RU2585380C1 - High-capacity universal vehicle (versions) - Google Patents
High-capacity universal vehicle (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585380C1 RU2585380C1 RU2015107430/11A RU2015107430A RU2585380C1 RU 2585380 C1 RU2585380 C1 RU 2585380C1 RU 2015107430/11 A RU2015107430/11 A RU 2015107430/11A RU 2015107430 A RU2015107430 A RU 2015107430A RU 2585380 C1 RU2585380 C1 RU 2585380C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vehicle
- module
- transported
- engines
- transporting
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 33
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 15
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 4
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 241000238367 Mya arenaria Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000012550 audit Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 108010066278 cabin-4 Proteins 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
- B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
- B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
- B64B1/24—Arrangement of propulsion plant
- B64B1/30—Arrangement of propellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
- B63G8/14—Control of attitude or depth
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing or receiving articles, liquids, or the like, in flight
- B64D1/22—Taking-up articles from earth's surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к устройствам управления транспортными средствами, и может найти применение при создании многофункциональных транспортных средств, предназначенных для выполнения различных работ в интересах решения широкого спектра специальных и народнохозяйственных задач.The invention relates to vehicles, and in particular to vehicle control devices, and can find application in the creation of multifunctional vehicles designed to perform various tasks in the interest of solving a wide range of special and economic problems.
Известно, что архимедова сила является основой плавучести и грузоподъемности надводных плавсредств, а также силой, препятствующей целевому маневру транспортного средства погрузиться глубже в среду своего нахождения (не говоря уже о переходе из среды менее плотной в среду с большей плотностью). Также известно, что для придания движения телу с малым по модулю значением плавучести требуются незначительные усилия. Для управления величиной архимедовой силы в воздухоплавании применялся подогрев воздуха - наполнителя воздушных шаров или уменьшение полетного веса путем сбрасывания за борт балластного груза. При этом ресурс для управления был весьма ограничен. Больше века назад появились транспортные средства с управляемой плавучестью. Подводные лодки наполняются забортной водой для увеличения своего походного веса и меняют глубину своего погружения, но при этом или сохраняют нулевую плавучесть и возможность движения, или приобретают отрицательную плавучесть и ложатся на дно. Механизм приобретения или увеличения положительной плавучести также известен: вытеснение забортной воды сжатым воздухом.It is known that Archimedean force is the basis for buoyancy and carrying capacity of surface craft, as well as a force that impedes the target maneuver of a vehicle to sink deeper into its environment (not to mention the transition from a less dense medium to a higher density). It is also known that to give movement to a body with a small modulus of buoyancy, insignificant efforts are required. To control the magnitude of the Archimedean force in aeronautics, air heating was used — a filler of balloons or a decrease in flight weight by dropping ballast cargo overboard. Moreover, the resource for management was very limited. More than a century ago, vehicles with controlled buoyancy appeared. Submarines are filled with sea water to increase their traveling weight and change the depth of their diving, but at the same time they either maintain zero buoyancy and the ability to move, or acquire negative buoyancy and fall to the bottom. The mechanism for acquiring or increasing positive buoyancy is also known: displacing sea water with compressed air.
К современным транспортным средствам (ТС) предъявляются требования, которые носят часто противоположный характер. Например, перевозить больше груза при меньших энергетических затратах, при меньшем износе конструктивных элементов самого транспортного средства и предназначенной для него инфраструктуры, при минимальном (а лучше - нулевом) ущербе окружающей среде. А еще - быть универсальным в передвижении в различных средах без необходимости перевалки груза с одного вида транспортного средства на другое или для выполнения скрытого маневра.Modern vehicles (TS) are presented with requirements that are often of the opposite nature. For example, transporting more cargo at lower energy costs, with less wear on the structural elements of the vehicle itself and the infrastructure intended for it, with minimal (or better - zero) damage to the environment. And also - to be universal in moving in various environments without the need for transshipment of cargo from one type of vehicle to another or to perform a hidden maneuver.
Транспортного средства с такими качествами, выполненного в виде одно- или многомодульной конструкции пока не существует.A vehicle with such qualities, made in the form of a single or multi-module design, does not yet exist.
Известны различные технические решения, используемые в различных средах.Various technical solutions are known that are used in various environments.
Известен дирижабль жесткой конструкции, содержащий негерметичный корпус, внутреннюю оболочку, объем которой состоит из секций первой части (А), обеспечивающей уравновешивание веса конструкции силой подъемного газа, и секций второй части (Б) в виде мягких полостей, выполненных с возможностью откачки сжатого подъемного газа компрессорами в резервуары пустотелых силовых элементов конструкции, выбранных из группы каркас, киль, элементы грузопассажирской гондолы, обеспечивающих уравновешивание полезной загрузки и выполнение маневра подъем-спуск, осуществляющих данный маневр за счет изменения объема подъемного газа путем перевода газа из сжатого состояния в свободное и обратно, при этом дирижабль для выполнения своих функциональных задач снабжен дизель-генераторами, электродвигателями с воздушными винтами реверсивного типа, изменяющими свое положение из горизонтального в вертикальное, расположенными на верхней части корпуса дирижабля, оборудованием для перевозки пассажиров и грузов как внутри корпуса, так и на внешней подвеске (патент РФ №2507111, МПК В64B 1/58, B64В 1/32, публикация 2006 г.).Known airship of rigid construction, containing an unpressurized hull, an inner shell, the volume of which consists of sections of the first part (A), providing balancing the weight of the structure by the force of the lifting gas, and sections of the second part (B) in the form of soft cavities made with the possibility of pumping the compressed lifting gas compressors into the reservoirs of hollow power structural elements selected from the group of carcass, keel, passenger-and-passenger nacelle elements, providing balancing the payload and performing the lifting maneuver m-descent, performing this maneuver by changing the volume of lifting gas by transferring gas from a compressed state to a free one and vice versa, while the airship is equipped with diesel generators and electric motors with reversible propellers that change their position from horizontal to vertical, located on the upper part of the airship’s body, equipment for transporting passengers and goods both inside the body and on the external sling (RF patent No. 2507111, IPC
Для изменения положения дирижабля в вертикальной плоскости с помощью компрессоров в емкости корпуса закачивается легкий горячий газ при подъеме и заменяется на наружный воздух при спуске. Для движения в горизонтальной плоскости, в т.ч. с изменением курса, применены электродвигатели, работающие от дизель-генераторов, для питания которых предусмотрены топливные емкости фиксированного объема. В силу последнего обстоятельства при конечном объеме корпуса, а, значит, и предельного значения архимедовой силы, грузоподъемность дирижабля и дальность его полета взаимно ограничивают друг друга.To change the position of the airship in the vertical plane with the help of compressors, light hot gas is pumped into the hull capacity during ascent and is replaced by outside air during descent. For movement in a horizontal plane, incl. with a change in course, electric motors powered by diesel generators were used, for the supply of which fuel tanks of a fixed volume are provided. By virtue of the latter circumstance, with the final volume of the hull, and, hence, the limiting value of the Archimedean force, the carrying capacity of the airship and its flight range mutually limit each other.
Кроме того, большая протяженность корпуса в одном направлении существенно затрудняет маневрирование при изменении курса, т.к. требует весьма больших радиусов циркуляции.In addition, the large length of the hull in one direction significantly complicates maneuvering when changing course, because requires very large radii of circulation.
Известен летательный аппарат с использованием подъемной силы несущего газа, выполненный с жестким корпусом, крыльями и двигателями для полета, при этом двигатели для полета работают на электрической энергии, вырабатываемой секционной канальной ветряной электрической станцией, которую располагают в служебных помещениях-секциях, которые размещены над сквозным секционным коническим ветряным каналом, и от энергии аккумуляторных батарей, которые также заряжают током, вырабатываемым электрической станцией, упомянутые батареи расположены в служебных изолированных герметических помещениях, секционный конический ветряной канал начинается с входного сопла, сечением превышающим сечение начального участка ветряного канала, и заканчивается выходным соплом меньшего сечения, оба сопла защищены предохранительными сетками, упомянутый канал размещен проходящим через центральную часть конструкции летательного аппарата, для технического обслуживания оборудования вдоль ветряного канала смонтирован служебный проход с доступом в упомянутые помещения, в оборудование секций включено ветряное колесо с горизонтальной осью вращения, промежуточные шкивы, ускоряющие скорость вращения генераторов, по меньшей мере один генератор, а также аккумуляторные батареи, в каждой последующей секции уменьшают поперечное сечение ветряного канала за счет уменьшения размера длины поперечного сечения ветряного канала при постоянной ширине, которая равна половине диаметра ветряного колеса, чем обеспечивают дополнительное ускорение ветряного потока в канале, при этом для обслуживания оборудования вдоль упомянутых секций и канала смонтирован служебный проход, который позволяет пройти в упомянутые помещения, мощность упомянутой электрической станции зависит от количества секций и размеров летательного аппарата, она обеспечивает упомянутые двигатели летательного аппарата и подзарядку аккумуляторных батарей (патент РФ №2478518, МПК B64В 1/00, F03D 9/02, публикация 2006 г.).Known aircraft using the lifting force of the carrier gas, made with a rigid body, wings and engines for flight, while the engines for flight operate on electrical energy generated by a sectional channel wind power station, which is located in the office premises-sections, which are located above the through sectional conical wind channel, and from the energy of the batteries, which are also charged with the current generated by the power plant, said batteries are located in isolated sealed service rooms, a sectional conical wind channel starts with an inlet nozzle with a cross section exceeding that of the initial section of the wind channel, and ends with an outlet nozzle of a smaller section, both nozzles are protected by safety nets, the said channel is placed through the central part of the aircraft structure for maintenance of equipment along the wind channel, a service passage has been mounted with access to the said premises, to section equipment incl. A wind wheel with a horizontal axis of rotation, intermediate pulleys accelerating the speed of rotation of the generators, at least one generator, and also batteries in each subsequent section reduce the cross section of the wind channel by reducing the length of the cross section of the wind channel at a constant width, equal to half the diameter of the wind wheel, which provides additional acceleration of the wind flow in the channel, while for servicing equipment along the sections and the channel and a service passage is installed that allows access to the aforementioned premises, the power of the aforementioned power plant depends on the number of sections and dimensions of the aircraft, it provides the aforementioned aircraft engines and battery recharging (RF patent No. 2478518, IPC
Аппарат включает жесткий корпус для создания архимедовой силы при заполнении его газом легче воздуха, крылья для создания дополнительной опоры на окружающий воздух при движении в горизонтальной плоскости (их емкости заранее заполнены легким газом), аккумуляторную батарею для питания электроприводов движителей в горизонтальной плоскости, ветряную электростанцию для подзарядки АКБ с ветряным колесом, размещенном в специальном ветряном канале, и отсек для размещения полезного груза с кабиной пилотирования.The apparatus includes a rigid body for creating Archimedean force when filling it with gas lighter than air, wings for creating additional support on the surrounding air when moving in a horizontal plane (their containers are filled with light gas in advance), a battery for powering the electric drives of propulsors in a horizontal plane, and a wind power station for recharging the battery with a wind wheel located in a special wind channel, and a compartment for placing payload with a pilot's cabin.
Это решение по сравнению с предыдущим только добавило затрат мощности на преодоление сопротивления крыльев при подъеме, а многоступенчатая кинематическая схема увеличения скорости вращения ротора электрогенератора подзарядки АКБ от ветряного колеса существенно усложнила как саму конструкцию аппарата, так и его обслуживание и ремонтопригодность.This solution compared to the previous one only added power costs to overcome the drag of the wings during lifting, and the multi-stage kinematic scheme for increasing the rotational speed of the rotor of the battery charging electric generator from the wind wheel significantly complicated the design of the device itself, as well as its maintenance and maintainability.
Известен дирижабль «Сибирь», содержащий элементы каркаса, оболочки и необходимые для функционирования узлы и системы, при этом он содержит размещенные друг над другом верхнюю, среднюю и нижнюю герметичные камеры, причем верхняя и нижняя камеры каркасного типа имеют фиксированный объем и выполнены с возможностью заполнения подъемным газом до состояния плавучести дирижабля, размещенная между ними средняя камера переменного объема выполнена с возможностью частичного или полного заполнения подъемным газом, а узлы и системы, необходимые для заполнения камер подъемным газом и для функционирования дирижабля, размещены преимущественно в нижней камере, каркас которой снабжен килевой балкой для восприятия статических и динамических нагрузок на дирижабль (патент РФ №107765, МПК B64В 1/100, публикация 2006 г.).The airship "Siberia" is known, containing frame elements, shells and components and systems necessary for functioning, while it contains upper, middle and lower sealed chambers placed on top of each other, the upper and lower frame-type chambers having a fixed volume and made to be filled lifting gas to the buoyancy of the airship, the middle chamber of variable volume placed between them is made with the possibility of partial or full filling with lifting gas, and the components and systems necessary for To fill the chambers with lifting gas and for the functioning of the airship, they are mainly located in the lower chamber, the frame of which is equipped with a keel beam to absorb static and dynamic loads on the airship (RF patent No. 107765, IPC
Корпус дирижабля включает расположенные друг над другом три герметичные камеры, способные заполняться горячим подъемным газом, причем средняя камера имеет переменный объем и может заполняться подъемным газом полностью или частично, в то время как две другие камеры фиксированных объемов заполняются газом полностью и предназначены для компенсации веса снаряженного аппарата без полезной нагрузки. Таким образом, грузоподъемность аппарата определяется максимальным значением емкости средней камеры, боковые панели которой снабжены окнами для регулируемого сброса остывшего подъемного газа и впуска в камеру забортного воздуха. В нижней камере, снабженной килевой балкой, размещены также узлы и системы, необходимые для функционирования дирижабля, и отсек для полезного груза. Что касается перемещения дирижабля в горизонтальной плоскости, то видимо предполагается использование авиационных двигателей с автономной системой энергоснабжения и управления полетом, что позволяет иметь ограниченный запас топлива, снижает дальность перелетов и полезную нагрузку. Снижению этих же параметров способствует применение высокотемпературного подъемного газа, поскольку для нагрева газа используется ограниченный запас не возобновляемого ресурса. Дополнительно, как следует из описания технического решения к патенту, для обслуживания дирижабля необходим ангар соответствующих размеров. И, тем не менее, по очень важной характеристике - разделению объемов, в которых создается архимедова сила, по назначению (компенсация веса снаряженного аппарата и подъем полезной нагрузки) именно дирижабль «Сибирь» может быть принят в качестве ближайшего аналога для воздушной среды.The airship body includes three sealed chambers located one above the other, which can be filled with hot lifting gas, the middle chamber having a variable volume and can be filled with lifting gas in whole or in part, while the other two chambers of fixed volumes are completely filled with gas and are designed to compensate for the weight of the equipped apparatus without payload. Thus, the capacity of the apparatus is determined by the maximum value of the capacity of the middle chamber, the side panels of which are equipped with windows for the adjustable discharge of cooled lifting gas and the inlet to the outside air chamber. In the lower chamber, equipped with a keel beam, there are also the nodes and systems necessary for the functioning of the airship, and a compartment for the payload. As for the movement of the airship in the horizontal plane, the use of aircraft engines with an autonomous power supply and flight control system, which allows for a limited fuel supply, reduces flight range and payload, is apparently expected. The use of high-temperature lifting gas contributes to the reduction of these parameters, since a limited supply of non-renewable resource is used to heat the gas. Additionally, as follows from the description of the technical solution to the patent, a hangar of appropriate sizes is needed to service the airship. And, nevertheless, according to a very important characteristic - the separation of the volumes in which the Archimedean force is created, according to the purpose (compensation of the weight of the equipped vehicle and raising the payload), the Sibir airship can be adopted as the closest analogue for the air environment.
Известно подводно-надводное транспортное средство проницаемого типа, содержащее корпус с днищем и отсеком для экипажа, имеющим по меньшей мере два отверстия для входа и выхода экипажа, силовую установку, содержащую по меньшей мере один двигатель, воздушную систему, балластную систему и систему управления, при этом транспортное средство дополнительно содержит систему обеспечения плавучести в надводном положении и механизм перемещения двигателей силовой установки по вертикали, днище имеет форму днища надводного транспортного средства, система обеспечения плавучести содержит расположенный в днище по меньшей мере один воздушный бак, соединенный с воздушной системой через по меньшей мере одно средство для подачи воздуха и по меньшей мере одно средство для выпуска воздуха и имеющий по меньшей мере одно отверстие для впуска и выпуска забортной воды (патент РФ №2191135, МПК B63С 11/46, B63G 8/00, B63В 1/00, публикация 2002).A permeable type underwater vehicle is known, comprising a body with a bottom and a crew compartment having at least two crew entry and exit openings, a power plant comprising at least one engine, an air system, a ballast system, and a control system, this vehicle further comprises a system for ensuring buoyancy in the surface position and a mechanism for moving the engines of the power plant vertically, the bottom has the shape of the bottom of a surface vehicle, the buoyancy system comprises at least one air tank located in the bottom, connected to the air system through at least one means for supplying air and at least one means for releasing air and having at least one hole for the inlet and outlet of sea water ( RF patent No. 2191135, IPC
Подводно-надводное транспортное средство содержит корпус с отсеком для экипажа, силовую установку, воздушную и балластную системы, а также систему управления. ТС выполнено с системой обеспечения плавучести в надводном положении и с механизмом перемещения двигателей силовой установки по вертикали. Положительным качеством этого решения является наличие на корпусе ТС приспособлений для транспортировки самого ТС по земле и/или по воздуху. Однако ТС не лишено и ряда недостатков: 1) энергоресурс ТС ограничен емкостью АКБ, заряжаемой перед походом, что определяет предельные время и дальность применения ТС; 2) для изменения положения ТС по вертикали используются вертикальные рули, потребляющие ресурс главной двигательной установки, т.е. снижающие ее к.п.д.; 3) применение силового руля для управления положением ТС в горизонтальной плоскости снижает его маневренность из-за большого радиуса циркуляции; 4) механизм перемещения двигателей силовой установки по вертикали для обеспечения эффективной работы движителей в надводном и в подводном положениях ТС является существенным усложнением конструкции и ведет к удорожанию обслуживания и ремонта ТС; 5) наличие воздушного бака любой геометрии, часть объема которого способна занимать забортная вода, а часть - воздух под переменным давлением, есть не что иное, как балластная цистерна подводной лодки и отличительным признаком быть не может.The underwater surface vehicle comprises a body with a crew compartment, a power plant, an air and ballast system, and a control system. The vehicle is made with a buoyancy system in the surface position and with a vertical movement mechanism of the engines of the power plant. A positive quality of this solution is the presence on the vehicle body of devices for transporting the vehicle itself on the ground and / or by air. However, the vehicle is not without a number of drawbacks: 1) the energy resource of the vehicle is limited by the capacity of the battery charged before the trip, which determines the time and range of use of the vehicle; 2) to change the vertical position of the vehicle, vertical rudders are used, consuming the resource of the main propulsion system, i.e. lowering its efficiency; 3) the use of a power rudder to control the position of the vehicle in the horizontal plane reduces its maneuverability due to the large radius of circulation; 4) the mechanism for moving the engines of the power plant vertically to ensure the efficient operation of propulsors in the surface and underwater positions of the vehicle is a significant complication of the design and leads to more expensive maintenance and repair of the vehicle; 5) the presence of an air tank of any geometry, part of the volume of which can be occupied by sea water, and part by air under variable pressure, is nothing but the ballast tank of a submarine and cannot be a distinguishing sign.
Известен воднотранспортный модуль, содержащий корпус, закрытый металлической сеткой с килем снизу, обзорную часть с ограждением, к которой крепится фонарь, мачту и двигательный отсек, причем на оси корпуса смонтированы водные колеса, вращающиеся в горизонтальной плоскости посредством закрытого крышкой приводного механизма, при этом воднотранспортный модуль содержит шаговые электроприводы для изменения угла поворота лопастей восьми весел верхнего и нижнего колес, а выходы пульта оператора подключены к входам вычислительного блока, выходы которого подключены к входам контроллера электропривода постоянного тока и контроллера шагового электропривода, а выходы последних связаны с входами двух электродвигателей постоянного тока и двух шаговых электродвигателей (патент РФ №2415771, МПК B63В 35/00, B63G 8/00, B63С 1/49, публикация 2011).A water transport module is known, comprising a housing closed by a metal mesh with a keel from below, an overview part with a fence to which a lamp, a mast and an engine compartment are attached, and water wheels rotating in a horizontal plane by means of a drive mechanism closed by a lid are mounted on the axis of the housing, while the water transport the module contains step electric drives for changing the angle of rotation of the blades of eight oars of the upper and lower wheels, and the outputs of the operator panel are connected to the inputs of the computing unit, you whose moves are connected to the inputs of the DC motor controller and the stepper motor controller, and the outputs of the latter are connected to the inputs of two DC motors and two stepper motors (RF patent No. 2415771, IPC B63B 35/00,
Устройство содержит корпус, обзорную часть и двигательный отсек, в котором размещены энергетическая установка и устройства управления положением модуля в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Последние представляют собою полые водные колеса, вращающиеся посредством приводного механизма, который через зубчатые колеса связывает валы двух электродвигателей постоянного тока с втулками полых водных колес, а для изменения углов лопастей весел относительно горизонта применена зубчатая кинематическая цепь, связывающая оси лопастей с валами шаговых электродвигателей. В горизонтальной плоскости модуль может изменять свою ориентацию с шагом 45°, что весьма грубо. Кроме того, управление положением модуля по вертикали с помощью изменения углового положения лопастей весел мало эффективно: при движении модуля в любом направлении только две из восьми лопастей создают вертикальную тягу, а каждая из шести остальных оказывает этому сопротивление с силой, зависящей от своего положения. Широкое применение кинематических цепей усложняет конструкцию, снижает к.п.д. силовой установки, удорожает обслуживание и ремонт самого модуля. Предложенная авторами схема управления положением модуля в пространстве не носит универсальный характер и не может быть применена для воздушной среды.The device comprises a housing, an overview part and an engine compartment, in which a power plant and devices for controlling the position of the module in the vertical and horizontal planes are located. The latter are hollow water wheels, rotating by means of a drive mechanism, which connects the shafts of two DC motors with hollow water wheels through gears, and a gear kinematic chain is used to change the angles of the oars blades relative to the horizon, connecting the axis of the blades with the shafts of the stepper motors. In the horizontal plane, the module can change its orientation in increments of 45 °, which is very rough. In addition, controlling the vertical position of the module by changing the angular position of the paddle blades is not very effective: when the module moves in any direction, only two of the eight blades create vertical traction, and each of the six remaining blades renders resistance with a force that depends on its position. The widespread use of kinematic chains complicates the design, reduces the efficiency power plant, increases the cost of maintenance and repair of the module itself. The scheme proposed by the authors for controlling the position of the module in space is not universal and cannot be applied to the air.
Известен также глубоководный аппарат, включающий корпус, в котором размещен продольный сквозной канал с носовой и кормовой шторками, установленными с возможностью вращения в горизонтальной плоскости и герметического перекрытия поперечного сечения продольного сквозного канала, при этом в корпусе установлен движительный рулевой комплекс, включающий гидравлические движители поворота и устранения крена, движительный рулевой комплекс снабжен приспособлением для получения электрической энергии из течения потока, которое расположено в продольном сквозном канале носового отсека (патент РФ №2440275, МПК B63G 8/00, публикация 2012).Also known is a deep-sea apparatus, including a housing, in which a longitudinal through channel with a bow and stern shutters is installed that can be rotated in the horizontal plane and hermetically overlapping the cross section of the longitudinal through channel, while the steering steering system is installed in the housing, including hydraulic steering and to eliminate the roll, the propulsion steering complex is equipped with a device for receiving electric energy from the flow, which is located in rodolnom the through channel of the nose compartment (RF patent №2440275, IPC
Глубоководный аппарат включает корпус, в котором размещен продольный сквозной канал. В этом канале размещены приспособления движительного рулевого комплекса, предназначенные для получения электрической энергии из течения потока воды, проходящего по каналу. К числу очевидных недостатков такого решения следует отнести:A deep-sea apparatus includes a housing in which a longitudinal through channel is located. In this channel there are devices of the propulsion steering complex designed to receive electric energy from the flow of water flowing through the channel. The obvious disadvantages of this solution include:
1) продольный сквозной канал предложенной геометрии имеет высокое гидравлическое сопротивление, что еще более снижает малую скорость течения потока в местах выполнения предполагаемых работ (для генерации ЭДС эта скорость должна быть не менее 3 м/с);1) the longitudinal through channel of the proposed geometry has a high hydraulic resistance, which further reduces the low flow velocity in the places where the proposed work is performed (for EMF generation this velocity should be at least 3 m / s);
2) турбина с вертикальной осью вращения в горизонтальном канале создает гидравлическое сопротивление большее, нежели только лопатки турбины с горизонтальной осью вращения, соосной с осью канала потока;2) a turbine with a vertical axis of rotation in a horizontal channel creates a hydraulic resistance greater than just a turbine blade with a horizontal axis of rotation coaxial with the axis of the flow channel;
3) рабочее положение аппарата не гарантирует совпадение оси канала и направления течения потока в месте выполнения работ, что также снижает эффективность получения электроэнергии от возобновляемого источника.3) the operating position of the apparatus does not guarantee the coincidence of the channel axis and the flow direction at the place of work, which also reduces the efficiency of generating electricity from a renewable source.
Однако большим достоинством предложенного технического решения является попытка пополнения энергоресурса за счет возобновляемого источника. Именно поэтому целесообразно рассматривать предложенное устройство в качестве ближайшего аналога для ТС в водной среде.However, the great advantage of the proposed technical solution is an attempt to replenish energy from a renewable source. That is why it is advisable to consider the proposed device as the closest analogue for TS in the aquatic environment.
Задачей изобретения является создание различных вариантов транспортных средств, которые могут в значительной мере или почти полностью удовлетворить всем перечисленным выше требованиям. При этом важно гарантировать перемещение транспортного средства в вертикальной плоскости или его «вывешивание» для перемещения в горизонтальной плоскости (в последнем случае оно может носить вспомогательный характер). В качестве энергетических установок транспортных средств могут применяться любые известные приводы движителей, но в настоящем описании мы будем ориентироваться на использование электропривода. В состав предложенных вариантов ТС входят:The objective of the invention is the creation of various vehicle options that can largely or almost completely satisfy all of the above requirements. It is important to guarantee the movement of the vehicle in a vertical plane or its "hanging" to move in a horizontal plane (in the latter case, it may be auxiliary in nature). As the power plants of vehicles, any known propulsion drives can be used, but in the present description we will focus on the use of an electric drive. The composition of the proposed vehicle options include:
1) универсальное воздушное транспортное средство с системой динамического управления плавучестью, оснащенное оригинальной системой его пилотирования с применением, например, электрического привода тяговых движителей на базе использования возобновляемого источника энергии. Универсальное воздушное транспортное средство предназначается для решения разнообразных задач, таких как перевозка крупногабаритной техники, экскурсионные полеты, доставка к очагам возгорания и применение систем пожаротушения, доставка беспилотных аппаратов в район их применения, обработка больших сельскохозяйственных или лесных площадей и др.;1) a universal air vehicle with a dynamic buoyancy control system, equipped with an original piloting system using, for example, an electric drive of traction propulsion based on the use of a renewable energy source. A universal air vehicle is designed to solve a variety of problems, such as transportation of bulky equipment, sightseeing flights, delivery to fire sources and the use of fire extinguishing systems, delivery of unmanned vehicles to the area of their application, processing of large agricultural or forest areas, etc .;
2) мобильная стартовая площадка для запуска ракет (т.н. «мягкий старт»), а также для запуска космических аппаратов и возможного приема их в будущем при спуске с околоземной орбиты («космический лифт») с системой динамического управления плавучестью, оснащенная оригинальной системой ее движения с применением, например, электрического привода тяговых движителей на базе использования возобновляемого источника энергии и другие варианты;2) a mobile launch pad for launching missiles (the so-called “soft start”), as well as for launching spacecraft and their possible reception in the future when descending from Earth orbit (“space elevator”) with a dynamic buoyancy control system, equipped with the original its movement system using, for example, an electric drive of traction propulsion based on the use of a renewable energy source and other options;
3) водное транспортное средство с системой динамического управления плавучестью, оригинальной системой управления его движением с применением, например, электрического привода тяговых движителей на базе использования возобновляемого источника энергии.3) a water vehicle with a dynamic buoyancy control system, an original motion control system using, for example, an electric drive of traction propulsion based on the use of a renewable energy source.
Сущность предлагаемых вариантов универсального транспортного средства заключается в следующем.The essence of the proposed options for a universal vehicle is as follows.
Транспортное средство повышенной грузоподъемности для воздушной среды включает транспортирующий модуль и соединенный с ним посредством узла соединения транспортируемый модуль, при этом транспортное средство использует в качестве движителя архимедову силу и двигатели с различного типа движителями, например пропеллерными, при этом транспортирующий модуль транспортного средства содержит кольцевое основание с расположенными по его окружности несколькими группами оболочек постоянного и переменного объема, оснащенными системами управления плавучестью, включающими запасы гелия и оборудование для его реверсивного перекачивания, двигатели с электроприводами, снабженные системами подзарядки их аккумуляторных батарей от возобновляемых источников энергии на проточных электрогенераторах, системы управления движением и внешнего контроля и устройства для перемещения транспортного средства по земле.An increased capacity vehicle for the air environment includes a transporting module and a transportable module connected to it by means of a connection unit, wherein the vehicle uses Archimedean force and engines with various types of propulsors, for example propellers, as the propeller, while the transporting module of the vehicle contains an annular base with located on its circumference with several groups of shells of constant and variable volume, equipped with control systems phenomena of buoyancy, including helium reserves and equipment for its reverse pumping, electric motors equipped with systems for recharging their batteries from renewable energy sources on flowing electric generators, motion control and external control systems and devices for moving the vehicle on the ground.
Транспортирующий модуль транспортного средства содержит набор тяговых электродвигателей движения в горизонтальной плоскости по одному или нескольким фиксированным курсам и два дополнительных двигателя для возможности корректировки фиксированного курса, а также тяговые двигатели движения в вертикальной плоскости для возможности фиксации положения транспортирующего модуля по высоте.The vehicle transport module contains a set of traction electric motors of movement in a horizontal plane at one or several fixed courses and two additional engines for the possibility of correcting a fixed course, as well as traction motors of movement in a vertical plane to fix the position of the transport module in height.
Транспортируемый модуль транспортного средства содержит емкость с полезным грузом, которая выполнена в виде универсального контейнера для перевозки различных грузов или в виде транспортируемого модуля транспортного средства для другой среды.The transportable vehicle module contains a container with a payload, which is made in the form of a universal container for transporting various goods or in the form of a transportable vehicle module for another environment.
Транспортирующий модуль транспортного средства содержит приемную часть, а транспортируемый модуль содержит ответную часть узла соединения транспортирующего модуля с транспортируемым.The transporting module of the vehicle contains a receiving part, and the transported module contains the reciprocal of the connection node of the transporting module with the transported.
Транспортное средство повышенной грузоподъемности для воздушной среды большого разряжения включает транспортирующий модуль и соединенный с ним посредством узла соединения транспортируемый модуль, при этом транспортное средство использует в качестве движителя архимедову силу и двигатели с различного типа движителями, например пропеллерными, при этом транспортирующий модуль транспортного средства выполнен в виде мобильной стартовой площадки, причем транспортируемым модулем транспортного средства является запускаемый объект, содержащий основание, выполненное в виде эллипса с расположенными по его периметру несколькими группами оболочек постоянного и переменного объема, оснащенными системами управления плавучестью, включающими запасы гелия и оборудование для его реверсивного перекачивания, двигатели с электроприводами, снабженные системами подзарядки их аккумуляторных батарей от возобновляемых источников энергии на проточных электрогенераторах, системы управления движением и внешнего контроля и устройства для перемещения транспортного средства по земле.A heavy-duty vehicle for high-pressure air includes a transporting module and a transportable module connected to it via a connection unit, while the vehicle uses Archimedean force and engines with various types of propulsors, for example propellers, as the propeller, while the transporting module of the vehicle is made in the form of a mobile launch pad, and the transported module of the vehicle is a launch facility, A rusting base made in the form of an ellipse with several groups of shells of constant and variable volume located along its perimeter, equipped with buoyancy control systems, including helium reserves and equipment for its reverse pumping, electric motors equipped with systems for recharging their batteries from renewable energy sources to flowing electric generators, motion control and external control systems and devices for moving a vehicle on the ground.
Транспортирующий модуль транспортного средства содержит набор тяговых электродвигателей движения в горизонтальной плоскости по одному или нескольким фиксированным курсам и два дополнительных двигателя для возможности корректировки фиксированного курса, а также тяговые двигатели движения в вертикальной плоскости для возможности фиксации положения транспортирующего модуля по высоте.The vehicle transport module contains a set of traction electric motors of movement in a horizontal plane at one or several fixed courses and two additional engines for the possibility of correcting a fixed course, as well as traction motors of movement in a vertical plane to fix the position of the transport module in height.
Транспортирующий модуль транспортного средства содержит приемную часть, выполненную в виде ложемента, а транспортируемый модуль содержит ответную часть узла соединения транспортирующего модуля с транспортируемым.The transporting module of the vehicle contains a receiving part, made in the form of a lodgement, and the transported module contains the reciprocal of the connection node of the transporting module with the transported.
Транспортное средство повышенной грузоподъемности для водной и/или подводной среды включает транспортирующий модуль и соединенный с ним посредством узла соединения транспортируемый модуль, при этом транспортное средство использует в качестве движителя архимедову силу и двигатели с различного типа движителями, например пропеллерными, причем транспортируемый модуль транспортного средства включает трансформируемый корпус, оснащенный системой управляемой плавучести, электроприводами с системами подзарядки их аккумуляторных батарей от возобновляемых источников энергии на проточных электрогенераторах и системами управления движением и внешнего контроля, а транспортируемый модуль жестко включен в объем транспортирующего модуля.An increased capacity vehicle for an aquatic and / or underwater environment includes a transport module and a transportable module connected to it via a connection unit, the vehicle using Archimedean force and engines with various types of propulsors, for example propellers, as the propeller, and the transported vehicle module includes transformable body equipped with a controlled buoyancy system, electric drives with charging systems for their batteries from renewable energy sources in the flow generators and motion control systems and external audit, and transported the module firmly included within the scope of the transport unit.
Транспортируемый модуль транспортного средства выполнен в виде одного из отсеков трансформируемого корпуса.The transportable module of the vehicle is made in the form of one of the compartments of the transformable body.
Сущность предлагаемых решений поясняется следующими чертежами.The essence of the proposed solutions is illustrated by the following drawings.
На фиг. 1-11 представлено универсальное воздушное транспортное средство; на фиг. 12-15 представлено водное транспортное средство; на фиг. 16-17 представлена мобильная стартовая площадка для ракет (носителей).In FIG. 1-11 presents a universal air vehicle; in FIG. 12-15 presents a watercraft; in FIG. 16-17 presents a mobile launch pad for missiles (launch vehicles).
Универсальное воздушное транспортное средство (фиг. 1-11) состоит из двух модулей: транспортирующего и транспортируемого. Транспортирующий модуль представляет собою пространственный каркас 1 (фиг. 1, 2), выполненный, например, в виде ферм из легких сплавов, с размещенными на нем системой динамического управления плавучестью, комбинированной энергетической установкой, системой управления транспортным средством и контроля физических параметров окружающей его среды. Каркас представляет собой формирующее плоскость основание с закрепленными на нем по периферии емкостями с жидким гелием 2 (фиг. 2) и жестко соединенными с ними купольными конструкциями 3 (фиг. 1, 2) с кабиной пилотирования 4 (фиг. 1) в центре и отсеками оборудования 5 (фиг. 2) в нижней части купольных конструкций. Снизу каркас снабжен убирающимися колесными шасси 6 (фиг. 2) и узлами крепления 7 (фиг. 2, 9) транспортируемого модуля 8 (фиг. 2, 9). Для повышения жесткости и удобства эксплуатации каждая купольная конструкция 3 состоит из нескольких сваренных между собой секций 9 (фиг. 2, 4) со своими мягкими основными 10 (фиг. 2) и запасными 11 (фиг. 2) оболочками. Сама секция 9 (фиг. 3, 4) представляет собой жесткий каркас, одна часть элементов 12, 13 которого (фиг. 3, 4, 5, 8) выполнена из пластмассы, армированной стальными предварительно натянутыми тросами 14 (фиг. 4, 5, 7), а другая часть элементом 15, 16 (фиг. 3-7) из титанового сплава. Титановые элементы 15, 16 сварены между собой, пластмассовые элементы 12, 13 также сварены между собой, а группы этих элементов соединены винтами 17 (фиг. 7).Universal air vehicle (Fig. 1-11) consists of two modules: transporting and transported. The transporting module is a spatial frame 1 (Fig. 1, 2), made, for example, in the form of farms from light alloys, with a dynamic buoyancy control system, a combined power plant, a vehicle control system and a control of the physical parameters of its environment placed on it . The frame is a plane-forming base with containers mounted on the periphery of liquid helium 2 (Fig. 2) and dome structures 3 (Fig. 1, 2) rigidly connected to them with a pilot cabin 4 (Fig. 1) in the center and compartments equipment 5 (Fig. 2) in the lower part of the dome structures. Bottom of the frame is equipped with retractable wheeled chassis 6 (Fig. 2) and attachment points 7 (Fig. 2, 9) of the transported module 8 (Fig. 2, 9). To increase rigidity and ease of use, each
Система динамического управления плавучестью состоит из емкостей с жидким гелием 2 (фиг. 2), компрессоров, размещенных в отсеке оборудования 5 (фиг. 2) и соединенных трубопроводами с управляемыми клапанами с мягкими оболочками 10, 11 (фиг. 2), способными занимать при наполнении их гелием объем, ограниченный секциями купольных конструкций каркаса. Некоторые оболочки секций всегда заполнены гелием для почти полной компенсации «сухого» веса транспортирующего модуля, а объемы для создания подъемной архимедовой силы всего транспортного средства соединены упомянутыми трубопроводами через компрессоры с емкостями с жидким гелием. Управление плавучестью состоит в наполнении оболочек 10 или 11 гелием в количестве, необходимом для подъема транспортного средства на заданную высоту, удержании его в эшелоне движения по сигналам датчиков системы контроля физических параметров окружающей его среды и сжатии гелия из оболочек обратно в емкости со сжатым гелием для снижения транспортного средства. Каждая из оболочек 10 (11) снабжена своим комплектом оборудования, включающем емкость с жидким гелием 2 (фиг. 2), и размещенные в отсеке 5 (фиг. 2) трубопроводы, компрессор и систему управления, связанную электрически с общей системой управления транспортным средством (условно не показаны).The dynamic control system for buoyancy consists of tanks with liquid helium 2 (Fig. 2), compressors located in the compartment of equipment 5 (Fig. 2) and connected by pipelines to controlled valves with
Комбинированная энергетическая установка состоит из аккумуляторных батарей, электроприводов движителей создания тяги в вертикальной и горизонтальной плоскостях и системы подзарядки аккумуляторных батарей в процессе движения транспортного средства. Аккумуляторные батареи (условно не показаны) устанавливаются в отсеке оборудования 5 (фиг. 2) транспортирующего модуля предварительно полностью заряженными.The combined power plant consists of rechargeable batteries, electric drives for propelling thrusters in the vertical and horizontal planes, and a system for recharging rechargeable batteries during vehicle movement. Rechargeable batteries (not shown conditionally) are installed in the equipment compartment 5 (Fig. 2) of the conveying module pre-fully charged.
Электроприводы с движителями создания тяги в вертикальной плоскости 18 (фиг. 2) установлены на площадках жестких купольных конструкций 3 каркаса 1, применяются для ускорения набора высоты транспортным средством при старте и для «зависания» без движения в горизонтальной плоскости, например, над очагом возгорания. Приводы 18 работают все одновременно под управлением системы управления транспортным средством.Electric drives with thrusters in the vertical plane 18 (Fig. 2) are installed on the sites of
Четное число реверсивных маршевых электроприводов с движителями создания тяги в горизонтальной плоскости 19 (фиг. 1) установлено на фермах плоскости основания каркаса 1 (фиг. 1) между купольными конструкциями 3 так, что углы между осями соседних электродвигателей равны между собой (на фиг. 1 этот угол равен 45°). При этом всегда найдется пара маршевых двигателей, оси которых совпадают (на фиг. 1 таких пар 4). Два реверсивных электропривода с движителями создания тяги в горизонтальной плоскости 20 (фиг. 1) установлены на диаметральной ферме плоскости основания каркаса 1 (фиг. 1) так, что их оси перпендикулярны оси фермы. При движении в горизонтальной плоскости работают одна или две пары двигателей: одна из пар маршевых двигателей 19 и пара двигателей 20 (в случае, если курс не совпадает с осью пары маршевых двигателей 19). Управление изменением курса осуществляется по команде пилота или программного устройства путем коммутации пар маршевых двигателей 19, оси которых наиболее близки по направлению к новому курсу («грубо»), и необходимого «подруливания» с помощью двигателей 20, совмещающих ось выбранной «грубо» пары 19 с новым курсом путем вращения транспортного средства вокруг его вертикальной оси в нужную сторону на малый угол («точно»), после чего двигатели 20 выключаются, а маршевые двигатели 19 работают в режиме «тяни-толкай» (для этого их пропеллеры вращаются в противоположные стороны). Применение такого приема в два этапа максимально сокращает радиус циркуляции и время совершения маневра. При небольших геометрических размерах транспортного средства изменение направления движения в горизонтальной плоскости может производится одной парой маршевых двигателей 20.An even number of reversible marching electric drives with thrust thrusters in the horizontal plane 19 (Fig. 1) is installed on the trusses of the base frame of the carcass 1 (Fig. 1) between the
Система подзарядки аккумуляторных батарей в процессе движения транспортного средства состоит из групп 21 (фиг. 1, 2, 11) связанных между собою труб 22 (фиг. 11), расположенных вертикально, и 23 (фиг. 11), расположенных в горизонтальных плоскостях и ориентированных в направлении осей маршевых двигателей 19 (фиг. 1, 2). Группы 21 труб 22, 23 (фиг. 1, 2, 11) установлены на фермах плоскости основания каркаса 1 (фиг. 1, 2) снизу вокруг проекции купольных конструкций. Их общее количество должно обеспечивать необходимый уровень зарядки всех аккумуляторных батарей транспортного средства даже в случае, если воздушный поток через некоторые трубы 23 будет блокирован транспортируемым модулем. В каждой из труб 22, 23 (фиг. 11) установлены два проточных электрогенератора, электрически связанные с системой управления подзарядкой аккумуляторов, размещенной в отсеке оборудования 5 (условно не показаны). Таким образом, при движении транспортного средства в вертикальной плоскости подзарядку обеспечивают электрогенераторы всех труб 22 группы 21 (фиг. 11), а при движении в горизонтальной плоскости - две трубы 23 группы 21 (фиг. 11). Установленные в трубах 22, 23 проточные электрогенераторы аналогичны описанным в патенте РФ №2540888.The system of recharging batteries during the movement of the vehicle consists of groups 21 (Fig. 1, 2, 11) interconnected pipes 22 (Fig. 11) arranged vertically and 23 (Fig. 11) located in horizontal planes and oriented in the direction of the axes of the marching engines 19 (Fig. 1, 2). Groups of 21
Универсальный транспортируемый модуль 8 (фиг. 2, 9, 10) выполнен в виде контейнера с закрепленными на его крыше механизмами 24 (фиг. 9, 10), например, с гидравлическим приводом, узлов крепления (фиг. 2, 9, 10) к основанию каркаса 1 (фиг. 1, 2, 9) транспортирующего модуля. Внутри контейнера размещаются и закрепляются объекты перевозки.The universal transportable module 8 (Fig. 2, 9, 10) is made in the form of a container with
Водное транспортное средство (фиг. 12-15) выполнено, с одной стороны, как именно транспортное средство перемещения полезного груза по воде или под водой, с другой - как транспортируемый модуль универсального воздушного транспортного средства, описанного выше. Корпус (фиг. 12) из легких сплавов (а в будущем - из пластмасс, углепластика и т.п.) состоит из трех частей (средней - 25, носовой - 26 и комовой - 27), включает ряд отсеков, предназначенных для размещения в них энергетической установки, системы управления плавучестью, аппаратуры управления движением, полезного груза и кабины пилотов (в беспилотном варианте кабина может отсутствовать). При транспортировке водного ТС по воздуху части корпуса 26 и 27 подобно аппарелям надводных судов жестко закреплены на верхней части корпуса 25 замками 28 (фиг. 12) для уменьшения парусности. В походном положении все три части корпуса жестко соединяются друг с другом замками 28 (фиг. 12) через гидроизолирующую прокладку (условно не показана), образуя единый объем балластной цистерны. Энергетическая установка включает установленные маршевые электроприводы с винтами 29 (фиг. 12) для движения в горизонтальной плоскости по фиксированным векторам в подводном положении, маршевые электроприводы с винтами 30 (фиг. 12) для движения в горизонтальной плоскости в надводном положении, маршевый электропривод с винтом 31 (фиг. 13) для выполнения движений и маневрирования в горизонтальной плоскости на мелководье, приводы с винтами 32 (фиг. 13) для «подруливания», электропривод с винтом 33 (фиг. 14) для ускоренного движения аппарата в вертикальной плоскости, систему труб 34, 35 (фиг. 14) с установленными внутри электрогенераторами, а также аккумуляторные батареи (условно не показаны). Система подзарядки аккумуляторных батарей работает аналогично описанной системе универсального воздушного транспортного средства.A water vehicle (Fig. 12-15) is made, on the one hand, exactly how the vehicle moving payload by water or under water, on the other hand, as a transportable module of a universal air vehicle described above. The case (Fig. 12) from light alloys (and in the future from plastics, carbon fiber, etc.) consists of three parts (middle - 25, fore - 26 and lump - 27), includes a number of compartments designed to be placed in They include a power plant, a buoyancy control system, motion control equipment, a payload and a cockpit (in an unmanned version, the cockpit may be absent). When transporting a water vehicle by air, parts of the
Система управления плавучестью включает баллоны 36 (фиг. 14) с сжатым воздухом, балластную емкость 37 (фиг. 14), компрессорную установку и аппаратуру управления (условно не показаны). Грузовой отсек 38 (фиг. 12) в варианте экскурсионного водного транспортного средства снабжен иллюминаторами и оборудован как пассажирский салон. На крыше грузового отсека смонтированы механизмы узлов крепления 71, 241 к каркасу 1 (фиг. 1, 2) транспортирующего модуля, аналогичные 7, 24 (фиг. 2, 9, 10) в универсальном воздушном транспортном средстве.The buoyancy control system includes compressed air cylinders 36 (FIG. 14), a ballast tank 37 (FIG. 14), a compressor unit and control equipment (not shown conditionally). The cargo compartment 38 (Fig. 12) in the embodiment of the excursion water vehicle is equipped with portholes and is equipped as a passenger compartment. On the roof of the cargo compartment mounted mechanisms of the attachment points 7 1 , 24 1 to the frame 1 (Fig. 1, 2) of the transport module, similar to 7, 24 (Fig. 2, 9, 10) in a universal air vehicle.
В исходном положении транспортному средству придана плавучесть, обеспечивающая принятие на борт максимальной проектной полезной нагрузки (при этом балластная емкость может быть и частично заполнена). При максимальной проектной загрузке транспортного средства запас положительной плавучести уменьшается до минимального значения. При сохранении малой положительной плавучести транспортное средство может двигаться в надводном положении, а при заполнении балластной емкости забортной водой - на требуемой глубине. «Юбка» 39 (фиг. 12) призвана повысить мореходные свойства транспортного средства при движении в подводном положении.In the initial position, the vehicle is given buoyancy, which ensures that the maximum design payload is taken aboard (while the ballast capacity can be partially filled). At the maximum design load of the vehicle, the margin of positive buoyancy is reduced to a minimum value. While maintaining a small positive buoyancy, the vehicle can move in the surface position, and when filling the ballast tank with outboard water - at the required depth. "Skirt" 39 (Fig. 12) is designed to improve the seaworthiness of the vehicle when moving in underwater position.
Подобное транспортное средство может представлять большой интерес, например, как экскурсионное подводное судно или как средство доставки беспилотных подводных аппаратов, оснащенных системой автономного и дистанционного управления движением, в район их применения.Such a vehicle can be of great interest, for example, as a sightseeing submarine or as a means of delivering unmanned underwater vehicles equipped with an autonomous and remote traffic control system to their area of application.
Мобильная стартовая площадка для ракет (носителей) представлена на фиг. 16, 17.A mobile launch pad for missiles (launch vehicles) is shown in FIG. 16, 17.
Полезная нагрузка современных систем вывода аппаратов на космическую орбиту составляет не более 5% от их стартового веса. Известно, что существенно увеличить вес космического аппарата при снижении общего стартового веса системы вывода на орбиту возможно в случае старта из верхних слоев атмосферы. Для создания именно таких условий старта ракет-носителей и пуска ракет иного назначения предназначено транспортное средство «мобильная стартовая площадка».The payload of modern spacecraft orbit systems is not more than 5% of their starting weight. It is known that it is possible to significantly increase the weight of the spacecraft with a decrease in the total starting weight of the orbit system in case of launch from the upper atmosphere. The vehicle "mobile launch pad" is intended to create just such conditions for launching launch vehicles and launching missiles for other purposes.
Структура мобильной стартовой площадки ракет идентична структуре универсального воздушного транспортного средства, но мобильная стартовая площадка отличается повышенной несущей способностью, а, следовательно, и большими габаритами. Основание из ферм легкого сплава образовано кольцом 40 (фиг. 16, 17), жестко соединенным с периферийными фермами 41 фермами радиального направления 42 (фиг. 16, 17). На периферийных фермах 41 (фиг. 16, 17) жестко установлены купольные конструкции 43 (фиг. 16, 17), состоящие из жестко соединенных между собой отсеков оборудования 44 (фиг. 16, 17, в них размещены аккумуляторные батареи, компрессорные установки и элементы системы управления транспортным средством (условно не показаны), емкостей с жидким гелием 45 (фиг. 16, 17), секций 46 (фиг. 16, 17) и соединенных между собой жестким бандажом 47 (фиг. 16, 17) на уровне верхней секции. При этом одна из купольных конструкций 48 (фиг. 16) имеет разъемное соединение, а остальные - неразъемные. Объем купольной конструкции 48 примерно вдвое больше объема конструкции 43. Кронштейны 49 (фиг. 16, 17), на которых закрепляется транспортируемый модуль, жестко установлены на фермах 42 (фиг. 16, 17) и снабжены устройствами для фиксации опор транспортируемого модуля. Снизу основание (40, 41, 42) снабжено колесными шасси 50 (фиг. 17).The structure of the mobile launch pad of rockets is identical to the structure of a universal air vehicle, but the mobile launch pad is characterized by increased bearing capacity, and, consequently, large dimensions. The base of light alloy trusses is formed by a ring 40 (Fig. 16, 17), rigidly connected to
Система динамического управления плавучестью полностью совпадает с аналогичной системой универсального воздушного транспортного средства, а в секциях 46 (фиг. 16, 17) размещены дублирующие оболочки 51 (фиг. 17) со своими системами управления перекачкой гелия в отсеках оборудования 44 (фиг. 16, 17).The dynamic buoyancy control system completely coincides with the similar system of a universal air vehicle, and in sections 46 (Fig. 16, 17) there are duplicate shells 51 (Fig. 17) with their helium transfer control systems in the equipment compartments 44 (Fig. 16, 17 )
Комбинированная энергетическая установка мобильной стартовой площадки также аналогична энергетической установке универсального воздушного транспортного средства. В ней применены электроприводы с движителями создания тяги в вертикальной плоскости 52 (фиг. 16, 17), винты которых вращаются в противоположных направлениях для придания большей устойчивости движению транспортного средства; четное число электроприводов с движителями создания тяги в горизонтальной плоскости 53 (фиг. 16, 17, маршевые двигатели), размещенные на кольце 40 (фиг. 16, 17) снизу, и пара двигателей 54 (фиг. 16, поворотные двигатели), размещенные на принадлежащих одному диаметру фермах 42 (фиг. 16, 17); система подзарядки аккумуляторных батарей в процессе движения транспортного средства полностью повторяет систему подзарядки аккумуляторных батарей в процессе движения универсального воздушного транспортного средства. Управление движением в пилотируемом или беспилотном вариантах уже было описано ранее.The combined power plant of a mobile launch pad is also similar to the power plant of a universal air vehicle. It employs electric drives with thrust propulsion engines in the vertical plane 52 (Fig. 16, 17), the screws of which rotate in opposite directions to give greater stability to the movement of the vehicle; an even number of electric drives with thrusters in the horizontal plane 53 (Fig. 16, 17, marching engines) located on the ring 40 (Fig. 16, 17) from below, and a pair of motors 54 (Fig. 16, rotary engines) placed on belonging to the same diameter farms 42 (Fig. 16, 17); the system of recharging batteries in the process of moving a vehicle fully repeats the system of recharging batteries in the process of moving a universal air vehicle. Motion control in manned or unmanned versions has already been described previously.
Корпус транспортируемого модуля упрочняется двумя кольцевыми поясами 55 (фиг. 16), к которым крепятся опоры 56 (фиг. 16) с возможностью их отсоединения в результате срабатывания разрывных болтов 57 (фиг. 16).The housing of the transported module is hardened by two annular belts 55 (Fig. 16), to which the supports 56 (Fig. 16) are attached with the possibility of disconnecting them as a result of the operation of the explosive bolts 57 (Fig. 16).
Для снаряжения транспортирующего модуля купольная конструкция 48 (фиг. 17) отсоединяется от основания. Транспортируемый модуль с закрепленными на нем только верхними опорами 56 (фиг. 16) устанавливается и закрепляется на верхних опорах кронштейнов 49 (фиг. 16) транспортирующего модуля. Затем на транспортируемом модуле монтируются нижние опоры 56 (фиг. 16) и закрепляются на нижних опорах кронштейнов 49 (фиг. 16), а купольная конструкция 48 (фиг. 16) устанавливается и закрепляется на основании. После контроля правильности снаряжения транспортное средство готово к доставке транспортируемого модуля к месту старта.To equip the transporting module, the dome structure 48 (Fig. 17) is disconnected from the base. The transported module with only the
Для старта достаточно, чтобы по команде оператора или программного устройства сработали разрывные болты 57 (фиг. 16), освободив ракету, и включился ее двигатель через расчетное время. За это время ракета должна упасть на расстояние, безопасное для транспортирующего модуля при начале движения ракеты. При этом сам транспортирующий модуль тоже может двигаться в направлении увеличения расстояния между ним и ракетой. После старта транспортирующий модуль возвращается на землю.To start, it is enough that, at the command of the operator or software device, the explosive bolts 57 (Fig. 16) work, freeing the rocket, and its engine starts after the estimated time. During this time, the rocket should fall to a distance safe for the transporting module when the rocket begins to move. In this case, the transporting module itself can also move in the direction of increasing the distance between it and the rocket. After starting, the transport module returns to the ground.
При появлении возможности торможения спускаемых аппаратов еще в высоких слоях атмосферы для его предельно плавного спуска можно направить несколько переоборудованный стартовый транспортирующий модуль. Такое переоборудование может состоять, например, в следующем: снимается купольная конструкция 48 (фиг. 17), закрепленная с помощью разъемных соединений; снимаются кронштейны 49 (фиг. 16) и устанавливается ложемент (условно не показан) для принятия спускаемого аппарата. Переоснащенный таким образом транспортирующий модуль заранее выводится в точку встречи со спускаемым аппаратом.When it becomes possible to slow down the descent vehicles even in high atmospheric layers, for its extremely smooth descent, you can send a slightly converted launch transport module. Such re-equipment may consist, for example, in the following: a
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015107430/11A RU2585380C1 (en) | 2015-03-04 | 2015-03-04 | High-capacity universal vehicle (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015107430/11A RU2585380C1 (en) | 2015-03-04 | 2015-03-04 | High-capacity universal vehicle (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2585380C1 true RU2585380C1 (en) | 2016-05-27 |
Family
ID=56096076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015107430/11A RU2585380C1 (en) | 2015-03-04 | 2015-03-04 | High-capacity universal vehicle (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2585380C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA030845B1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-10-31 | Сабит Торебекулы Жанболган | Catcher of falling rocket stages |
| RU2682893C1 (en) * | 2017-10-11 | 2019-03-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Aerostatic rocket and space complex |
| RU214729U1 (en) * | 2022-06-28 | 2022-11-11 | Акционерное общество Научно-производственная компания "Применение авиации в народном хозяйстве" | FLYING PLATFORM CRANE |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050116091A1 (en) * | 2003-10-23 | 2005-06-02 | Kelly Patrick D. | High-altitude launching of rockets lifted by helium devices and platforms with rotatable wings |
| WO2008025139A1 (en) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Skyhook International Inc. | Hybrid lift air vehicle |
| WO2008051638A2 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-02 | Ltas Holdings, Llc | Buoyancy control system for an airship |
| RU2415771C2 (en) * | 2009-01-19 | 2011-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Water transport module control device |
| RU2478518C1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-04-10 | Михаил Григорьевич Карпухин | Airship with electrical motor |
| RU2524264C1 (en) * | 2010-05-25 | 2014-07-27 | Нью Криэйт Лтд. | Controlled buoyancy system and its implementation |
-
2015
- 2015-03-04 RU RU2015107430/11A patent/RU2585380C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050116091A1 (en) * | 2003-10-23 | 2005-06-02 | Kelly Patrick D. | High-altitude launching of rockets lifted by helium devices and platforms with rotatable wings |
| WO2008025139A1 (en) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Skyhook International Inc. | Hybrid lift air vehicle |
| WO2008051638A2 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-02 | Ltas Holdings, Llc | Buoyancy control system for an airship |
| RU2415771C2 (en) * | 2009-01-19 | 2011-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Water transport module control device |
| RU2524264C1 (en) * | 2010-05-25 | 2014-07-27 | Нью Криэйт Лтд. | Controlled buoyancy system and its implementation |
| RU2478518C1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-04-10 | Михаил Григорьевич Карпухин | Airship with electrical motor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA030845B1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-10-31 | Сабит Торебекулы Жанболган | Catcher of falling rocket stages |
| RU2682893C1 (en) * | 2017-10-11 | 2019-03-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Aerostatic rocket and space complex |
| RU214729U1 (en) * | 2022-06-28 | 2022-11-11 | Акционерное общество Научно-производственная компания "Применение авиации в народном хозяйстве" | FLYING PLATFORM CRANE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240068445A1 (en) | Power generating windbags and waterbags | |
| US10246200B2 (en) | Centripetal aerodynamic platform spacecraft | |
| CA2789506C (en) | Rocket launch system and supporting apparatus | |
| US9102391B2 (en) | Hydrogen lighter-than-air craft structure | |
| US20150028154A1 (en) | System, method and apparatus for widespread commercialization of hydrogen as a carbon-free alternative fuel source | |
| US20120290164A1 (en) | Multi-role unmanned vehicle system and associated methods | |
| US10899422B2 (en) | Autonomous submersible offshore marine platform | |
| US10308340B2 (en) | System, method and apparatus for widespread commercialization of hydrogen as a carbon-free fuel source | |
| CN103832591A (en) | Multifunctional new energy airplane | |
| US20150203184A1 (en) | Sail-equipped amphibious aerostat or dirigible | |
| US10766615B1 (en) | Hover airlift logistics operations guided expeditionary autonomous scalable and modular VTOL platform | |
| US8500060B2 (en) | Aircraft with a pressurized vessel | |
| US20220144405A1 (en) | Method and apparatus for transporting hydrogen | |
| RU2585380C1 (en) | High-capacity universal vehicle (versions) | |
| RU196251U1 (en) | Unmanned Helicopter "SHADOW" | |
| WO2016195520A1 (en) | Multifunctional air transport system | |
| US20090072084A1 (en) | Lighter-than-air vehicles | |
| RU2546741C1 (en) | Power propulsion system for airship | |
| RU111516U1 (en) | SYSTEM OF LIFTING INTO THE EARTH'S ORBIT AND DOWN | |
| RU2164882C1 (en) | Non-expandable aero-space system | |
| RU2621805C2 (en) | Vehicle for interplanetary communication (versions) | |
| CA2875466C (en) | Lift ring assembly for a rocket launch system | |
| RU2752038C2 (en) | Rescue aeronautical vehicle | |
| RU2097272C1 (en) | Ecological hybrid vertical takeoff and landing flying vehicle with storage for helium used in it | |
| Murphy | The transparent hull submersible Makakai |