Устройство для обозрения панорамы местности
Устройство относится к индустрии развлечения и может быть использовано в местах отдыха для обозрения панорамы местности, а также для проведения аэрофотосъемки и воздушной рекламы. Техническим результатом является снижение материальных затрат на создание и эксплуатацию устройства, а также обеспечение его мобильности. Устройство состоит из воздушного летательного аппарата (ВЛА) легче воздуха (ЛВ), например, привязного аэростата. ВЛА ЛВ содержит наполненную легким газом оболочку 2, к которой закреплена пассажирская кабина 3 (ПК). Оболочка удерживается системой тросов 6, соединенных с механизмом подъема и спуска (МПС) ВЛА ЛВ. МПС установлен на основании устройства, выполненного с возможностью его азимутального вращения. Устройство требует малой площади и времени его развертывания и демонтажа. Ф.п.м. 1 н.п., Илл. 4.
Устройство относится к индустрии развлечений и может быть использовано в парках культуры и отдыха в городах, а также в других местах развлечения для обозрения панорамы местности и архитектуры городов с высоты «птичьего полета», а также для проведения аэрофотосъемки и воздушной рекламы.
Известны устройства для обозрения в виде колеса обозрения по пат. РФ №2026705 от 01.02.1995 г. и №2109543 от 27.04.1998 г.
Колесо обозрения по пат. РФ №2026705 состоит из основания, круговой фермы с горизонтальной осью вращения и подвешенными по ее окружности кабинами для посетителей.
Недостатком известного устройства является относительно малая высота подъема кабин и, как следствие, малая площадь обзора.
Колесо обозрения по пат. РФ №2109543 состоит из укрепленных на радиальных штангах направляющих балок в виде замкнутых контуров, выполненных с образованием внешнего силового колеса, вагоны для пассажиров, установленные на направляющих балках.
Недостатком данного аналога также является относительно малая высота подъема кабин и неудобство пассажира, обусловленное сложностью обзора панорамы в произвольном азимутальном направлении.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному является устройство для обозрения по пат. РФ №2267344 от 16.01.2002 г., МПК А63G 27/00, содержащее основание, подъемник, пассажирские кабины. Для подъема посетителей в кабины использованы лифты. Дополнительно на опорах колеса обозрения установлены аттракционы или ресторан.
Недостатком устройства-прототипа является большая металлоемкость конструкции, значительные материальные затраты при его изготовлении и эксплуатации из-за необходимости непрерывного вращения громоздкой конструкции. Ближайший аналог требует значительной площади для его установки, что во многих случаях исключает возможность его использования в городских условиях. Прототип является стационарным устройством, т.е. исключает его мобильное перемещение на другое место.
Техническим результатом при реализации заявленного объекта является повышение мобильности устройства для обозрения панорамы местности, снижение материальных затрат на его производство и при его эксплуатации с одновременной возможностью подъема посетителей на высоты до сотен метров (высоты «птичьего полета»), и обеспечение более благоприятных условий для кругового обзора открывающейся панорамы.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для обозрения, содержащем основание, пассажирскую кабину и подъемник, в качестве подъемника использован воздушный летательный аппарат (ВЛА) легче воздуха (ЛВ). ВЛА ЛВ содержит наполненную легким газом оболочку, с которой соединена пассажирская кабина. ВЛА ЛВ соединен с помощью тросов с механизмом его подъема и спуска (МПС).
Новым также является то, что устройство дополнено фиксатором, состоящим из пассивного и захватывающего элементов. Пассивный элемент (ПЭ) в виде вертикального стержня верхним концом закреплен на внешней поверхности нижней стенки ПК. Через клюз в центре основания ПЭ взаимодействует с захватывающим элементом (ЗЭ) фиксатора, который размещен под поверхностью основания.
МПС состоит из реверсируемого двигателя (РД). Силовой вал РД с помощью шестеренчатой передачи (ШП) соединен с осями свободно вращающихся барабанов с намотанными на них тросами. Внешние концы тросов через соответствующие клюзы в основании соединены с ВЛА ЛВ.
В качестве ВЛА ЛВ использован привязной аэростат.
Основание устройства выполнено с возможностью его вращения в азимутальной плоскости. Основание состоит из двух разнесенных по высоте конгруэнтных площадок. В зазоре между площадками на нижней площадке закреплен МПС ВЛА ЛВ.
Благодаря новой совокупности существенных признаков достигается возможность установки и монтажа устройства в относительно короткое время на малых площадках. Эксплуатация устройства минимизирует материальные затраты, т.к. подъем ВЛА ЛВ происходит за счет аэростатической подъемной силы ВЛА ЛВ. Отмеченное указывает на возможность реализации сформулированного технического результата.
Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых показано:
на фиг.1 - общий вид устройства в режиме «полета»;
на фиг.2 - общий вид устройства в режиме «причала»;
на фиг.3 - вариант конструкции основания устройства;
на фиг.4 - вариант конструкции механизма подъема и спуска ВЛА ЛВ.
Устройство для обозрения панорамы местности, показанное на фиг.1 (режим «полета») и фиг.2 (режим «причала»), состоит из основания 1, ВЛА ЛВ, включающего оболочку 2 и ПК 3. В частности, изображенный на фиг.1, 2 ВЛА ЛВ выполнен в виде привязного аэростата, оболочка 2 которого заполнена легким газом (например, водородом, гелием, нагретым воздухом и т.п.). Аэростат находится в выполненном состоянии, т.е. в состоянии полного наполнения оболочки 2 газом.
Мягкая оболочка 2 аэростата может быть выполнена из полиэстерной аллюминизированной ткани и для придания большей герметичности покрыта полиуретаном. С целью обеспечения безопасности полета внутренний объем оболочки секционирован, и каждая секция снабжена обратным клапаном, что исключает значительное снижение аэростатической подъемной силы при нарушении целостности оболочки какой-либо ее секции.
ПК 3 закреплена на оболочке 2 аэростата с помощью кевларовых тросов 4. ПК 3 выполнена закрытой и оборудована широкими окнами 5 (фиг.2).
Внутри ПК 3 могут быть установлены сиденья для пассажиров (не показано).
Нижняя часть оболочки 2 в месте крепления ПК 3 усилена подложкой из высокопрочного синтетического материала кевлара (не показано). Аналогичной усиленной подложкой снабжена верхняя часть оболочки 2, для придания ей большей надежности при воздействии в этой части оболочки более высокого избыточного давления газа (не показано).
На оболочку 2 может быть дополнительно надета сетка, которая служит для удержания оболочки 2 в системе аэростата, сохранения ее формы и для подвески ПК 3 и другого необходимого оборудования.
Особенности конструкции и методика расчета подъемной силы аэростатов известны и описаны, например, в книге: Арис М.Я., Полянкер А.Г. Дирижабль нового поколения. - Киев, Наукова Думка, 1983. - с.16-25.
ВЛА ЛВ соединен с помощью кевларовых тросов 6 с МПС, показанном на фиг.3, 4.
Основание 1 устройства (на фиг.3) выполнено в виде двух конгруэнтных верхней 7 и нижней 8 площадок, разнесенных по высоте на расстояние h. Основание 1 выполнено с возможностью его вращения в азимутальной плоскости. Для этой цели основание снабжено механизмом азимутального вращения, состоящим из двигателя 9 и шестеренчатой пары, включающей шестерню 10, жестко закрепленную на внешней поверхности нижней площадки 8 основания 1, и передаточную шестерню 11, насаженную на вал двигателя 9. Для обеспечения свободного и плавного вращения основание 1 снабжено свободно вращающимися колесами 12 и установлено на кольцевой монорельс 13 (фиг.3). Механизм азимутального вращения размещен в котловане 14, оборудованном под центром основания.
В промежутке между нижней 8 и верхней 9 площадками установлен МПС (фиг.3, 4).
МПС установлен на внутренней поверхности нижней площадки 8 основания 1. МПС состоит из реверсируемого двигателя 14, двух
шестеренчатых передач (ШП) 15 и четырех свободно вращающихся барабанов 16 с намотанными на них соответствующими тросами 6. Барабаны 16 установлены симметрично относительно центра площадки 8 на взаимно перпендикулярных диаметрах. ШП 15 предназначены для передачи вращающегося момента силового вала двигателя 14 на оси барабанов 16. Верхняя площадка 7 основания 1 снабжена периферийными клюзами 17 над местами установки соответствующего барабана 16 (фиг.1, 3) и центральным клюзом 18. Через клюзы 17 пропущены тросы 6, концы которых закреплены на оболочке 2 ВЛА ЛВ. Вращение всех барабанов 16 от одного привода - двигателя 14 обеспечивает синхронность разматывания тросов 6 и плавность подъема ВЛА ЛВ.
Устройство снабжено фиксатором, состоящим из пассивного 19 и захватывающего 20 элементов (фиг.2, 3, 4).
Пассивный элемент (ПЭ) предназначен для устойчивой фиксации ВЛА ЛВ в режиме «причал», он выполнен в виде стержня, верхним концом закрепленного к нижней стенке ПК 3 (точка «а» на фиг.2). Захватывающий элемент (ЗЭ) 20 установлен в центре нижней площадки 8 основания 1. ЗЭ 20 состоит из пары подпружиненных захватов (ПЗ) 21, закрепленных на осях 22 и нижними концами соединенных с элементом разблокировки (ЭР) 23 фиксатора.
В качестве ЭР 23 может быть использован соленоид с парой рычагов, приводимых в действие при подключении ЭР 23 к источнику управляющего напряжения (не показан). ПЭ 19 и ЗЭ 20 взаимодействуют при причаливании ВЛА ЛВ через центральный клюз 18.
Устройство для обозрения панорамы местности работает следующим образом. В исходном положении (режим «причала») ПЭ 19 фиксатора через центральный клюз 18 погружен в пространство между верхней 7 и нижней 8 площадками основания 1, зафиксирован и удерживается парой ПЗ 21.
Тросы 6 выбраны полностью и намотаны на барабаны 16. После размещения пассажиров в ПК 3 начинается режим «полета». Для этого управляющее напряжение подают на ЗЭ 20. ЭР 23 срабатывает, отводит ПЗ 21 от
ПЭ 19, тем самым разблокирует ПЭ 19. Одновременно включают РД 14 и через ШП 15 обеспечивают синхронное вращение барабанов 16, освобождая тросы 6. Под действием аэростатической подъемной силы начинается подъем ВЛА ЛВ на заданную высоту Н, после достижения которой РД 14 выключают. ВЛА ЛВ удерживается на заданной высоте уравновешивающей силой, зависящей от массы самого ВЛА ЛВ, массы полезной нагрузки (массы всех пассажиров) и полной аэростатической подъемной силы. Порядок вычисления перечисленных величин и методика расчета равновесного состояния ВЛА ЛВ известны и описаны в указанной выше книге Арис М.Я. и Поляникера А.Г. на с.16-21.
После достижения заданной высоты Н включают механизм азимутального вращения путем подачи питающего напряжения на двигатель 9. Частоту оборотов основания 1 выбирают в пределах 0,25÷1,0 оборотов в минуту. Требуемая частота оборотов определяется передаточным числом взаимодействующей пары шестерен 10 и 11. После завершения обзора панорамы выключают механизм азимутального вращения. Подают на вход РД 14 напряжение обратной полярности, происходит снижение ВЛА ЛВ с помощью тросов 6, наматывающихся на синхронно вращающиеся барабаны 16. После вхождения через центральный клюз 18 ПЭ 19 и его фиксации с помощью ПЗ 21 ВЛА ЛВ вновь переходит в исходное положение - режим «причала».
Таким образом, благодаря использованию ВЛА ЛВ и относительно простых и недорогостоящих узлов устройства обеспечивается снижение экономических затрат на изготовление и эксплуатацию устройства. Устройство не требует большой площади для развертывания и может быть смонтировано и демонтировано за короткий промежуток времени, что делает его мобильным. Отмеченное указывает на возможность достижения сформулированного технического результата.
Устройство для обозрения панорамы местности, содержащее пассажирскую кабину, скрепленную с воздушным летательным аппаратом легче воздуха в виде привязного аэростата, механизм подъема и спуска, соединенный тросом с воздушным летательным аппаратом легче воздуха, и фиксатор, отличающееся тем, что механизм подъема и спуска размещен на основании, выполненном с возможностью его вращения в азимутальной плоскости и состоящим из двух разнесенных по высоте конгруэнтных площадок, в зазоре между которыми закреплен механизм подъема и спуска, который состоит из реверсируемого двигателя, силовой вал которого с помощью шестеренчатой передачи соединен с осями свободно вращающихся барабанов с намотанными на них тросами, внешние концы которых через соответствующие клюзы в основании соединены с воздушным летательным аппаратом легче воздуха, а фиксатор состоит из пассивного и захватывающего элементов, пассивный элемент выполнен в виде вертикального стержня, верхним концом закрепленного на нижней стенке пассажирской кабины, и через клюз в центре основания, взаимодействующего с захватывающим элементом фиксатора, размещенным под поверхностью основания.
