Trójwarstwowy balon-dron

Obrazek użytkownika Leszek Smyrski
Idee

Przedstawiam Państwu technologiczną część projektu, którego społeczny aspekt opisuję w swoich notatkach na prowadzonych przeze mnie blogach. projekt ten został zgłoszony w Urzędzie Patentowym Rzeczpospolitej Polskiej.

 

Opis wynalazku

Przedstawiam opis wynalazku o nazwie: wielowarstwowy balon – dron.

Przedmiotem zgłoszenia jest konstrukcja statku powietrznego lżejszego od powietrza oraz projekt infrastruktury mogącej wykorzystać jego możliwości transportowe . Nazwany został: wielowarstwowy balon – dron, w dalszej części zwany balonem.

Konstrukcja przedstawiona została na załączonych rysunkach. Głównym elementem jest wielowarstwowy balon wypełniony w 80 procentach wodorem, 10 procentach helem i 10 procentach azotem. Wodór znajduje się w wewnętrznym balonie, w środkowym balonie znajduje się hel, zewnętrzny balon jest wypełniony azotem. Powłoki poszczególnych balonów są w stałej odległości, tak by się nie zetknęły. Umieszczenie wodoru w środkowym balonie uniemożliwia jego kontakt z tlenem i zabezpiecza przed zapłonem i wybuchem. Hel stanowi pierwszą barierę ochronną, azot jest drugim zabezpieczeniem.

Balony uformowane są w kształcie dysku, może jednak być spłaszczony, tak że rzut poziomy ma kształt elipsy. Górna powierzchnia jest pokryta ogniwami fotowoltaicznymi, które wytwarzają energię elektryczną. Energia jest gromadzona w akumulatorach i służy do napędzania statku powietrznego i jego nagrzewania. Wokół osi balonu umieszczone są lekkie i mocne silniki elektryczne ze śmigłami, które napędzają i sterują statkiem podobnie jak robią to współczesne drony. Udźwig balonu w zależności od wielkości wynosi od kilkuset kilogramów do kilkudziesięciu ton. Średnica balonu wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset metrów.

Zastosowanie tego typu transportu pozwoli wyeliminować konieczność transportu kolejowego i kołowego. Może przyczynić się w dużym stopniu do ograniczenia emisji spalin. Balony poruszające się kilkaset metrów nad ziemią i wyposażone w ogniwa powinny być samowystarczalne energetycznie. Mogą być jednak wyposażone w agregaty prądotwórcze i zapas paliwa, w przypadku potrzeby nagłego zwiększenia mocy.

W dole balonu powłoka przechodzi w gondolę, wypełnioną azotem. W tym miejscu umieszczona jest nagrzewnica elektryczna, która powoduje nagrzewanie się azotu. Ciepło z azotu przenika do helu i wodoru, poprawiając w ten sposób wyporność całej konstrukcji. Na samej górze balonu będzie zbierał się hel i wodór, który przeniknie przez poszczególne powłoki, tam będzie zbierany i przenoszony do wewnętrznego balonu za pomocą pompki elektrycznej

Balony są bezzałogowe i służą do transportu towarów. Aby zapewnić bezpieczeństwo balony są sterowane przez naziemne ośrodki, rozmieszczone co 50 kilometrów. Co 500 kilometrów powinna znajdować się baza, której wyposażenie pozwoli na zabezpieczenie balonów w przypadku pogorszenia się warunków pogodowych. Balony powinny poruszać się w ściśle wyznaczonych korytarzach powietrznych. Prędkość balonu powinna wynosić średnio 150 - 200 km/godź. Oznacza to że może przemieścić się pomiędzy bazami w ciągu 3 godzin.

Balony podlegają serwisowi w bazach najpóźniej po 20 tysiącach kilometrów. Serwis podstawowy polega na zbadaniu czystości poszczególnych gazów wypełniających poszczególne powłoki i stanu powłok. W wypadku stwierdzenia zbyt mocnego zmieszania gazów podlegają one wymianie

Z powodu skomplikowanego systemu zapewniającego bezpieczeństwo balony powinny obsługiwać długą trasę z niewielką liczbą rozgałęzień, na przykład jedwabny szlak albo szlak bursztynowy. W bazach odbywa się automatyczny przeładunek na tradycyjne środki transportu. Balon bez lądowania powinien pokonać trasę z Władywostoku do Lizbony w około 100 godzin, czyli niewiele ponad 4 dni.

Ocena wpisu: 
5
Twoja ocena: Brak Średnio: 5 (głosów:4)

Komentarze

Czym znamienny jest wynalazek ?

Podoba mi się!
1
Nie podoba mi się!
0

#1550513

Wodór jest odseparowany od powietrza atmosferycznego powłoką, warstwą helu, kolejną powłoką, warstwą azotu i w końcu ostatnią powłoką. Ogranicza to znacznie prawdopodobieństwo zapłonu, które było przyczyną wycofania wodoru z użytku.

Pozdrawiam

Podoba mi się!
2
Nie podoba mi się!
0
#1550517

Trudnością jest skalowanie do prób i testów. Przez powłokę o grubości 1/50 zakładanej dla jednostki pełnoskalowej - wodór będzie łatwo migrował a wytrzymałość mechaniczna może być nie wystarczająca.

Będzie potrzebny niezły sponsor ! Wizjoner.

Podoba mi się!
2
Nie podoba mi się!
0

#1550528

Po to właśnie jest warstwa azotu. Wodór i hel uniesie się do góry a tam zostanie przechwycony w małym garbie na szczycie balonu i przepompowany z powrotem do wewnątrz. Jedynie azot może się przedostawać przez ostatnią powłokę, ale on jest tani i stosunkowo bezpieczny.

Politechnika Rzeszowska prawdopodobnie zainteresuje się współpracą w tym projekcie, na początek wystarczy.

Podoba mi się!
0
Nie podoba mi się!
0
#1550554

i taniej byłoby jednak użyć "jednowarstwowego" balonu wypełnionego wyłącznie niepalnym helem? 

Podoba mi się!
0
Nie podoba mi się!
0
#1550556

Byłoby prostsze, ale dużo droższe. Hel jest bardzo rzadki na ziemi, wodoru mamy pod dostatkiem. Cena helu byłaby kilkadziesiąt razy większa niż wodoru przy tej skali działania.Hel jest potrzebny również, ale masze polskie złoża gazu są dosyć bogate w hel, dlatego do tego przedsięwzięcia nie trzeba żadnych zagranicznych komponentów.

Głównym problemem będzie sterowanie, ale to tylko kwestia oprogramowania, algorytmów, komunikacji, korytarzy powietrznych. Polscy informatycy spokojnie to rozwiążą.

Podoba mi się!
0
Nie podoba mi się!
0
#1550563