Воздушный шар

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Александров Валерий Михайлович Шкурдюк Петр Алексеевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Воздушный шар, содержащий каркас и оболочку, стропы для крепления емкости для полезной нагрузки, емкость для полезной нагрузки, отличающийся тем, что объем оболочки заполнен на 90-95 дисперсными сферическими полыми элементами, заполненными газом легче воздуха, соединенными друг с другом гибкими связями в виде волокон,причем диаметр дисперсного сферического полого элемента Дсэ составляет 0,01-0,02 диаметра оболочки шара Дш, а длина гибких связейсоставляет 2,5-3,2 диаметра дисперсного сферического элемента Дс. Заявляемая полезная модель относится к области авиации, а именно к летательным аппаратам легче воздуха для использования в метеорологических наблюдениях, а также наблюдениях за поверхностью земных и водных пространств. 77802011.12.30 Оперативное исследование атмосферы предполагает одноразовое использование сбрасываемых капсул, что в конечном итоге приводит к удорожанию информации, получаемой с их использованием. Наиболее близким по технической сущности является воздушный шар, включающий каркас, на котором расположена оболочка, заполненная газом легче воздуха или горячим воздухом, гондолу, стропы для крепления гондолы и якорные канаты 1. Недостатком известного шара является его невысокая надежность, что обусловлено вероятностью его разгерметизации в результате силового либо термического взаимодействия с различного рода объектами, в результате чего создаются различного рода аварийные ситуации, связанные с безопасностью экипажа, шара и наземных объектов. Задачей полезной модели является повышение надежности воздушного шара и срока его эксплуатации. Задача достигается тем, что в воздушном шаре, содержащем каркас и оболочку, стропы для крепления емкости для полезной нагрузки, емкость для полезной нагрузки, объем оболочки заполнен на 90-95 дисперсными сферическими полыми элементами, заполненными газом легче воздуха и соединенными друг с другом гибкими связями в виде волокон, причем диаметр дисперсного сферического полого элемента Дсэ составляет 0,01-0,02 диаметра оболочки шара Дш, а длина гибких связейсоставляет 2,5-3,2 диаметра дисперсного сферического элемента Дс. На фигуре показан внешний вид воздушного шара, включая фрагмент его заполнения,где 1 - каркас 2 - оболочка 3 - дисперсные сферические полые элементы 4 - гибкие связи 5 - стропы для крепления емкости для полезной нагрузки 6 - емкость для полезной нагрузки. В заявляемом устройстве каркас 1 обтянут оболочкой 2 и заполнен дисперсными сферическими полыми элементами 3, соединенными друг с другом гибкими связями 4. Дисперсные сферические полые элементы заполнены легким газом, обеспечивающим необходимую подъемную силу воздушного шара. При заполнении оболочки дисперсными сферическими полыми элементами на 90-95 обеспечивается оптимальное облегание каркаса оболочкой с учетом возможных термических расширений дисперсных сферических полых элементов в результате нагрева. Для изготовления дисперсных сферических полых элементов 3, гибких связей 4, оболочки 2 и каркаса 1 могут быть использованы полимерные материалы, например, пенополистирол, капрон или нейлон. Каркас 1 и емкость для полезной нагрузки 6 также могут быть выполнены из легких сплавов. Емкость для полезной нагрузки может быть выполнена в виде корзины, рамы или других средств крепления необходимой аппаратуры. В случае повреждения оболочки дисперсные сферические полые элементы 3, благодаря наличию гибких связей 4 между ними, локализуют место повреждения, предотвращая утечку дисперсных сферических полых элементов из объема оболочки 2 и тем самым исключая возможность аварийного падения объекта. Увеличение соотношения между диаметром сферических дисперсных полых элементов Дсэ, и воздушного шара Дш приводит к уменьшению подъемной силы шара в результате нерационального заполнения объема воздушного шара (упаковки) дисперсными сферическими полыми элементами. К тому же при увеличении соотношения между диаметром дисперсных сферических полых элементов Дсэ и воздушного шара Дш происходит недостаточно эффективное блокирование возможного места разгерметизации оболочки. При уменьшении величины упомянутого соотношения растет вероятность того, что размер дисперсных сферических полых элементов в их совокупности окажется меньше некоторого эффективного размера, обеспечивающего перекрытие отверстия в оболочке в случае разгерметизации. Кроме того, особенность структуры, состоящей из набора дисперсных сферических полых элементов, обусловливает тот их минимальный объем, а значит, и диаметр, при котором воздушный шар обладает необходимой подъемной силой. 2 77802011.12.30 При заполнении объема 95 в результате нагрева и термического расширения сферических дисперсных полых элементов возможна разгерметизация самой оболочки. В том случае, если длина гибких связей Дс 3,2 Дсэ, дисперсные сферические полые элементы не локализуют повреждение воздушного шара при их выходе за пределы оболочки, что приведет к существенному снижению аэродинамических характеристик воздушного шара. В том случае, если длина гибких связей меньше Дс 2,5 Дсэ, не обеспечивается необходимая свобода перемещений дисперсных сферических полых элементов относительно друг друга, в результате чего снижается вероятность блокирования места повреждения оболочки. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3