本發(fā)明涉及一種浮空器。本發(fā)明還涉及在浮空器中實施的卸壓載方法。

這樣的裝置或方法能夠使用戶進行卸壓載。本發(fā)明的領(lǐng)域更具體地但非限制性地為飛艇領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

歷史上，借助于沙袋、鋼丸、鉛或水進行壓載或卸壓載。

技術(shù)的發(fā)展和新的需求使得使用飛艇的機會再次出現(xiàn)。

空氣靜力學(xué)的規(guī)律意味著飛艇必須始終接近平衡，如果飛艇必須在飛行中提取負載，則必須進行重量交換才能保持其平衡。如果飛艇裝載幾噸貨物，則它必須投棄幾噸的壓載物。

在使用水作為壓載系統(tǒng)的情況下，必須在裝載期間將水排出。如果裝載操作在飛行中進行(原則上在幾乎靜止的位置)，并且當涉及大量的水時，由于以下原因，也許不可能將這些水釋放到飛艇之下：

·可能難以回收這些水，

·或者，如果水被排出并且沒有被回收，考慮到：

ο可能的排水問題，或

ο土壤侵蝕，或

ο地面上的設(shè)備的安全。

本發(fā)明的目的在于克服這種不可能性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

這一目標通過一種包括卸壓載裝置的浮空器來實現(xiàn)，所述卸壓載裝置包括：

-容納液體的至少一個罐，

-用于對所述至少一個罐的液體進行加壓的加壓系統(tǒng)，

-至少一個噴射器，其布置為將來自加壓系統(tǒng)的液體排出浮空器外。

所述加壓系統(tǒng)能夠包括：

-至少一個泵，其布置為將液體泵送到至少一個罐外，和/或

-至少一個罐，其包括相對于所述浮空器的外部環(huán)境加壓儲存的液體。

至少一個噴射器優(yōu)選地布置為沿噴射方向排出液體，所述噴射方向：

-包括非零水平分量，和/或

-包括向上指向的非零垂直分量。

每個噴射器優(yōu)選地配備有：

-流量調(diào)節(jié)器，其布置為調(diào)節(jié)由該噴射器排出的液體的流量，和/或

-方向調(diào)節(jié)器，其布置為調(diào)節(jié)由該噴射器排出的液體的噴射方向。

根據(jù)本發(fā)明的浮空器優(yōu)選地包括用于根據(jù)所述浮空器的空間位置的調(diào)節(jié)命令來控制每個流量調(diào)節(jié)器和/或每個方向調(diào)節(jié)器的裝置。

根據(jù)本發(fā)明的浮空器優(yōu)選地包括至少一對噴射器，每對噴射器包括布置為沿包括水平分量的第一噴射方向排出液體的第一噴射器和布置為沿包括水平分量的第二噴射方向排出液體的第二噴射器，所述第一和第二噴射方向的水平分量相反(并且優(yōu)選承載在同一軸線上)。該第一和第二噴射方向能夠是相反的并且承載在同一軸線上。

根據(jù)本發(fā)明的浮空器優(yōu)選地包括幾個罐2，并且優(yōu)選地還包括用于將液體從一個罐轉(zhuǎn)移到另一個罐的裝置。

還根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種在包括容納液體的至少一個罐的浮空器中實施的卸壓載方法，所述卸壓載方法包括：

-由加壓系統(tǒng)對所述至少一個罐的液體進行加壓；

-由至少一個噴射器將來自加壓系統(tǒng)的液體排出浮空器外。

進行加壓能夠包括：

-將液體泵送到至少一個罐外，和/或

-在至少一個罐中(相對于該浮空器的外部環(huán)境)加壓儲存液體。

由至少一個噴射器的排出優(yōu)選地包括沿噴射方向排出液體，所述噴射方向：

-包括非零水平分量，和/或

-包括向上指向的非零垂直分量。

根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選地包括：

-調(diào)節(jié)由至少一個噴射器排出的液體的流量，和/或

-調(diào)節(jié)由至少一個噴射器排出的液體的噴射方向。

根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選地包括根據(jù)浮空器的空間位置的調(diào)節(jié)命令對由至少一個噴射器排出的液體的流量的調(diào)節(jié)和/或?qū)τ芍辽僖粋€噴射器排出的液體的噴射方向的調(diào)節(jié)進行控制。

所述至少一個噴射器能夠包括至少一對噴射器，每對噴射器包括第一噴射器，其沿包括水平分量的第一噴射方向排出液體；和第二噴射器，其沿包括水平分量的第二噴射方向排出液體，所述第一和第二噴射方向的水平分量相反(并且優(yōu)選地承載在同一軸線上)。所述第一和第二噴射方向能夠是相反的并且承載在同一軸線上。

所述至少一個罐能夠包括幾個罐，并且根據(jù)本發(fā)明的方法能夠包括將液體從一個罐轉(zhuǎn)移到另一個罐。

附圖說明和具體實施方式

通過閱讀非限制性的實施方式和實施例的詳細描述以及附圖，本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征將顯現(xiàn)，在附圖中：

-圖1至圖8是根據(jù)本發(fā)明的浮空器1的第一實施例(其是本發(fā)明的優(yōu)選實施例)、實施根據(jù)本發(fā)明的方法的各個步驟的不同的示意圖，圖1、2和4是輪廓圖，圖3、5、6、7和8是俯視圖，

-圖9和圖10是該浮空器1內(nèi)的液壓回路的兩個變型的示意圖。

由于這些實施例是絕非限制性的，因此可以尤其設(shè)想本發(fā)明的變型僅包括與描述或闡述的其他特征分離的以下描述或闡述的特征的選集(即使該選集從包括這些其他特征的句子中分離)，只要該特征選集足以賦予技術(shù)優(yōu)點或?qū)⒈景l(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)區(qū)分開。該選集包括不具有結(jié)構(gòu)細節(jié)和/或僅具有一部分結(jié)構(gòu)細節(jié)的至少一個優(yōu)選地功能特征，只要該部分結(jié)構(gòu)細節(jié)單獨足以賦予技術(shù)優(yōu)點或相對于現(xiàn)有技術(shù)區(qū)分本發(fā)明。

首先，會參照圖1至10來描述根據(jù)本發(fā)明的浮空器1的第一實施例，其實施根據(jù)本發(fā)明的方法的示例。

浮空器1例如旨在用于木材工業(yè)的原木的提取和運輸。

浮空器1包括卸壓載裝置。

“浮空器”是指其升力是由比該設(shè)備周圍的環(huán)境空氣更輕的氣體確保的任何設(shè)備，即優(yōu)選為氣球或飛艇。

在該非限制性的示例中，使用的浮空器1是具有分布在十六個獨立絞車(treuil)上的六十噸載重能力的飛艇。該浮空器1的長度為150米，直徑為45米，排量為180000m³。它是一種剛性飛艇，其結(jié)構(gòu)由涂覆有能夠承受大氣侵蝕的織物(通常是涂覆有諸如聚氟乙烯或tedlar等多氟化物層的聚酯網(wǎng))的碳纖維梁制成，封閉9個氦氣室(比空氣輕的提升氣體)，氦氣的總體積約為110000m³。該示例僅以指示性的方式給出，能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何浮空器結(jié)構(gòu)來實施本發(fā)明。

卸壓載裝置包括容納液體3的至少一個罐2。

液體3包括水(優(yōu)選由水組成)。

浮空器1配備有十六個罐2(為了清楚起見，示意圖中僅示出了四個罐2)，每個罐4000升(大約直徑為一米，高為六米)，每個罐都配備有三英寸直徑的1/4圈電動閥(附圖標記為13)，并且通過直徑為三英寸的剛性管14彼此連接。

所述卸壓載裝置還包括對至少一個罐2的液體3進行加壓的加壓系統(tǒng)4、5、6。

所述卸壓載裝置還包括至少一個噴射器7(優(yōu)選至少四個)。

每個噴射器7布置為將來自加壓系統(tǒng)4的液體3以噴射的形式排出到浮空器1外。

每個罐2因此配備有閥13。對閥13的打開的控制使得能夠調(diào)節(jié)每個罐2中的液體3的量，并且因此調(diào)節(jié)浮空器1的縱向姿態(tài)。該液體3然后通過管道16輸送到噴射器7，并以噴射或擴散射流17的形式推進。

液體的“以噴射形式”或“以噴射射流的形式”優(yōu)選是指不是以液體的連續(xù)射流的形式、而是以液滴間沒有液體連續(xù)性的液滴(通常為微滴)的射流形式的液體噴出或擴散，所述液滴的尺寸(即在理想的球體中的直徑或更一般地在任何情況下，同一液滴的兩個點之間的能夠測量到的最大距離)為1微米(或10微米或50微米)到5毫米(優(yōu)選為1毫米，理想的為100微米)。

由于被噴射出一段距離后的液體3在接觸地面20前的不穩(wěn)定性，該噴射的形式或噴射射流的形式是由噴射器7噴射處于壓力下的液體3(水)的結(jié)果，所述噴射器7通常包括射流通過其擴散的直噴嘴。例如，在7bar的壓力下且射流的初始角度在水平面之上30度，利用被調(diào)節(jié)至3000l/mn的mastermatic4500直噴嘴，每分鐘將3000升噴射到65米的距離。8bar的壓力使得能夠?qū)⒁后w3擴散90m的水平距離。這種相同類型的頭部具有霧狀位置，并以微滴形式噴射相同的3000l/mn到25米的距離。

由此，浮空器1包括裝置4、5、6、7，其使得能夠?qū)⒁后w3噴射超出浮空器1周圍一定的行動半徑，使得該液體3以細雨的形式到達地面20，與正常降雨相比，沒有進一步的侵蝕風(fēng)險或者不會對地面人員帶來更多的風(fēng)險，這特別是因為該液體3的大部分能夠溶解在空氣中或被風(fēng)吹走。

此外，以水來充當液體3具有無污染的優(yōu)點。

每個噴射器7配備有流量調(diào)節(jié)器8，其布置為調(diào)節(jié)由該噴射器7噴射的液體3的流量。

每個噴射器7配備有方向調(diào)節(jié)器9，其布置為調(diào)節(jié)由該噴射器7噴射的液體3的方向。

由此，每個噴射器7包括：

-控制其流量的閥8和

-定向系統(tǒng)9，其使得能夠定向其射流17并因此定向其力矢量。

加壓液體3輸送直到噴射器7。

每個噴射器7包括安裝在來自leader組的hurricane式電控噴槍上的具有流量調(diào)節(jié)的mastermaticer4500型噴嘴，其能夠定向在大約50°的方向上。

浮空器1包括根據(jù)浮空器1的空間位置的調(diào)節(jié)命令來控制每個流量調(diào)節(jié)器8和/或每個方向調(diào)節(jié)器9的裝置。這些控制裝置能夠包括：

-機械裝置(手動控制裝置，比如，例如飛行員手動方向盤、傳動裝置等)，和/或

-電子裝置(比如計算機、中央處理器或計算器、模擬電子電路(優(yōu)選專用的)、數(shù)字電子電路(優(yōu)選專用的)和/或微處理器(優(yōu)選專用的))，和/或軟件裝置，和/或

-至少一個傳感器(例如風(fēng)和/或位置傳感器)。

這些控制裝置能夠布置為用來考慮：

-手動的位置調(diào)節(jié)控制(例如由飛行員轉(zhuǎn)動的方向盤)，和/或

-數(shù)據(jù)(優(yōu)選來自至少一個傳感器；例如風(fēng)力和/或風(fēng)向數(shù)據(jù)，其生成旨在補償該風(fēng)對浮空器1的影響的調(diào)節(jié)命令)，這些數(shù)據(jù)優(yōu)選地通過所述電子和/或軟件裝置自動計算。

此外，所述控制裝置布置為用于根據(jù)負載19的重量來控制一定重量的液體3(由所述控制裝置計算)通過至少一個噴射器7的排出(優(yōu)選使得排出的液體的重量等于負載19的重量)。

對于液體的加壓系統(tǒng)4、5、6，設(shè)想出兩種加壓的變型。

現(xiàn)在將參考圖9描述加壓的第一變型。

在該第一變型中，加壓系統(tǒng)4包括至少一個罐2，其允許借助于壓縮機6將液體3加壓為約幾個巴，或通過用液體3填充至少一個罐2來進行加壓。

每個罐2內(nèi)的、在液體3之上的空氣或氣體21的壓力大于浮空器1周圍的環(huán)境壓力，即通常大于大氣壓力。

加壓系統(tǒng)4配置為直接在每個罐2的內(nèi)部對液體3進行加壓。

加壓系統(tǒng)4包括至少一個罐2和裝置6(壓縮機)，其布置為在至少一個罐2中相對于浮空器1的外部環(huán)境的壓力加壓儲存液體3。在罐2為加壓的情況(圖9)下，一旦液體3(水)被儲存到分布在浮空器1中的各個罐2中，則每個罐2由壓縮機6經(jīng)由管道15加壓。

現(xiàn)在將參考圖10描述加壓的第二變型，其能夠可選地與第一變型結(jié)合。

加壓系統(tǒng)4包括至少一個泵5，其布置為將液體3泵送到至少一個罐2外。

在該第二變型中，由電動或液壓馬達或熱機驅(qū)動的水泵5進行加壓。

在這種情況下，相關(guān)聯(lián)的罐2在結(jié)構(gòu)上不需要承受加壓(除非它們與第一變型結(jié)合)；相關(guān)聯(lián)的罐處于環(huán)境壓力下。

每個罐2內(nèi)的、液體3之上的空氣或氣體21的壓力等于浮空器1周圍的環(huán)境壓力，即通常等于大氣壓力。

加壓系統(tǒng)4布置為沿著在至少一個罐2和至少一個噴射器7之間液體3的輸送回路在至少一個罐2的出口處(通常在管道14和16中)對液體3進行加壓。

在圖10中通過泵加壓的情況下，液體3(水)被儲存到分布在浮空器1中的各個罐2中。由閥13的打開釋放的液體3由至少一個泵5(出于安全原因，優(yōu)選幾個泵5)加壓。在關(guān)閉所有閥8的情況下，閥門18使得能夠(在泵或每個泵5的上游)釋放過壓。通常，所有的罐2經(jīng)由該管道14、16連接到由并聯(lián)安裝的60kw、2500轉(zhuǎn)/分鐘的同步電動馬達驅(qū)動的en22858型的兩個渦輪離心電動泵5。在每個渦輪的出口處設(shè)有由電機功率伺服的壓力調(diào)節(jié)器。工作壓力在5至8.5bar之間。

將參考圖1至10描述在浮空器1中實施的、根據(jù)本發(fā)明的方法的示例的各個步驟。

參考圖1，當浮空器1來收集放置在地面20上的負載19時，該浮空器處于平衡狀態(tài)，其表觀重量為零。

一旦附加到負載19(圖2)，浮空器1稱重為負載19的重量。

為了恢復(fù)平衡，即具有零表觀重量，浮空器必須通過噴射裝載在至少一個罐2中的壓載液體3(圖3)來減少與負載19的重量相同的重量。如前所述，借助于一個或更多個渦輪或泵5或壓縮機6實現(xiàn)該噴射。該加壓液體3通過一個或更多個噴射器7以噴射的形式排出。

由此，在浮空器1中實施的卸壓載方法包括：

-由加壓系統(tǒng)4、5、6對至少一個罐2的液體3進行加壓；

-由至少一個噴射器7將來自加壓系統(tǒng)的液體3以噴射的形式排出到浮空器1外。

根據(jù)所討論的變型，所述加壓能夠包括：

-在至少一個罐2中相對于浮空器1的外部環(huán)境的壓力加壓儲存液體3，和/或

-由至少一個泵5將液體泵送到至少一個罐2外。

稱重在位于浮空器1艙上部的滑輪緊固處的每個絞車上進行，該信息由測力銷提供，所述測力銷捕獲由絞車提升的重量所產(chǎn)生的力。罐2被分配給每個絞車，并且定位于每個負載的上方，重量和力矩因此被精確補償。

在包括幾個罐2的該浮空器1中，浮空器1包括用于將液體3從一個罐2轉(zhuǎn)移到另一罐2的裝置(可逆泵22)。浮空器1的飛行員非常敏感地受到由浮空器1的姿態(tài)變化引起的縱向失衡的影響，其能夠以獨立于壓載回路的方式將所需量的液體3從一個罐2轉(zhuǎn)移到另一個，從而重新建立平衡(例如通過一個或更多個泵22)。

如果通過液體3的轉(zhuǎn)移不能達到平衡(例如，如果所有液體3都已經(jīng)被卸壓載)，飛行員還能夠?qū)Ω】掌?中的不同的提升氣體室中的氦氣進行分配。

一旦該液體3被排出(圖4)，浮空器1再次處于平衡狀態(tài)，因此具有零表觀重量，因而它能夠帶著其負載19再次飛行，并且將其運送到轉(zhuǎn)運站，在該轉(zhuǎn)運站中浮空器1將把其貨物交換為等同重量的液體3，所述液體3將被儲存在至少一個罐2中。

然后浮空器1能夠再次離開進行新的往返。

在剛剛參照圖1至4描述的這些不同步驟中，浮空器1在裝載期間的位置控制是關(guān)鍵的并且必須是準確的。

由于噴射液體3而提供推力是不可忽視的，并且：

-因此，必須進行補償以限制浮空器1的定位干擾(噴射器7的“對稱的”使用)，和/或

-能夠用于輔助定位(噴射器7的“非對稱的”使用)。

為此，由浮空器1實施的方法包括調(diào)節(jié)由至少一個噴射器7噴射的液體3的流量，和/或調(diào)節(jié)由至少一個噴射器7噴射的液體3的噴射方向。由浮空器1實施的方法優(yōu)選地還包括根據(jù)浮空器1的空間位置的調(diào)節(jié)命令，經(jīng)由控制裝置對由至少一個噴射器7噴射的液體3的流量的調(diào)節(jié)和/或由至少一個噴射器7噴射的液體3的噴射方向的調(diào)節(jié)進行控制，所述控制裝置布置為控制每個噴射器7的流量調(diào)節(jié)器8和方向調(diào)節(jié)器9。

參照圖3(“對稱的使用”)，浮空器1包括至少一對噴射器7a、7b，也稱為“調(diào)節(jié)對”。

每對噴射器7a、7b包括：

-第一噴射器7a，其布置為沿第一噴射方向11噴射液體3，該第一噴射方向包括水平分量(即垂直于浮空器1處的地球引力方向)，和

-第二噴射器7b，其布置為沿第二噴射方向12噴射液體3，該第二噴射方向包括非零水平分量。

對于每對噴射器7a、7b，存在：

-該對噴射器的每個噴射器的方向調(diào)節(jié)器9的至少一個位置，對于所述位置來說，第一噴射方向11和第二噴射方向12的水平分量相反并承載在同一軸線10上，以及

-該對噴射器的每個噴射器的流量調(diào)節(jié)器8的至少一個位置，對于所述位置來說，由該對噴射器的第一噴射器7a噴射液體3而施加在浮空器1上的力的值等于由該對噴射器的第二噴射器7b噴射液體3而施加在浮空器1上的力的值。

圖3所示的由浮空器1實施的方法的步驟對應(yīng)于方向調(diào)節(jié)器9和流量調(diào)節(jié)器8的這些位置，對于這些位置來說，第一噴射器7a沿第一噴射方向11噴射液體3并且第二噴射器7b沿第二噴射方向12噴射液體3(優(yōu)選用相同的力)。

噴射器7、7a或7b的“噴射方向”與由該噴射器排出或噴射液體3而施加在浮空器1上的力的方向相反。

因此，如果不希望或很少干擾浮空器1的定位，根據(jù)這種“對稱的”使用，噴射器7使得能夠以對稱的方式快速且有力地將液體3釋放到浮空器1周圍。

在某些具體情況下：

-(例如，噴射方向11、12是嚴格水平的)，對于每對噴射器7a、7b，存在該對噴射器的每個噴射器的方向調(diào)節(jié)器8的至少一個位置，對于所述位置來說，第一噴射方向11和第二噴射方向12相反并承載在同一軸線10上，或

-噴射方向11、12是傾斜的(即，具有非零水平分量)，還具有向下定向的非零分量(向下為沿地球引力方向定向)，這使得在其卸壓載期間能夠輕微地提升浮空器1，或者

-優(yōu)選地，噴射方向11、12是傾斜的(即，具有非零水平分量)，還具有向上定向的非零分量(向上為沿與地球引力方向相反的方向定向)，這使得能夠從浮空器1盡可能遠地釋放液體3，從而盡可能廣泛地擴散，以將侵蝕的影響或?qū)Φ孛?0上的人員的影響最小化。

應(yīng)當注意，在更一般的情況下，一對噴射器中的兩個噴射器7a、7b的力不一定相等，特別是如果控制裝置考慮到設(shè)法予以補償?shù)娘L(fēng)的影響。

類似地，例如根據(jù)這種風(fēng)向，水平分量可能不承載在同一軸線10上。

類似地，參考圖5至8，經(jīng)由布置為控制每個噴射器7的流量調(diào)節(jié)器8和方向調(diào)節(jié)器9的控制裝置通過噴射器7(優(yōu)選至少四個)噴射液體3控制的使用(稱為“非對稱”)能夠參與浮空器1的位置控制，優(yōu)選在其負載19之上。

噴射器7的噴嘴打開及其取向的單獨控制因此能夠極大地幫助定位。

圖5示出了如何通過噴射器7的噴射控制的非對稱使用能夠使浮空器1(從上方看)向左轉(zhuǎn)。

圖6示出了如何通過噴射器7的噴射控制的非對稱使用能夠使浮空器1(從上方看)向右轉(zhuǎn)。

圖7示出了如何通過噴射器7的噴射控制的非對稱使用能夠使浮空器1(從上方看)向右平移。很好理解，使用相同的原理，可以使浮空器1向左平移。

圖8示出了如何通過噴射器7的噴射控制的非對稱使用能夠使浮空器1(從上方看)向前移動。很好理解，使用相同的原理，可以使浮空器1向后移動。

很好理解，可以將上面參照圖5至8描述的全部或部分位置調(diào)節(jié)進行組合。

當然，本發(fā)明不限于剛剛所描述的示例，并且在不超出本發(fā)明的范圍的情況下能夠?qū)@些示例進行許多修改。

很好理解，本發(fā)明的不同特征、形式、變型和實施例能夠在不是不相容或相互排斥的范圍內(nèi)以不同的組合形式彼此組合。特別地，先前描述的所有變型和實施例能夠彼此組合。