Trójwarstwowy balon dron

Opis wynalazku

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. 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.

Głównym problemem, jaki chcemy rozwiązać dzięki pomysłowi jest usprawnienie transportu pomiędzy Chinami, wschodnią częścią Rosji, a krajami UE. Współcześnie istniejące rozwiązania komunikacyjne są energochłonne i wymagają budowy wielkiej infrastruktury drogowo-kolejowej, która nie jest obojętna dla środowiska. Współczesny transport opiera się na spalaniu surowców energetycznych takich jak: węgiel,
ropa naftowa, gaz ziemny. Zasilanie sieci trakcyjnej i kolejowej również otrzymuje energię z klasycznie napędzanych elektrowni.
Trójwarstwowy balon – dron będzie się poruszał co najmniej kilkaset metrów nad ziemią dzięki czemu będzie wystawiony na
odziaływanie promieni słonecznych nawet rozproszonych o większym potencjale energetycznym niż na ziemi. Dzięki temu może wykorzystywać energię słoneczną, która wysoko ponad ziemią może być pozyskana w wyższą sprawnością.

Ludzie od dawna próbowali zastosować balony m.in. klasyczne zeppeliny w transporcie jednak problemem zawsze był fakt,
że zastosowanie samego wodoru było niebezpieczne, a samego helu zbyt drogie (ponadto zasoby helu na świecie są ograniczone).
Firma Google ok 2015 r. podjęła próbę używania balonu połączonego z zestawem fotowoltaicznym do udostępniania internetu
ponad terytorium Kenii. Niestety ten projekt zakończył się fiaskiem.
Tradycyjny transport kolejowy i drogowy jest na trasie jedwabnego szlaku bardzo słabo wykorzystany, ponieważ stanowi jedynie ok 1% wymiany handlowej pomiędzy Chinami i Unią Europejską. Pozostałe 99% stanowi transport morski.

Pozostałe problemy i potrzeby rynkowe jakie rozwiązuje ten pomysł

Oprócz wykorzystania balonu – dronu w transporcie na Jedwabnym Szlaku możemy go zastosować również w następujących przedsięwzięciach:

stworzenie towarowej drugiej linii komunikacyjnej na Bursztynowym Szlaku z północnej Skandynawii przez Republiki Nadbałtyckie, Rosję, Białoruś i Polskę Wschodnia, Rumunię, kraje bałkańskie, Grecję, Turcję, Bliski Wschód i Płw. Arabski z ewentualnym przedłużeniem trasy aż do południowej Afryki
podobne korytarze transportowe można utworzyć na obu wybrzeżach Ameryki Płd. i Płn. od Ziemi Ognistej Argentyny do Alaski, wzdłuż wybrzeży Oceanu Spokojnego, jak również Oceanu Atlantyckiego

Po rozpowszechnieniu się tego typu transportu można stosować go w wielu innych miejscach. Problemem jest tylko stworzenie infrastruktury zapewniającej bezpieczeństwo i konserwację. Można użyć infrastruktury balonowej do udostępniania internetu w odludnych miejscach, nad którymi balony – drony będą przelatywały. Balon – dron może służyć do pozyskiwania dużej ilości drewna z niedostępnych terenów leśnych, surowców z kopalni odkrywkowych w niedostępnych miejscach, bez konieczności tworzenia skomplikowanej infrastruktury drogowej, Balon – dron może być używany do przenoszenia domów drewnianych tak jak w tej chwili amerykańskie filmy robią to za pomocą wielkich ciężarówek Po kilkuletnim testowaniu bezpieczeństwa balonów – dronów można zastosować je w jednostkach straży pożarnej do transportu dużej ilości wody na płonące duże obszary lasów oraz do ewakuacji osób poszkodowanych, w bardzo wysokich górach oraz w sytuacjach ekstremalnych jak to miało miejsce 11/09/ na dachach wieżowców WTC, gdzie okazało się, że helikoptery nie są w stanie spełnić tych zadań (w takim przypadku potrzebne są dwa balony połączone złączem sztywnym, ponieważ pojedynczy nie może znajdować się nad źródłem wysokiej temperatury, w unoszącym się do góry strumieniu gorącego powietrza. Stacjonarne trójwarstwowe balony – drony mogą służyć do utrzymywania konstrukcji 60 km magnetycznej szyny skierowanej w górę, dzięki której możliwe będzie wysyłanie niewielkich, ok. 100-200 kg ładunków na niską orbitę geostacjonarną. Ładunki te pozwolą na stworzenie stacji orbitalnej, która może stać się bazą do dalszej eksploracji przestrzeni.