балон с горещ въздух
Притежатели на патенти RU 2453470:
Изобретението се отнася до областта на аеронавигационните превозни средства. Балонът с горещ въздух включва корпус, гондола с полезен товар и газов цилиндър с дюза за изгаряне на газ и нагряване на въздуха в корпуса. В зоната на газовата дюза е монтирана допълнителна водна дюза, свързана чрез тръбопровод с резервоара за вода в гондолата.Корпусът е направен с вътрешно водоотблъскващо покритие и има долен вход, който е ограничен от колектор за вода под формата на кух тор с отстранена горна част, който е свързан с резервоара за вода чрез тръбопровод. Изобретението е насочено към увеличаване на подемната сила и спестяване на газ. 1 болен.
Изобретението се отнася до областта на аеронавигационните превозни средства.
Добре известен дизайн на аеронавигационен апарат е балон, чиято повдигаща сила се осигурява от топъл въздух, нагрят от газова горелка, захранвана от газов цилиндър на борда (Полозов Н.П., Сорокин М.А. Аеронавтика. М., 1940). Положителните свойства на такива балони с горещ въздух са ниската цена и безопасността на повдигащата работна течност (в сравнение с хелий и водород) и лекотата на регулиране на височината на повдигане. Затова балоните с горещ въздух са най-разпространени, особено сред любителите на летенето с балони. Техните недостатъци са малката продължителност на полета, ограничена от подаването на газ в цилиндрите, и относително малката разлика в плътността на студения и нагрятия въздух, което увеличава размера на апарата.
В добре познатото техническо решение най-близък до разглеждания е "Спортен балон с горещ въздух" съгласно изданието на СССР SU 715388A1 (публ.Паро-въздушната смес се използва по време на полета от горещ въздух, загрят от горелка, насочен през централния вал в пространството между вътрешната и външната обвивка. Такава система е неефективна, тъй като лошият топлообмен през тъкан с ниска топлопроводимост води до бързо охлаждане и кондензация на пара и спад в подемната сила на апарата. В допълнение, модерните авиационни тъкани не могат да издържат на високите температури, необходими за ефективен пренос на топлина. Трябва да се отбележи, че поставянето на основния обем горещ въздух в горната полусфера е нерационално, тъй като в този случай той е най-охлаждащ се и е необходимо допълнително отопление, за да се намали спадът на повдигането.
Целта на настоящото изобретение е значително да се увеличи продължителността на полета при даден запас от газ в цилиндъра. Също така е възможно при дадено захранване с газ да се намали размерът на обвивката на апарата и, следователно, неговата цена.
Това се постига чрез смесване и изпаряване на водата, докато нагрява въздуха, влизащ в обвивката, събирайки кондензираната вода вътре в балона обратно на борда на балона за повторна употреба в процеса. Имайте предвид, че водната пара е много по-лека от въздуха.
За изпълнение се използва допълнителна дюза за подаване на вода от бордовия резервоар за вода, разположен в зоната на пламъка на газовата дюза за изгаряне на газ с въздух, водоотблъскващо топлоизолиращо вътрешно покритие на корпуса и тороидален (с отстранена горна половина) воден колектор близо до долния вход на корпуса, от който водата се връща към резервоара за вода.
Чертежът показва устройството допълнителна водна система балон с горещ въздух.
Газова дюза 3 е монтирана близо до долния вход 1 на корпуса 2 заизгаряне на газ и нагряване на въздуха, влизащ в корпуса. Той е свързан с тръбопровод през редуктор 4 с цилиндър 5 със сгъстен горивен газ. В близост до газовата дюза е монтирана водна дюза 6, свързана с тръбопровод през клапан 7 към долната част на резервоара за вода 8. Цилиндър 5 е свързан чрез тръбопровод през клапан 9 към горната част на резервоара 8. Обвивката 2 е покрита отвътре със слой от водоотблъскващ материал. Долният вход е ограничен от воден колектор 10, прикрепен към корпуса, имащ форма, близка до кух тор, нарязан от диаметрална равнина, и отдалечена горна част. Колекторът за вода 10 е свързан чрез тръбопровод с възвратен клапан 11 с резервоар за вода 8.
Системата работи по следния начин. След първоначалното пълнене на обвивката на балона с топъл въздух и пара по време на полет, когато температурата вътре в обвивката 2 се понижи, газът се изгаря, напускайки газовата дюза 3, която се включва след контролната апаратура 4, която понижава налягането на газа, съхраняван в цилиндъра 5. Газовата струя засмуква вода през водната дюза 6, разположена в зоната на пламъка на газовата дюза, и през свързващия тръбопровод от резервоара за вода 8. При недостатъчно налягане водата се измества от газово налягане от цилиндър, постъпващ през тръбопровод с клапан 7 в надводното пространство в резервоара 8. Нагретият въздух, заедно с изпарената вода, изпълва вътрешността на корпуса 1, създавайки подемна сила. Тъй като водната пара е по-лека от топлия въздух, повдигащата сила е по-голяма от тази на въздушен балон. Когато температурата падне под 100 град. Парата кондензира върху обвивката 2 и се търкаля надолу през водоотблъскващото покритие във водния колектор 10. Без водоотблъскващото покритие водата би полепнала по обвивката под формата на капки, само правейки балона по-тежък. Катоводоотблъскващо покритие може да се използва силикон, флуоропласт и други материали с високо молекулно тегло. От резервоара 10 водата тече през възвратния клапан 11, който предотвратява обратното изхвърляне на вода в резервоара за вода 8.
Техническият резултат от предлаганото устройство е увеличаване на времето за полет поради по-икономичното използване на горим газ, използването на по-лек от топъл въздух, водна пара при еднаква температура, обратимо използване на вода, намаляване на необходимия обем на черупката и, следователно, размерите и цената на балон с горещ въздух.
Балон с горещ въздух, включващ корпус, гондола с полезен товар и газов цилиндър с дюза за изгаряне на газ и нагряване на въздух в корпуса, характеризиращ се с това, че в зоната на пламъка на газовата дюза е монтирана допълнителна водна дюза, свързана с тръбопровод към резервоара за вода в гондолата, а долният вход на корпуса с вътрешно водоотблъскващо покритие е ограничен от колектор за вода под формата на кух тор с отстранена горна част, свързана с тръбопровод към резервоара за вода Ю.