Патент США 7,055,777 Колтінг



Скачати 467.95 Kb.
Сторінка3/3
Дата конвертації20.03.2017
Розмір467.95 Kb.
#12791
ТипРеферат
1   2   3

Пропелери 36 і 38 можуть бути жорстко закріплені в положенні, що дозволяє вертикально рухатись в прямому або зворотному напрямку, щоб дирижабль 20 піднявся або опустився, коли інший рушій передбачено для горизонтального руху і повороту. У тому випадку, коли пропелери 36 і 38 встановлені в надійному положенні і можна контролювати підйом і спуск, пристрій можна зупинити, регулювати швидкість повороту навколо вертикальної осі тяги гвинта 56, який прикріплений до передньої частини дирижабля 20 .

Як альтернативи, гребневі гвинти 36 і 38 можуть бути змонтовані на поворотних головках 58 , 60 , які виконані з можливістю повертатися від 0 до 90 градусів по горизонталі, тобто від повністю вниз штовхачем для підйому, до повністю горизонтального положення приблизно на рівні горизонтального польоту. Оскільки двигуни 44 і 46 переважно можуть бути оборотними, зі змінною швидкістю обертання електродвигунів постійного струму, спуск забезпечується завдяки роботі гребних гвинтів 36 і 38 в зворотному напрямку. Контроль цього повороту виконується електродвигунами 62, 64 моторами 58 і 60. Кутова орієнтація головок 58 , 60 , забезпечує вертикальний та горизонтальний рух. Диференціальна швидкість роботи гребних гвинтів 36 , 38 є причино. повороту дирижабля 20 по осі. Переважно, щоб повітряні гвинти 36 , 38 мали діаметр в межах 10-20 футів, а робочу швидкість в діапазоні від 0 до 400 оборотів в хвилину, в прямому або зворотному напрямку.

У горизонтальному положенні (тобто, нульовому підйомі або спуску), провідна частина зовнішньої оболонки 22 позначена в цілому, як 70. Під час польоту вперед на рівні точки гальмування P Застій буде лежати попереду або, як правило , більш-менш на провідній кінцівці. Опущена область 72 лежить на протилежному краю зовнішньої оболонки 22 , і схиляється назад під час польоту вперед. У кращому варіанті здійснення межа розділу шару апарату придушення знаходиться в структурі повітряного насоса, коло третього пропелера 74 , змонтованого на нерухомій опорі 76 , що стоїть зовні в кормовій частині ділянки 72 . Пропелер 74 являє собою штовховий гвинт, який з'єднаний з електричним двигуном з регульованою швидкістю 78 , і працює як повітряний насос , щоб спонукати повітря текти від веденої ділянки 72 і в напрямку назад. Це може , як правило, створювати область відносно низького тиску в кормовій частині ділянки 72 і , можливо, викликати точку відриву потоку від зовнішньої оболонки 22 , щоб перебувати ближче до ділянки 72 , або в іншому випадку можуть мати місце, з подальшим зниженням лобового опору і поліпшення в прямому веденні дирижаблю 20 . У кращому варіанті здійснення, в якому зовнішня оболонка 22 становить близько 250 футів в діаметрі, гвинт 74 становить близько 40 футів в діаметрі, і повертається зі швидкістю в межах від нуля до 250 оборотів в хвилину.

Перезаправка


Дирижабль 20 має допоміжну силову установку з паливним резервуаром 80 , розташованим в нижній частині. За бажанням, паливний резервуар 80 може мати лінію 82 , встановлену зовні на зовнішній оболонці 22 , і стикувальний посудину 84 встановлену по центру у верхній частині зовнішньої оболонки 22 . Лінія наповнення 82 , резервуару 84 , і резервуар 80, електрично заземлений на шасі APU 52 . Лінія наповнення 82 також має зливну лінію 86 і триходовий клапан 88 . Поповнення резервуара 80 може здійснюватися літаючим танкером дирижаблю 90 (мал. 5) подібної сферичної форми на висоту вище літака 20 , і підтримки дирижаблю 90 в заданому положенні. Заземлені заповнюючи сопла опускають ємність 84 . В такому положенні, сопло 92 знаходиться під напругою , щоб натиснути на резервуар 84 , який має герметичні і електрично заземлені з'єднання. Потім паливо проходить через лінію 82 для поповнення резервуара 80 . У той час як це відбувається, повітряне судно 90 може випустити підйомний газ зі швидкістю, що відповідає швидкості передачі палива таким чином , щоб підтримувати приблизно нейтральну плавучість. Точно так же, надування газового мішка 30 літаків 20 може бути збільшене з тією ж швидкістю , щоб підтримувати приблизно нейтральну плавучість повітряного судна 20 . Під час поповнення триходовий клапан 86 встановлений , щоб забезпечити потік з резервуара 84 в резервуар 80 . Коли резервуар 80 наближається до "повного" стану, повітряне судно 90 сигналізує припинити заповнення. Клапан 92 на лінії подачі 94 закривається, а лінія 94 стикає через сопло 84 . Лінія 82 аналогічним чином стікає в резервуар 80 . Коли лінія 82 витече таким чином, клапан 86 встановлений , щоб відкрити лінію 82 для зливу через зливну лінію 84 . Форсунка 84 знеструмлена, подача поповнення лінії 94 втягується, і літак 90 повертається на базу.

За бажанням, і переважно, дирижабль 20 може бути забезпечений системою підйому поповнення газу. З цією метою гнучка лінія високого тиску 96 з'єднана з додатковим підйомним газовим резервуаром 34 , потік управляється клапаном 100 . Лінія 96 закінчується в фітингу 102 , встановленого поруч з допоміжною силовою паливною ємністю 84 . Коли літак 90 знаходиться в положенні, якому відповідає зонд 104 закривається фітинг 102 . Паливо передається через лінію 82 , а відповідна кількість газу-носія тече по лінії 96 , забезпечуючи достатню кількість газу-носія для наповнення газового балона 30 , щоб контратакувати додаткові ваги палива. Це може мати тенденцію підтримувати як дирижабль 20 і дирижабль 90 при нейтральній плавучості шляхом одночасної передачі палива і підйому газу. У тому випадку, якщо були "незбалансовані" або паливо або підйомний газ - все стане збалансовано, випустивши баласт або підйомний газ.

Дирижабль 90 може мати надлишковий підйомний газ температури навколишнього середовища для підтримки нейтральної плавучості, або необов'язково дирижабль 90 може бути забезпечений підйомним газом з компресора 106, а теплообмінник 108 , виконаний з можливістю вилучення і стиснення газу-носія з газового балона 110 літака 90 в якості дозаправки повітряних суден 20.

Керуючий модуль


Нижня ділянка зовнішньої оболонки повітряних судів 20 має обладнання: блістер 120, вшитий всередину, сферичну поверхню зовнішньої оболонки 22. Устаткування для блістера 120 ипє модуль управління 122, з'єднаний з моторами 44 , 46 , 62 , 64 , 78 і APU 52 , отже, контролюючий силові установки і напрям повітряного корабля 20 . У розподільній скриньці 122, виконаної з можливістю управління надуванням (а) газового мішка 30 , (б) відбирання надлишкового підйомного газу з газового балона 30, (в) надування зовнішньої оболонки 22 за допомогою нагнітального вентилятора 26 , і скидання тиску величиною 28 , (d) порт, правий борт і кормові навігаційні вогні 124 , 126 , 128 ; (Е) систему дозаправки описаної вище; (е) внутрішнє освітлення 130 . Модуль управління 122 з'єднаний з радіоантени масиву 132 , за допомогою якого сигнали управління і моніторингу обладнання направляються віддалено розташованим контролюючим станціям, зазначеним на мал. 5, 136 . Управління станції 136 переважно наземне, будь то на стаціонарної установці або в мобільній установці , такої як вантажівка, також може бути корабельна контролююча станція або повітряно - керуюча станція. Модуль управління 122 також з'єднаний з датчиками 144 , 146 для вимірювання зовнішньої температури навколишнього середовища і тиску; VA-'Ω метр, 148 для вимірювання струму і напруги від сонячних батарей 50 ; Датчики 150 , 152 (мал. 1 б ) для вимірювання температури газового мішка і тиску; 154 , 156 для вимірювання подачі палива ЗСУ в резервуарі 80 ; VA-'Ω Meter 158 для вимірювання споживаного струму двигуна; антена 160 для прийому глобальної системи визначення місця розташування або інших телеметричних даних, 162 для вимірювання відносної швидкості повітря; і 164 , 166 для вимірювання запасеного заряду (в разі живлення від батареї) і стану паливних елементів (в разі використання паливного елемента). Входи від різних датчиків використовуються для дозволу (а) керуючої станції знати про стан операційних систем літака 20 , і (б) управління роботою дирижаблів 20 .

Модулі обладнання


Устаткування піддону 180 змонтоване в нижній частині зовнішньої оболонки 22 поблизу управління модулем 122 . Устаткування піддону 180 може служити в якості основи для обладнання , що використовується для однієї або декількох функцій. Піддон 180 може бути базою для передачі повідомлень станції 182 , будь то для відправки повідомлень, для прийому повідомлень, просто для дій в якості відбивача повідомлень, або для роботи в якості ретрансляційні станції, виконаної з можливістю збільшення вхідного повідомлення і повторної його передачі.

Піддон 180 може також служити платформою для одного або декількох з (а) камер обладнання, таких як гіростабілізовані камери 184 , чи фотоапарат або відеокамера; (Б) термічне встаткування для формування зображення 186 ; (С) радіолокаційна установка 188 ; (d) моніторинг обладнання радіосигналу.

Зовнішня оболонка 22 і газовий балон 30 , як правило, прозорі для електромагнітних хвиль в діапазоні частот , що представляє інтерес, а саме зв'язок та радіолокаційні частоти, літак 20 забезпечує відповідне, захищене кріплення для прийому або передачі антени 190 та іншого обладнання.

Альтернативні конфігурації


Дирижабль не обов'язково повинен бути точно сферичним. Наприклад, як правило , сферична форма може бути трохи подовжена, або може бути трохи вище , ніж широка, або ширше у висоті. Тобто, довжина дирижабля 20 уздовж осі х , може лежати в діапазоні, який може бути від 80% до 200% від ширини повітряного корабля , виміряної уздовж осі у, а висота повітряного судна , виміряна вздовж осі Z може бути в межах від ½ до 1 ½ його довжини. Дирижабль 20 не обов'язково повинен бути досконалим тілом. Тобто, верхня частина дирижаблі 20 може бути утворена на більшій радіус кривизни , ніж в нижня частина, або навпаки, або може мати закруглену прямокутну або трапецієподібну форму , якщо дивитися в поперечному перерізі , слід забезпечити відповідну форму для сонячних масив осередків 50 , або для зв'язку повітряного масиву або для чогось іншого. Проте, переважно, дирижабль 20, сферичними.

Підйомний газ


Для роботи в умовах підвищених висот (це означає, операції у 18,000 футів, і, зокрема , вище 40000 футів.) Автор винаходу переважно використовує водень в якості несучого газу. Займистість водню, і наслідки пожежі на борту в наповненому воднем дирижаблі добре відомі, і, в даний час фахівці в даній області техніки , як правило, уникають використання водню в якості підйомного газу. У зв'язку з цим, використання гелієвого інертного газу, в цілому може замінити водень в дирижаблі. Тим не менше, на великій висоті безпілотник, який присутній на станції протягом тривалих періодів часу , як правило, може бути відповідним додатком для водню. Тобто, чим вище висота, тим тонше повітря, і повітря на великій висоті досить мало, і як правило , не підтримує горіння без стиснення. По- друге, при використанні в якості платформи спостереження або в якості станції зв'язку, дирижабль 20 може опускатися і злітати лише зрідка, зменшуючи можливість сумних подій. В- третіх, в кращому варіанті здійснення повітряне судно не-пілотоване. Для застосування в умовах низької висоти над рівнем моря, або додаткових, пілотованих польотів - найбільш прийнятний Гелій.

Альтернативний варіант дирижаблю 220 показаний на мал. 6. Дирижабль 220 аналогічний за структурою і принципом дії дирижаблю 20 , але відрізняється від нього, має пару консольних пропелерів 222 , 224 і лопаток масивів 226 , 228 для направлення зворотного промивання пропелерів вгору або вниз , щоб підніматися або опускатися, таким чином, як описано в моєму патенті США. No. 5294076.

В іншому альтернативному варіанті здійснення, показаному на мал. 7, дирижабль 230 є таким же, як дирижабль 20, але включає в себе гермокабіни 232 для пілотів. Пілот забезпечений скафандром на великій висоті і з'єднаний з джерелом подачі кисню 234
Використання заднього колючого гвинта, такого як пропелер 74 не обмежується по суті, сферичний дирижабль, такий як дирижабль 20 для використання на великій висоті. В альтернативному варіанті здійснення, штовхаючий повітряний гвинт може бути використаний під час роботи при низьких висотах, а також.

Частка накачування газу бухти 30 на рівні моря, як правило, відповідають практичній стелі літака. Тобто, часткове збільшення може бути зроблено для оперативної служби стелі, будь то 10000 футів, 18000 футів, 40000 футів, 60,0000 футів або вище. Обсяг збільшення на рівні моря, може бути близько 70% від максимального обсягу, щоб досягти практичної стелі 10000 футів; на 50% , щоб досягти практичної стелі близько 18000 футів, 25% , щоб досягти практичної стелі близько 35000 футів; 20% , щоб досягти практичної стелі близько 40000 футів, 10% , щоб досягти практичної стелі близько 50000 футів; близько 7½% для досягнення практичної стелі 60000 футів; і близько 5% , щоб досягти практичної стелі близько 70000 футів. У кращому варіанті здійснення літальний апарат має практичну стелю близько 60000 футів.

При роботі в якості платформи, зовнішня оболонка 22 знаходиться під тиском за допомогою вентилятора 26 , а також різні відсіки обладнання завантажені, і паливний резервуар заповнений. Газовий мішок 30 надувають з достатньою кількістю підйомного газу; щоб забезпечити нейтральну плавучість, газ збирається в мішок 30 поблизу верхньої кінцівки сферичної оболонки з зовнішньою оболонкою 22 , з найбільш важких предметів, а саме модулі обладнання змонтовані на нижній кінцівці. Це відносне позиціонування, як правило, дає центр плавучості , який значно вище центру мас, прагнучі забезпечити стабільність.

Коли приблизно нейтральна плавучість була досягнута, рухова система управління активується для проведення дирижаблю 20 до потрібного місця, або по маршруту під час якого зроблені спостереження. Коли дирижабль 20 встановлений на своєму місці 400 він може бути використаний в якості телекомунікаційної платформи, або в якості платформи спостереження з відповідним обладнанням, перерахованим вище. Рухова система і система управління використовується з метою підтримки дирижаблю 20 в межах цільової зони. Це може бути зроблено або автоматично за допомогою центрального обробного обладнання на борту повітряного корабля 20, або бути віддаленим обладнанням обробки, яке контролює умови на борту повітряного корабля 20, і передає команди на різні рухові компоненти відповідно. Під час денного світла забезпечує роботу сонячних батарей 50, зарядів батарей 48 або заряджає паливний елемент 166. Під час роботи в нічний час - гребних гвинтів 44, 46, 74 роботи від акумуляторної батареї, потужність паливних елементів або потужності, що генерується допоміжно 52. Після певного періоду часу, наприклад, кілька днів або, можливо, через місяць або більше, другий дирижабль може бути використаний повторно, а також для поповнення підйому газового резервуару.



Під час руху, дирижабль 20 може здійснювати один або декілька етапів фотографування 402; отримання теплових зображень 404; спостереження радіосигналу, моніторинг, або заклинювання 406; робота РЛС 408; або прийому, відправлення, відображаючи, підвищуючи або ретранслюючі сигнали електрозв'язку 410. Тією ж мірою, в якій зовнішня оболонка 22 і газовий мішок 30, по суті прозорі, запал 130 всередині повітряного корабля 22 може бути використаний для освітлення дирижаблю 22, і, з огляду на його висоту над рівнем моря і щодо великого розміру, (можливо до 250 футів в діаметрі в одному з варіантів) дирижабль 22 може служити в якості маяка, видимого з великої відстані, або в якості дисплея для реклами.

Різні варіанти здійснення даного винаходу тепер були описані докладно. Так як зміни чи доповнення до описаних вище найкращих режимів можуть бути зроблені без відступу від прототипу, сутності або обсягу винаходу, винахід не повинен бути обмеженим цими деталями, а лише запасною формулою винаходу.
Скачати 467.95 Kb.

Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2022
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка