом подачи энергии питания предполагает необходимость использования преобразователей энергии питания в крутящий момент вращения винта летательного аппарата, размещенных на заданной высоте навигации платформы, что снижает ее полезную нагрузку.The disadvantage of this technical solution is that the use of flexible traction with a power supply channel requires the use of power energy converters in the rotational torque of the aircraft propeller located at a given height of the platform navigation, which reduces its payload.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей и повышении надежности подъема и навигации воздушных платформ телекоммуникационной информационной сети за счет упрощения аппаратурной реализации технического решения.The technical result of the proposed utility model is to expand the functionality and increase the reliability of the lifting and navigation of the air platforms of the telecommunication information network by simplifying the hardware implementation of the technical solution.

Указанный технический результат в устройстве для подъема на заданную высоту и обеспечения навигации воздушной платформы беспроводной сети передачи информации, содержащем станцию приема и передачи сигналов в заданном географическом регионе, связанную с летательным аппаратом, имеющим тяговый винт и связанным с гибкой тягой, второй конец которой зафиксирован с возможностью изменения длины тяги в заданной точке поверхности географического региона, достигается тем, что в него введены полый корпус с двумя взаимно перпендикулярными отверстиями и замыкатель цепи передачи крутящего момента, установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещения и вращения относительно вертикали, при этом гибкая тяга выполнена в виде размещенного в цилиндрической оболочке гибкого торсиона, верхний конец которого жестко связан с цапфой тягового винта, а нижний - снабжен полумуфтой, выполненной с элементом зацепления для связи с источником крутящего момента, причем гибкая тяга протянута через взаимно перпендикулярные отверстия корпуса, а замыкатель цепи передачи крутящего момента имеет элементы для зацепления с указанной полумуфтой и источником крутящего момента.The specified technical result in a device for lifting to a predetermined height and providing navigation of an air platform of a wireless data transmission network containing a signal receiving and transmitting station in a given geographical region, associated with an aircraft having a traction screw and connected with a flexible traction, the second end of which is fixed with the possibility of changing the length of the thrust at a given point on the surface of the geographical region is achieved by the fact that a hollow body with two mutually perpendicular openings is inserted into it tii and a torque transmission circuit breaker installed in the cavity of the housing with the possibility of axial movement and rotation relative to the vertical, while the flexible rod is made in the form of a flexible torsion bar housed in a cylindrical shell, the upper end of which is rigidly connected to the axle of the traction screw, and the lower end is equipped with a coupling half made with an engagement element for communication with a source of torque, the flexible rod extending through mutually perpendicular openings of the housing, and the closure of the transmission circuit of the torque nta has elements for engagement with said coupling half and a torque source.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 - показана конструктивная схема, иллюстрирующая предлагаемые технические решения на начальном этапе подъема воздушной платформы;Figure 1 - shows a structural diagram illustrating the proposed technical solutions at the initial stage of lifting the air platform;

На фиг.2 - представлена конструктивная схема, иллюстрирующая предлагаемые технические решения на этапе навигации воздушной платформы.Figure 2 - presents a structural diagram illustrating the proposed technical solutions at the stage of navigation of the air platform.

Устройство для подъема на заданную высоту и обеспечения навигации винтокрылой платформы содержит корпус 1, в котором выполнены два взаимно перпендикулярных отверстия, через которые проходят цилиндрическая оболочка 3 и размещенный в ней с возможностью осевого вращения гибкий торсион 2. В дополнительном отверстии корпуса в его полости 15 установлен на валу 10 замыкатель 4 с возможностью вертикального перемещения вдоль полости и осевого вращения вокруг вертикальной оси. Первый (верхний) торец торсиона жестко связан с цапфой винта 6 летательного аппарата 7, несущего станцию 5 приема и передачи сигналов в заданном географическом регионе винтокрылой платформы. Замыкатель 4 имеет торцевой элемент 8 (например, шлицевый) для передачи крутящего момента, а второй (нижний) конец торсиона 2 жестко связан с полумуфтой 9, имеющей торцевой элемент для приема крутящего момента. Кроме того, замыкатель 4 и выходной вал 13 двигателя (источника крутящего момента) выполнены с элементами, соответственно, 11 и 12 передачи A device for lifting to a predetermined height and providing navigation for a rotorcraft platform comprises a housing 1 in which two mutually perpendicular holes are made through which a cylindrical shell 3 and axially rotatable flexible torsion 2 are mounted 2. In an additional housing opening in its cavity 15 is installed on the shaft 10, the contactor 4 with the possibility of vertical movement along the cavity and axial rotation around the vertical axis. The first (upper) end face of the torsion bar is rigidly connected to the trunnion of the screw 6 of the aircraft 7, which carries a station 5 for receiving and transmitting signals in a given geographical region of the rotorcraft. The switch 4 has an end element 8 (for example, slotted) for transmitting torque, and the second (lower) end of the torsion bar 2 is rigidly connected to the coupling half 9 having an end element for receiving torque. In addition, the contactor 4 and the output shaft 13 of the engine (torque source) are made with elements, respectively, 11 and 12 of the transmission

крутящего момента во взаимно перпендикулярных направлениях (например, конической зубчатой передачи). Выходной вал 13 также имеет торцевой элемент (не показан), для непосредственной передачи крутящего момента полумуфте 9 торсиона, аналогичный торцевому элементу 8 замыкателя.torque in mutually perpendicular directions (for example, bevel gear). The output shaft 13 also has an end element (not shown), for direct transmission of torque to the torsion coupling half 9, similar to the end element 8 of the contactor.

Станция приема и передачи сигналов в заданном географическом регионе в выполнена в виде базовой станции системы беспроводного широкополосного доступа и может также содержать (не показаны) аккумуляторную батарею, преобразователи напряжения, вторичные источники питания, видеокамеру наблюдения.A station for receiving and transmitting signals in a given geographical region in the form of a base station of a wireless broadband access system and may also contain (not shown) a battery, voltage converters, secondary power supplies, and a surveillance camera.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

В процессе подъема (фиг.1) крутящий момент передается по цепи от вала 13 двигателя (источника крутящего момента) на винт 6 через элементы зацепления выходного вала и полумуфты 9, жесткую связь полумуфты и первого конца гибкого торсиона 2, торсион, жесткую связь второго (верхнего) конца гибкого торсиона с цапфой винта 6. Подъемная сила создается воздушным тяговым винтом 6 и под ее действием винтокрылая платформа с летательным аппаратом и станция приема и передачи сигналов поднимаются на заданную высоту навигации. При этом гибкий торсион с оболочкой протягиваются подъемной силой через горизонтальное и вертикальное отверстия корпуса, а источник крутящего момента находится в постоянном контакте с торсионом. При достижении платформой заданной высоты выходной вал источника крутящего момента и полумуфта размыкаются, а замыкатель перемещается вертикально вверх, входит в зацепление в вертикальном направлении с полумуфтой, повернувшейся на 90° в вертикальной плоскости под действием подъемной силы, и в горизонтальном направлении - с валом двигателя (источника крутящего момента) посредством элементов 11 и 12 передачи крутящего момента во взаимно перпендикулярных направлениях (конической зубчатой передачи). В процессе навигации (фиг.2) платформы необходимый винту летательного аппарата крутящий момент передается по цепи от вала 13 двигателя (источника крутящего момента) на винт 6 через элементы 11 и 12 конической зубчатой передачи, шлицевые торцевые элементы замыкателя 4 и полумуфты 9, жесткую связь полумуфты и первого конца гибкого торсиона 2, торсион, жесткую связь второго (верхнего) конца гибкого торсиона с цапфой винта 6.In the lifting process (Fig. 1), the torque is transmitted in a chain from the motor shaft 13 (torque source) to the screw 6 through the engagement elements of the output shaft and the coupling half 9, the rigid coupling of the coupling half and the first end of the flexible torsion bar 2, the torsion bar, the rigid coupling of the second ( the upper) end of the flexible torsion bar with the trunnion of the screw 6. The lifting force is created by the air traction screw 6 and under its action the rotorcraft with the aircraft and the signal receiving and transmitting station are raised to a predetermined navigation height. In this case, a flexible torsion with a shell is pulled by lifting force through the horizontal and vertical openings of the housing, and the source of torque is in constant contact with the torsion bar. When the platform reaches the specified height, the output shaft of the torque source and the coupling half open, and the contactor moves vertically upward, engages in the vertical direction with the coupling half turned 90 ° in the vertical plane under the action of the lifting force, and in the horizontal direction with the motor shaft ( torque source) by means of torque transmission elements 11 and 12 in mutually perpendicular directions (bevel gear). In the navigation process (figure 2) of the platform, the required rotor speed of the aircraft is transmitted through the chain from the engine shaft 13 (torque source) to the screw 6 through the bevel gear elements 11 and 12, the splined end elements of the contactor 4 and the coupling half 9, tight coupling coupling halves and the first end of the flexible torsion bar 2, torsion bar, rigid connection of the second (upper) end of the flexible torsion bar with the trunnion of the screw 6.

Передаваемая мощность в этом случае будет:The transmitted power in this case will be:

Р=Мкр·ωP = Mkr

Особенностью является то обстоятельство, что торсион должен быть гибким, т.к. на начальном этапе вся длина торсиона располагается горизонтально, а на конечном The peculiarity is the fact that the torsion must be flexible, because at the initial stage, the entire length of the torsion bar is horizontal, and at the final

вертикально. В этом случае выгодно делать торсион более гибким, увеличивая угловую скорость (ω), уменьшая (Мкр), сохраняя заданную мощность (Р). Однако угловые скорости вертолетных винтов невелики и прямая передача момента (без редукторов) может оказаться неэффективной. Применение редукторов оказывается эффективным средством передачи механической мощности, но возрастают (многократно) проблемы с моментом. Дело в том, что кроме передачи вращающегося момента на винт, с ростом (ω) возрастают проблемы с моментом трения. Особенно это сказывается в точке перегиба торсиона по радиусу (R), где торсион необходимо помещать в так называемую «рубашку». Трение же в рубашке можно рассчитать следующим образомvertically. In this case, it is advantageous to make the torsion more flexible, increasing the angular velocity (ω), decreasing (Mkr), while maintaining the given power (P). However, the angular speeds of the helicopter propellers are small and direct transmission of torque (without gears) may be ineffective. The use of gearboxes turns out to be an effective means of transmitting mechanical power, but torque problems increase (many times). The fact is that in addition to transmitting the rotating moment to the screw, problems with the friction moment increase with increasing (ω). This is especially true at the inflection point of the torsion along the radius (R), where the torsion must be placed in the so-called “shirt”. The friction in the shirt can be calculated as follows

где:ϑ=U_ср where: ϑ = U _cf

τ - напряжение тренияτ is the friction stress

dn=δ - зазорdn = δ is the gap

Формула размерности:Dimension Formula:

Момент сопротивления вращению (т.е. трения):The moment of resistance to rotation (i.e. friction):

М_Т=F_T·r; F_T=τ·S, где S площадь поверхности торсиона одетого в «рубашку», r - радиус торсиона.M _T = F _T · r; F _T = τ · S, where S is the surface area of the torsion dressed in a “shirt”, r is the radius of the torsion.

Тогда имеем:Then we have:

Оценим этот момент в цифрах при r=1 [мм]=10^-3 [мм] (d=2·10^-3 [м])Let us evaluate this moment in figures at r = 1 [mm] = 10 ^-3 [mm] (d = 2 · 10 ^-3 [m])

l≅2[м]; δ=0,1[мм]=10^-4[м]; l≅2 [m]; δ = 0.1 [mm] = 10 ^-4 [m];

Теперь можно оценить напряжение в торсионе, если мы будем передавать мощность Now we can estimate the voltage in the torsion bar if we transmit power

При At

Т.е. трение на данной угловой скорости можно не учитывать, т.к. М≫М_T Those. friction at a given angular velocity can be ignored, because MM _T

Для расчета на прочность торсиона (τ_mop) мы имеем: To calculate the torsion strength (τ _mop ) we have:

откуда: where from:

Необходимо снизить (τ) примерно в 500 раз. Проще всего это можно сделать, увеличивая (d) примерно в .It is necessary to reduce (τ) by about 500 times. The easiest way to do this is to increase (d) at approximately .

Это означает, что d≅16 мм, а вес 1 м такого троса из лавсана будет:This means that d≅16 mm, and the weight of 1 m of such a cable from dacron will be:

При Н=100 м; (mg)_л.10=2,83[кг], при весе платформы 50 кг - это составит 5,7% от ее веса.When H = 100 m; (mg) _{L. 10} = 2.83 [kg], with a platform weight of 50 kg - this will be 5.7% of its weight.

При Н=200 м (mg)_л.10=5,66[кг], что составит ~11,4% ее веса.At Н = 200 m (mg) _l.10 = 5.66 [kg], which will be ~ 11.4% of its weight.

Эти показатели можно улучшить, если применить в качестве торсиона не сплошной диаметр, а трубу. Соотношение диаметров трубы ⌀D и ⌀d выбирается экспериментально из расчета, чтобы при наложении на радиус R эта труба не складывалась. Двигатель в этом случае находится на Земле и вес его не имеет принципиального значения.These indicators can be improved if the pipe is used as a torsion, not a solid diameter. The ratio of the pipe diameters ⌀D and ⌀d is chosen experimentally from the calculation so that when superimposed on the radius R this pipe does not fold. The engine in this case is on Earth and its weight does not matter.

Вес оболочки будет зависеть от соотношения плотности (ρ) и прочности [σ] материала, из которого изготовлен оболочка. Эти параметры приведены ниже для разных материалов, из которых изготавливают шланги.The weight of the shell will depend on the ratio of density (ρ) and strength [σ] of the material from which the shell is made. These parameters are shown below for the different materials from which the hoses are made.

№
п./п.No.
n / a материалmaterial Температура эксплуатации С°Operating temperature C ° 1one Полиэтилен (ПЭ)Polyethylene (PE) 0,930.93 1-2,41-2,4 -60-+100-60- + 100 22 Фторопласт - 4Ftoroplast - 4 2,22.2 2,52,5 -60-+250-60- + 250 33 Фторопласт - 3Ftoroplast - 3 2,12.1 3,53,5 -195-+100-195- + 100 4four Полиамид - 68Polyamide - 68 1,11,1 5-65-6 -60-+120-60- + 120 55 Лавсан (нейлон)Lavsan (nylon) 1,411.41 11-1211-12 -- 66 СтеклотекстолитFiberglass 1,81.8 16-3316-33 -60-+130-60- + 130

Для ориентировочных расчетов возьмем самый простой из приведенных в таблице материал - полиэтилен: ; ;.For approximate calculations, we take the simplest of the materials listed in the table - polyethylene: ; ; .

Расчет показал, что при 20-ти кратном запасе, толщина стенки шланга равна δ=0,2 мм.The calculation showed that with a 20-fold margin, the wall thickness of the hose is δ = 0.2 mm.

Отсюда масса 1 м шланга будет:From here, the mass of 1 m of the hose will be:

Вес всего шланга при Н=200 м будет: (mg)-_z=1,26 кгThe weight of the entire hose at H = 200 m will be: (mg) - _z = 1.26 kg

Можно оценить так называемую высоту самовыдерживания шланга из данного материала:You can evaluate the so-called self-sustaining height of a hose from this material:

m=ρSH, а вес P=γSH; m = ρSH, and the weight P = γSH;

Откуда: From:

Таким образом, на высоте Н=200 м данный материал использует только пятую часть своей прочности. Расчеты на прочность от других видов нагрузок необходимо вести исходя из оставшейся 4/5-части, т.е. из 0,8[σ].Thus, at a height of H = 200 m, this material uses only a fifth of its strength. Strength calculations from other types of loads must be carried out based on the remaining 4/5 part, i.e. out of 0.8 [σ].

Аналогичная характеристика для других материалов приведена нижеA similar characteristic for other materials is given below.

  Н_с N _s Остаток прочности
Residual strength
Мягкая медь M1Soft Copper M1 7,57.5 ~2~ 2 1,61,6 10,510.5 Мягкий АlSoft Al 2,72.7 ~7~ 7 2,62.6 6,466.46 ЛавсанLavsan 1,411.41 ~10,5~ 10.5 8,158.15 11,211.2 СтеклотекстолитFiberglass 1,81.8 ~24~ 24 13,313.3 23,623.6

Таким образом, применением предлагаемой полезной модели достигается технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей и повышении надежности подъема и навигации воздушных платформ телекоммуникационной информационной сети за счет упрощения аппаратурной реализации технического решения.Thus, the application of the proposed utility model achieves a technical result consisting in expanding the functionality and increasing the reliability of lifting and navigation of the air platforms of the telecommunication information network by simplifying the hardware implementation of the technical solution.

Claims (1)

Устройство для подъема на заданную высоту и обеспечения навигации воздушной платформы беспроводной сети передачи информации, содержащее станцию приема и передачи сигналов в заданном географическом регионе, связанную с летательным аппаратом, имеющим тяговый винт и связанным с гибкой тягой, второй конец которой зафиксирован с возможностью изменения длины тяги в заданной точке поверхности географического региона, отличающееся тем, что в него введены полый корпус с двумя взаимно перпендикулярными отверстиями и замыкатель цепи передачи крутящего момента, установленный в полости корпуса с возможностью осевого перемещения и вращения относительно вертикали, при этом гибкая тяга выполнена в виде размещенного в цилиндрической оболочке гибкого торсиона, верхний конец которого жестко связан с цапфой тягового винта, а нижний - снабжен полумуфтой, выполненной с элементом зацепления для связи с источником крутящего момента, причем гибкая тяга протянута через взаимно перпендикулярные отверстия корпуса, а замыкатель цепи передачи крутящего момента имеет элементы для зацепления с указанной полумуфтой и источником крутящего момента.

A device for lifting to a predetermined height and providing navigation of an air platform of a wireless information transmission network, comprising a signal receiving and transmitting station in a given geographical region, connected to an aircraft having a traction screw and connected to a flexible traction, the second end of which is fixed with the possibility of changing the length of the traction at a given point on the surface of a geographical region, characterized in that a hollow body with two mutually perpendicular openings and a transfer circuit breaker are inserted into it torque, installed in the body cavity with the possibility of axial movement and rotation relative to the vertical, while the flexible rod is made in the form of a flexible torsion bar housed in a cylindrical shell, the upper end of which is rigidly connected to the axle of the traction screw, and the lower end is equipped with a coupling half made with an engagement element for communication with a source of torque, with a flexible rod extending through mutually perpendicular openings of the housing, and the closure of the torque transmission circuit has elements for engagement with the specified coupling half and a source of torque.