ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2064085

ВЫСОТНАЯ АЭРОСТАТОДИНАМИЧЕСКАЯ ЭНЕРГОУСТАНОВКА

ВЫСОТНАЯ АЭРОСТАТОДИНАМИЧЕСКАЯ ЭНЕРГОУСТАНОВКА

Имя изобретателя: Демидов Г.В.; Осипов Э.С. 
Имя патентообладателя: Демидов Герман Викторович
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1994.07.12 

Использование: область ветроэнергетики и касается разработки ветростанций. Сущность изобретения: высотная аэростатодинамическая энергоустановка, содержащая летательный аппарат, выполненная в виде грузового воздушного змея, несущая поверхность которого содержит кольцевое крыло 1, состоящее из аэродинамических элементов 2, 3 с кривизной по размаху, и может быть разной величины хорды по размаху например, минимальной величины в нижней части, соединенных в горизонтальном плоскости. По периметру кольца расположены ветродвигатели 4, 5, 6 за задней кромкой аэродинамических элементов и ветродвигатели 7 в горизонтальной плоскости перед аэродинамическими элементами 2, 3, причем разного направления вращения. Каждый ветродвигатель содержит компрессор центробежного типа, мультипликатор и лопастной движитель, механически соединенные друг с другом, а проточные части сообщены между собой путем сообщения выхода каждого последующего со входом предыдущего, при этом выход последнего компрессора сообщен напорным рукавом со входом энергетической машины на земле.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предполагаемое изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано при разработке ветростанций на большие и особо большие мощности как электрической, так и других видов энергии промышленного значения с размещением рабочей машины на грузовом воздушном змее, для выполнения буровых работ в геолого-разведочных партиях, для очистки шахт от взрывоопасных газов, для привода винта морского или океанских судов, для энергообеспечения отдельных регионов или шельфа.

Известна ветроэнергетическая установка, содержащая ветродвигатель, кинематически соединенный с ним компрессор, соединенную с электрическим генератором турбину и ресиверы высокого и низкого давления, первый из которых соединен с выходом компрессора. Известная ветроэнергетическая установка изложена в литературном источнике "Состояние, научно-технические основы развития ветроэнергетики и рекомендации по применению ветродвигателей". М. ВИЭСХ, 1966, с. 32-34.

Известная ветроэнергетическая установка не позволяет создать большие мощности промышленного значения, так как она закреплена на ферме, установленной на земле, и, как показывает ветроэнергетический кадастр, нельзя создать большие мощности энергии из-за малой среднегодовой величины скорости ветра.

Известна ветроэнергетическая установка, содержащая аэростат в форме шара, расположенный на основании генератор, торсионный трос, один конец которого шарнирно связан с аэростатом, а другой с валом генератора, и последовательно закрепленные на тросе ветроколеса. Известная ветроэлектрическая установка представлена патентом США N 4165468, кл. 290 55, опубл. 1979 г.

В известной установке отсутствует возможность регулирования высоты подъема ветроколес для размещения их на высотах с необходимыми скоростями ветра, что снижает выработку электроэнергии из-за неполного использования скоростей ветра на высоте.

Известна также ветроэлектрическая установка, содержащая летательный аппарат в виде шара с аэростатической составляющей подъемной силы, ветродвигатели, рабочую машину, устройство передачи энергии на землю, узлы крепления на летательном аппарате и на земле, регулирующие органы. Известная ветроэлектрическая установка представлена патентом США N 4207026 кл. 416 84 (кл. F 03 D 11/00), опубл. 1980.

В известном техническом решении, взятом за прототип, не удается реализовать выработку энергии в больших и особо больших количествах, из-за последовательного установления ветродвигателей, что вызывает также последовательное установление летательных аппаратов с аэростатической составляющей подъемной силы на одном устройстве передачи энергии на землю, не удается реализовать ремонт отдельных узлов установки путем отстыковки части аэростатов с ветродвигателями на них.

Решаемой технической задачей является увеличение выработки энергии в больших и особо больших количествах при реализации требования ремонтопригодности.

В высотной аэростатодинамической энергоустановке, содержащей летательный аппарат с аэростатической составляющей подъемной силы, ветродвигатели, рабочую машину, устройство передачи энергии на землю, узлы крепления на летательном аппарате и на земле, регулирующие органы, летательный аппарат с аэростатической составляющей подъемной силы выполнен в виде профилированной платформы, состоящей ив двух несущих и имеющих кривизну по размаху аэродинамических элементов, соединенных в горизонтальной плоскости летательного аппарата в кольцо, на котором расположены и ветродвигатели, и рабочие машины, вырабатывающие энергию, при этом каждая рабочая машина кинематически соединена с соответствующим ветродвигателем, причем одна часть ветродвигателей установлена за профилированной платформой по периметру ее, а другая часть ветродвигателей установлена перед ней в окрестности горизонтальной плоскости максимального продольного сечения и размещена в ней без момента по крену от массы ветродвигателя с разным направлением вращения, обеспечивающим отклоняющимися вниз за лопастями движителя воздушными струйками тока уменьшение индуктивного сопротивления аэродинамических профилей кольцевого крыла, а на выходном валу ветродвигателя установлена с отключающимися муфтами сцепления двигательная установка для взлета и посадки; кроме всего в ней рабочая машина, размещенная на летательном аппарате, соединена с помощью устройства передачи энергии на землю с энергетической машиной, преобразующей энергию сжатого воздуха в электрическую энергию с последующей передачей потребителю и/или устройству электролитической диссоциации электролита, с накопителем энергии в виде ресивера для продуктов распада электролита, например водорода, полученного при электролизе воды, для потребителя в качестве рабочего тела; кроме всего в ней в рабочих машинах в виде компрессоров, например, центробежного типа, соединенных с соответствующим ветродвигателем через мультипликатор, проточные части их сообщены между собой таким образом, что вход каждого последующего компрессора сообщен с выходом предыдущего компрессора, причем выход последнего компрессора сообщен устройством передачи энергии с летательного аппарата в виде напорного рукава со входом энергетической машины, например со входом турбины, установленной на валу электрогенератора, выход которого соединен с сетью потребителя электрической энергии и/или входом энергетической машины, а вход первого компрессора сообщен с воздухозаборником, выполненным в виде перфорированной наружной поверхности со стороны пониженного давления при обтекании профиля кольцевого крыла набегающим воздушным потоком, при этом напорный рукав выполнен в виде тонкостенной металлической трубки с намоткой по наружной поверхности ее из высокопрочного волокнистого материала и закреплен на вращающемся барабане узла крепления с радиусом, обеспечивающим допустимые деформации напорного рукава при наматывании на вращающийся барабан; кроме всего в ней продольная ось каждого ветродвигателя, расположенного за профилированной платформой, смещена относительно продольной оси профилированной платформы в сторону повышенного давления при обтекании профиля кольцевого крыла набегающим воздушным потоком; кроме всего в ней на летательном аппарате на внешней подвеске зa профилированной платформой вниз по воздушному потоку расположен дополнительно летательный аппарат с аэростатической составляющей подъемной силы с ветродвигателем и рабочей машиной в виде компрессора, кинематически соединенных через мультипликатор, а элементы подвески выполнены в виде дополнительных напорных рукавов, образующих ферму пространственной вантовой подвески при заполнении их рабочим телом под давлением, сообщающих вход компрессора через регулирующие органы с воздухозаборником на профилированной платформе, а выход его через регулирующие органы как с двигательной установкой, так и напорным рукавом; кроме всего в ней на летательном аппарате и на напорном рукаве закреплен всасывающий рукав, вход которого размещен в шахте с отсасываемым взрывоопасным газом, а выход всасывающего рукава соединен с системой подачи топлива двигательной установки, выходное устройство которой сообщено с полостью реактивного привода на концах лопастей движителя ветродвигателя; кроме всего в ней на летательном аппарате дополнительно установлены узлы крепления в виде вращающихся барабанов для напорных рукавов или фала для высотного аэростатодинамического летательного аппарата; кроме всего в ней кольцевое крыло имеет кронштейны со стыковочными элементами для подсоединения одного летательного аппарата к другому; кроме всего в ней кольцевое крыло выполнено криволинейным в продольной плоскости, и его продольная ось имеет радиус кривизны в продольном направлении; кроме всего в ней в кольцевом крыле выполнены каналы, образующие щелевой аэродинамический профиль; кроме всего в ней летательный аппарат выполнен в виде незамкнутого кольца в поперечной плоскости; кроме всего в ней на наружной поверхности летательного аппарата размещены пленочные преобразователи солнечной энергии в электрическую, выход которых сообщен как с органами управления летательным аппаратом, так и с энергопотребителем по дополнительному кабелю.

Наличие существенных отличий позволяет увеличить выработку энергии в больших и особо больших количествах при реализации требования ремонтопригодности рабочей машины на грузовом воздушном змее.

Увеличение выработки энергии достигается не только лучшим использованием ветроэнергетического кадастра, из которого известно, что на высоте среднегодовая величина скорости ветра существенно выше (так при Н 0 м плотность воздуха равна 1,225 кг/м3, среднегодовая скорость ветра в средней полоcе России равна W 2 м/с, то при Н 10000 м, плотность воздуха r 0,414 кг/м3, скорость ветра равна W 20.22 м/с), но и использованием в работе сжатия воздуха не только компрессора в качестве рабочей машины, но и потенциального силового поля, которое реализуется при движении частицы от рабочей машины на высоте к энергетической машине, установленной на земле, так как она составляет основную долю массы ветроэнергетической установки. Использование напора воздушного потока, характеризуемого малоизменяющейся величиной скорости ветра на высоте в течение года, для получения аэродинамической составляющей дополнительно к аэростатической составляющей подъемной силы, величина которой существенно превосходит последнюю. Существенное увеличение подъемной силы летательного аппарата (воздушного змея) и обеспечение динамического равновесия от трех сил собственно массы летательного аппарата и ветродвигателей, давления ветра на его несущую поверхность и натяжения напорного рукава, прикрепленного к нему, позволяют увеличить количество ветродвигателей на борту летательного аппарата и тем самым увеличить площадь съема распределенной энергии (ветра) низкой плотности для последующего преобразования ее в энергию высокой плотности в рабочей машине (энергию сжатого воздуха). Компоновка летательного аппарата в виде двух аэродинамических профилей с радиусом кривизны по размаху, соединенных в горизонтальной плоскости при наличии как щелевого профиля, так и радиуса кривизны у продольной оси, позволяет обеспечить устойчивость, а также управляемость летательного аппарата при повышенных величинах скорости ветра, в то время как у прототипа уже при наличии скорости ветра W 5.7 м/с появляются большие сложности в обеспечении устойчивого полета аэростатического летательного аппарата. Распределение по размаху кольцевого крыла полезной нагрузки, то есть массы ветродвигателей, существенно уменьшает массу кольцевого крыла.

Наличие существенных отличий позволяет перейти к принципиально новым подходам в конструировании "воздушных платформ", т.е. грузовых воздушных змеев для размещения на них небольших по массе ветродвигателей, состоящих из центробежного компрессора, соединенного кинематически через мультипликатор для увеличения окружной скорости рабочего колеса с лопастным движителем из органов управления. Увеличение аэродинамического качества несущей поверхности и уменьшение массы летательного аппарата позволяют увеличить число ветродвигателей, в которых соответствующее сообщение по воздушному тракту входов и выходов компрессоров реализует получение энергии большой плотности, передаваемой на землю, преобразованной из распределенной ветровой энергии малой плотности на высоте, съем которой осуществляется с большой площади при помощи лопастных движителей ветродвигателей. Энергетическая машина в зависимости от потребного вида преобразования энергии сжатого воздуха расположена на земле в случае получения электрической энергии или водорода как рабочего тела или под землей в случае использования сжатого воздуха в качестве рабочего тела привода бурового инструмента буровой установки, либо привода винта морского судна для плавания на морских и океанских линиях.

Динамическое равновесие летательного аппарата обеспечивается от трех сил, одна из которых натяжение напорного рукава, которым соединяют выход рабочей машины на летательном аппарате и вход энергетической машины на земле. Напорный рукав, как один из ответственнейших узлов энергетической установки, выполняют многослойным в виде тонкостенной металлической трубки с намоткой по наружной поверхности высокопрочного волокнистого материала, по которому поступает сжатый воздух в энергетическую машину. На напорный рукав действуют растягивающие усилия от давления воздуха и усилия аэродинамического сопротивления летательного аппарата, а также действуют сжимающие усилия от массовых сил. Однако вход отдельной рабочей машины может быть соединен отсасывающим рукавом с полостью шахты с взрывоопасным газом и последующим использованием его в качестве рабочего тела при дожигании для увеличения тяги компрессорного реактивного привода лопастного движителя, обеспечивающего увеличение мощности ветроэнергетической установки.

Увеличению аэродинамического качества способствуют такие отличительные признаки, как

установление лопастных движителей (отключающейся муфтой сцепления соединенных с двигательной установкой) перед летательныи аппаратом, после действия которых противоточными отклоняющимися вниз струйками тока уменьшают индуктивное сопротивление аэродинамических профилей;

продольная ось летательного аппарата, имеющая радиус кривизны в продольной плоскости, создает дополнительное усилие при изменении направления потока (турбинный эффект);

каналы, образующие щелевой аэродинамический профиль, способствуют увеличению подъемной силы путем управления пограничным слоем при обтекании.

Подсоединение одного летательного аппарата к другому и возможность их расстыковки и стыковки в воздухе позволяют не только наращивать мощности ветроэнергетической установки до особо больших величин, но и создают возможность отстыковки отдельного летательного аппарата для приземления его и ремонта.

Таким образом, осуществляется решение поставленной задачи, а именно увеличение выработки энергии в больших и особо больших количествах при реализации требования ремонтопригодности ветродвигателей.

В результате проведенного анализа технических решений с подобной совокупностью существенных признаков не обнаружено.

ВЫСОТНАЯ АЭРОСТАТОДИНАМИЧЕСКАЯ ЭНЕРГОУСТАНОВКА ВЫСОТНАЯ АЭРОСТАТОДИНАМИЧЕСКАЯ ЭНЕРГОУСТАНОВКА

На фиг. 1 представлена схема высотной аэростатодинамической энергоустановки с щелевым аэродинамическим профилем несущей системы летательного аппарата, выполненного в виде грузового "воздушного змея" кольцевой формы.

На фиг. 2 представлена схема ветростанции особо большой мощности в виде состыкованных летательных аппаратов друг с другом, имеющих электрический энергоузел на фале, прикрепленном к воздушному змею, выполненный для радио или телевизионной передачи о состоянии ветростанции с автономным устройством, обеспечиваемым энергоузел как статической, так и динамической составляющими подъемной силы.

Устройство согласно изобретению осуществляется следующим образом. Высотная аэростатодинамическая энергоустановка содержит летательный аппарат в форме грузового воздушного змея типа щелевое кольцевое крыло 1, состоящее, например, из двух несущих аэродинамических элементов 2,3, имеющих кривизну по размаху, и может иметь разную величину хорды по размаху, причем минимальная величина хорды в нижней части, при этом аэродинамические элементы 2, 3 объединены в горизонтальной плоскости. За задней кромкой аэродинамических элементов 2, 3 расположены ветродвигатели 4, 5, 6, приводом которых является набегающий ветровой поток. В горизонтальной плоскости дополнительно расположены ветродвигатели 7 перед кольцевым крылом 1, причем левый по потоку ветродвигатель имеет направление вращения по часовой стрелке, а правый по потоку ветродвигатель имеет направление вращения против часовой стрелки, обеспечивающие отклонение воздушных струек тока вниз, препятствуя перетеканию из зоны повышенного давления в зону пониженного давления при обтекании аэродинамического профиля 3.

Кольцевое крыло 1 может быть выполнено составным из профилированных кольцевых частей, расположенных друг за другом в продольном направлении. Ветродвигатели 4,5 расположены за кольцом 1 и смещены относительно продольной оси летательного аппарата в сторону повышенного давления, образующегося на несущих поверхностях при обтекании кольцевого крыла 1 набегающим воздушным потоком, а ветродвигатель 6 расположен на внешней подвеске по направлению вниз по набегающему ветровому потоку за кольцом 1, причем внешняя подвеска выполнена в виде напорных рукавов 8, образующих ферменную конструкцию при заполнении их рабочим телом под давлением.

Ветродвигатели 4, 5, 6, 7 содержат рабочую машину, например, в виде центробежного компрессора, мультипликатора и лопастного движителя с приводом от ветровой нагрузки, механически соединенные между собой, а также органы управления. Рабочая машина установлена на летательном аппарате и соединена своим выходом при помощи устройства 9 передачи энергии на землю с энергомашиной 10, выполненной в виде последовательно установленных турбогенераторов и преобразователей энергии с системой защиты сети, например, в виде электролизера воды, выход которого соединен в виде накопителя 11 в форме ресивера для водорода, и энергопотребителем 12 через регулирующие органы. Ресивер соединен также с топливными емкостями летательного аппарата, пополняя их газообразным водородом.

Топливные емкости сообщены через систему подачи топлива с двигательной установкой для взлета и посадки, которая на высоте через отключающуюся муфту сцепления кратковременно включается для увеличения мощности при выработке дополнительной энергии с расходом рабочего тела.

В кольцевом крыле 1 выполнены каналы 13, образующие щелевой аэродинамический профиль, при этом продольная ось кольцевого крыла имеет кривизну в вертикальной плоскости. На летательном аппарате рабочие машины в виде компрессоров соединены через мультипликатор с соответствующим ветродвигателем, а проточные части компрессоров сообщены между собой так, что вход каждого последующего компрессора сообщен с выходом предыдущего компрессора, причем выход последнего компрессора сообщен с помощью устройства 9 передачи энергии с летательного аппарата на землю с полостью входа энергетической машины. Устройство 9 выполнено многослойным в виде напорного рукава, состоящего из тонкостенной металлической трубки с намоткой по наружной поверхности из композиционного материала. Рукав 9 закрепляется на вращающемся барабане узла крепления с радиусом, обеспечивающим допустимые деформации напорного рукава в состоянии намотки на барабан.

На летательном аппарате 1 закреплен всасывающий рукав, вход которого размещен в шахте, из которой отсасывается горючий взрывоопасный газ, а выход всасывающего рукава соединен с системой подачи топлива в двигательную установку для последующего поступления газа для дожигания в компрессионном реактивном приводе лопастей ветродвигателя 7.

На внешней поверхности кольцевого крыла 1 могут быть размещены кронштейны со стыковочными элементами 14, при помощи которых могут присоединяться другие летательные аппараты.

Для обеспечения летательного аппарата электрической энергией на наружной поверхности его могут быть размещены пленочные преобразователи 15 солнечной энергии. Электрический выход преобразователей сообщен как с органами управления летательного аппарата, так и с энергопотребителем. В качестве последнего на летательном аппарате может быть размещена аппаратура (приемопередающая) телевизионного транслятора, который дополнительно может быть установлен на внешней подвеске 16 с закрепленными на ней антеннами 17. Последние размещены на дополнительной аэростатодинамической платформе, аэродинамическую составляющую подъемной силы которой создает лопастной движитель 18, а аэростатическую составляющую подъемной силы создает устройство 19, на поверхности которого размещены дополнительно пленочные преобразователи 20 солнечной энергии, при этом осуществляется регулировка парящей платформы по высоте, для чего на летательном аппарате 1 дополнительно размещено устройство в виде барабана для наматывания фала. Регулирующие органы 21 имеют возможность изменять положение одной части составного летательного аппарата относительно другой, изменяя радиус кривизны продольной оси.

Функционирование высотной аэростатодинамической энергоустановки осуществляется следующим образом.

Аэростатическая составляющая подъемной силы позволяет оторвать летательный аппарат от земли, раскручивается барабан, увеличивая длину напорного рукава 9. Запускается двигательная установка, расположенная на ветродвигателе 7. При наличии избыточности тягового усилия происходит набор высоты. При достижении заданной высоты скоростной воздушный напор обеспечивает реализацию аэродинамической составляющей подъемной силы несущей поверхностью летательного аппарата 1 дополнительно к аэростатической составляющей.

Под действием напора воздушного потока обеспечивается равновесие летательного аппарата под действием трех сил усилия от аэродинамического воздействия на профиль (величина подъемной силы и силы аэродинамического сопротивления), массовых сил и усилия натяжения напорного рукава 9. Ветровым потоком приводятся во вращение лопастные движители ветродвигателей, частота вращения которых невелика. Ветродвигатель вращает колесо центробежного насоса, увеличивая частоту вращения путем соединения их друг с другом через мультипликатор, при этом увеличивается окружная скорость, а следовательно, напор, величина которого в диффузорной части преобразуется в давление. Проточная часть всех компрессоров закольцована таким образом, что вход каждого последующего компрессора соединен с выходом предыдущего компрессора, при этом увеличивается степень сжатия воздуха. Таким образом, ветровой скоростной напор как величина распределенной энергии низкой плотности преобразуется в энергию сжатого воздуха, то есть энергию высокой плотности. Сжатый воздух поступает по напорному рукаву 9 на вход энергетической машины, которая расположена на земле, так как ее масса составляет основную долю массы всей ветроэнергетической установки, при этом при движении сжатого воздуха от выхода рабочей машины ко входу энергетической машины под действием силового поля увеличивается степень сжатия. Энергия сжатого воздуха на земле преобразуется либо в электрическую энергию на турбогенераторе с последующей передачей ее потребителю, либо через систему защиты сети от перегрузки в виде электролизера воды преобразуется в энергию газофицированного водорода и направляется в накопитель 1 в виде ресивера высокого давления с последующей передаче его потребителю, либо в механическую энергию вращения инструмента, например, буровой установки, либо в любой другой вид, например в величину крутящего момента привода судового винта морского судна.

Высотный летательный аппарат 1 может быть расположен над шахтой со взрывоопасным газом и отсасывающим рукавом обеспечивать доставку этого газа в систему подачи топлива с последующим использованием после дожигания его в качестве рабочего тела в компрессионном реактивном приводе лопастных движителей ветродвигателей, увеличивая мощность последних.

Для увеличения мощности ветростанции запускается еще воздушный змей, который при помощи стыковочных элементов соединяется с летательным аппаратом на высоте. Для обеспечения электрической энергии летательный аппарат и его органы управления пленочные преобразователи 15 солнечной энергии преобразуют ее в электрическую, которая поступает как на регулирующие органы, так и на аппаратуру (приемо-передающую для телевизионного транслятора) для наблюдения и передачи информации о состоянии летательного аппарата на высоте. Для лучшего обзора и наблюдения обеспечивают размещение аппаратуры, приемо-передающих антенн 17 на дополнительной аэростатодинамической платформе, аэродинамическая составляющая подъемной силы обеспечивается лопастным движителем 18 с реактивным приводом, а аэростатическая составляющая подъемной силы обеспечивается устройством 19, которое запускают на большую высоту, чем летательный аппарат. Используя большую величину поверхности конструкции, для получения аэростатической составляющей подъемной силы размещают дополнительно на поверхности пленочные преобразователи 20 солнечной энергии, которые снабжают электрической энергией аппаратуру. По результатам наблюдения за работой ветростанции принимается решение о возможности проведения ремонта. Для этого подается электрический сигнал на узлы расстыковки летательных аппаратов, один из которых начинают сажать для ремонта, а остальные вновь состыковывают, образуя единую парящую платформу. Для осуществления посадки летательного аппарата производят действия в последовательности, обратной взлету.

Настоящее изобретение может быть использовано в ветроэнергетике для получения энергии из нетрадиционных источников в количествах промышленного значения, а также для создания средств обеспечения электрической энергией отдельных удаленных от развитой инфраструктуры объектов. Расположение ветродвигателей на большой высоте делает их экологически чистыми, устраняя вредное воздействие инфразвуковых колебаний на живой организм.

Настоящее изобретение имеет прикладное значение. Она может использоваться для очистки шахт от взрывоопасного рудничного газа, для привода инструмента в геолого-разведочных партиях на буровых установках с большим К.П.Д. при использовании в качестве рабочего тела сжатого воздуха, для привода винта морского судна с помощью сжатого воздуха, для комплексного снабжения и/или энергией сжатого воздуха и/или электрической энергией морских платформ на шельфе. Использование воздушной платформы для наблюдения и передачи информации не только о состоянии воздушной платформы, но и за окружающей средой в виде информации о пожарах, радио-телевизионные ретрансляторы с уменьшенным воздействием излучательной способности аппаратуры на живые организмы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Высотная аэростатодинамическая энергоустановка, содержащая летательный аппарат с аэростатической составляющей подъемной силы, ветродвигатели, рабочую машину, устройство передачи энергии на землю, узлы крепления на летательном аппарате и на земле, регулирующие органы, отличающаяся тем, что в ней летательный аппарат с аэростатической составляющей подъемной силы выполнен в виде профилированной платформы, состоящей из двух несущих и имеющих кривизну по размаху аэродинамических элементов, соединенных в горизонтальной плоскости летательного аппарата в кольцо, на котором расположены ветродвигатели и рабочие машины, вырабатывающие энергию, при этом каждая рабочая машина кинематически соединена с соответствующим ветродвигателем, причем одна часть ветродвигателей установлена за профилированной платформой по периметру ее, а другая часть перед ней в окрестности горизонтальной плоскости максимального продольного сечения и размещены в ней без момента по крену от массы ветродвигателя с разным направлением вращения, обеспечивающим отклоняющимся вниз за лопастями движителя воздушным струйкам тока уменьшение индуктивного сопротивления аэродинамических профилей кольцевого крыла, а на выходном валу ветродвигателя установлена с отключающимися муфтами сцепления двигательная установка для взлета и посадки.

2. Энергоустановка по п. 1, отличающаяся тем, что в ней в рабочих машинах в виде компрессоров, например, центробежного типа, соединенных с соответствующим ветродвигателем через мультипликатор, проточные части их сообщены между собой таким образом, что вход каждого последующего компрессора сообщен с выходом предыдущего компрессора, причем выход последнего компрессора сообщен устройством передачи энергии с летательного аппарата в виде напорного рукава с входом энергетической машины, например с входом турбины, установленной на валу электрогенератора, выход которого соединен с сетью потребителя электрической энергии и/или входом энергетической машины, а вход первого компрессора сообщен с воздухозаборником, выполненным в виде перфорированной наружной поверхности со стороны пониженного давления при обтекании профиля кольцевого крыла набегающим воздушным потоком, при этом напорный рукав выполнен в виде тонкостенной металлической трубки с намоткой по наружной поверхности ее из высокопрочного волокнистого материала и закреплен на вращающемся барабане узла крепления с радиусом, обеспечивающим допустимые деформации напорного рукава при наматывании на вращающийся барабан.

3. Энергоустановка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в ней рабочая машина, размещенная на летательном аппарате, соединена с помощью устройства передачи энергии на землю с энергетической машиной, преобразующей энергию сжатого воздуха в электрическую энергию с последующей передачей потребителю и системе защиты сети от перегрузки в виде устройства электролитической диссоциации электролита, с накопителем энергии в виде ресивера для продуктов распада электролита, например водорода, подученного при электролизе воды, для потребителя в качестве рабочего тела.

4. Энергоустановка по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в ней продольная ось каждого ветродвигателя, расположенного за профилированной платформой, смещена относительно продольной оси профилированной платформы в сторону повышенного давления при обтекании профиля кольцевого крыла набегающим воздушным потоком.

5. Энергоустановка по пп. 1-4, отличающаяся тем, что в ней на летательном аппарате на внешней подвеске за профилированной платформой вниз по воздушному потоку расположен дополнительно летательный аппарат с аэростатической составляющей подъемной силы с ветродвигателем и рабочей машиной в виде компрессора, кинематически соединенных через мультипликатор, а элементы подвески выполнены в виде дополнительных напорных рукавов, образующих форму пространственной винтовой подвески при заполнении их рабочим телом под давлением, сообщающих вход компрессора через регулирующие органы с воздухозаборником на профилированной платформе, а выход его через регулирующие органы как с двигательной установкой, так и напорным рукавом.

6. Энергоустановка по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в ней на летательном аппарате и на напорном рукаве закреплен всасывающий рукав, вход которого размещен в шахте с отсасываемым взрывоопасным газом, а выход всасывающего рукава соединен с системой подачи топлива двигательной установки, выходное устройство которой сообщено с полостью реактивного привода на концах лопастей движителя ветродвигателя.

7. Энергоустановка по пп. 1-5, отличающаяся тем, что в ней на летательном аппарате дополнительно установлены узлы крепления в виде вращающихся барабанов для напорных рукавов или фала для высотного аэростатодинамического летательного аппарата.

8. Энергоустановка по пп. 1-5, отличающаяся тем, что в ней кольцевое крыло имеет кронштейны со стыковочными элементами для подсоединения одного летательного аппарата к другому.

9. Энергоустановка по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в ней кольцевое крыло выполнено криволинейным в продольной плоскости и его продольная ось имеет радиус кривизны в продольном направлении.

10. Энергоустановка по пп. 1-3 и 9, отличающаяся тем, что в ней в кольцевом крыле выполнены каналы, образующие щелевой аэродинамический профиль.

11. Энергоустановка по пп. 1-4, 8 и 10, отличающаяся тем, что в ней летательный аппарат выполнен в виде незамкнутого кольца в поперечной плоскости.

12. Энергоустановка по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в ней на наружной поверхности летательного аппарата размещены пленочные преобразователи солнечной энергии в электрическую, выход которых сообщен как с органами управления летательным аппаратом, так и с энергопотребителем по дополнительному кабелю.

13. Энергоустановка по пп. 1-3, 8 и 12, отличающаяся тем, что в ней на дополнительном фале в форме напорного рукава закреплена дополнительная аэростатодинамическая платформа в виде аэростатического устройства, на котором закреплены лопастной движитель с компрессионным реактивным приводом, внутренняя полость которого сообщена с напорным рукавом летательного аппарата, причем на дополнительной аэростатодинамической платформе размещены антенны и аппаратура для радиотелевизионного ретранслятора с электрическим обеспечением от дополнительных пленочных преобразователей солнечной энергии, закрепленных на верхней части поверхности.

Версия для печати
Дата публикации 14.02.2007гг


вверх