專利名稱：系留熱氣飛艇浮空平臺的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種浮空平臺，具體說是一種實現(xiàn)在重大自然災害情況下的應急通 信、利用系留纜繩來定點升空并控制其高度熱氣飛艇浮空平臺。
背景技術(shù)：
2008年中國遭受特大雪災和汶川特大地震的雙重打擊，災區(qū)通訊完全中斷，信息 的不通暢嚴重影響了救災的執(zhí)行和調(diào)度，反應出我國在應急通訊方面缺乏有效的預案和措 施，因此，如何實現(xiàn)在重大自然災害情況下的應急通訊，成為一項迫切的課題。如果在自然 災害期間架設起一個應急浮空平臺，將小型通訊中繼基站帶至2000m空中，這樣可以大大 提高救援效率，極大地減小人民財產(chǎn)損失、挽回無數(shù)生命。目前實現(xiàn)緊急通信的措施就是將通信基站升到要求的高度，最有效可行的辦法就 是利用浮空器作為浮空平臺，達到將通信基站懸浮在一定高度進行工作。由于浮空器的某 些特點，目前較為高端的技術(shù)是采用氦氣飛艇浮空器實現(xiàn)應急通訊，但是其操作復雜、維護 繁瑣、使用費用高昂，難易普及，僅在高端的軍事偵查中應用。作為通訊應急系統(tǒng)，市場迫切 需要一種操作維護簡單、使用費用低廉的浮空平臺，以便發(fā)生自然災害搶險救災時及時通 訊。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供了一種操作維護簡單、使用費用低廉、 安全可靠的系留熱氣飛艇浮空平臺。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括囊體、吊艙、錨泊車、控制系統(tǒng)、地 面設備；囊體經(jīng)吊掛繩與吊艙連接，系留纜繩連接于吊掛繩下端的交匯點上，系留纜繩裝于 錨泊車。所說的系留纜繩通過導向盤纏繞在液壓絞盤上，導向盤和液壓絞盤固定在錨泊車 上。所說的吊艙內(nèi)有通訊基站設備和發(fā)電設備；液化氣瓶安裝于吊艙兩側(cè)，成對稱分布。所說的囊體兩側(cè)分布內(nèi)吊掛繩，內(nèi)吊掛繩上與囊體頂部相連接，下與掛架相連接， 掛架上安裝有通過吊艙上的發(fā)電設備供電的增壓風機和通過吊艙上的液化氣瓶供氣的加 熱器。本發(fā)明囊體為流線型的囊體及Y型尾翼，在空中始終囊體頭部迎風，保持囊體基 本水平的姿態(tài)，在空中系留時能夠保持很小的阻力及很強的穩(wěn)定性。所說的控制系統(tǒng)包括地面控制系統(tǒng)和空中控制系統(tǒng)以及一個用于發(fā)出地面人工 操縱設備的遙控指令、接收空中平臺監(jiān)控數(shù)據(jù)的通訊電臺；地面控制系統(tǒng)包括人工操縱、顯 示設備；空中控制系統(tǒng)包括裝于囊體上的溫度傳感器、風速儀、氣壓傳感器、GPS定位儀所 構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)，空中控制系統(tǒng)還包括接收地面人工操縱設備的遙控指令、采集監(jiān)控系統(tǒng)信息、進行A/D轉(zhuǎn)換、GPS數(shù)據(jù)接收，且向燃燒器控制電路發(fā)出控制燃燒器主閥開閉的信號、 向增壓風機控制裝置、泄壓閥控制裝置發(fā)出控制指令的中央控制器。本發(fā)明采用囊體內(nèi)部燃燒器加熱的方式產(chǎn)生升力帶動掛架及吊艙上升，利用增壓 風機來保持囊內(nèi)壓力，使囊體工作時保持流線體的外型，并保證使其產(chǎn)生的阻力最小，吊艙 采用與囊體離開一段距離懸掛，吊艙直接懸掛在吊掛繩上，系留纜繩與吊掛繩直接連接，力 傳遞不通過吊艙，有利于減輕吊艙的重量，增加系統(tǒng)性能。地面錨泊設施根據(jù)需要的速度釋 放及回收系留纜繩。本發(fā)明工作控制方式采用地面遙控，根據(jù)地面狀態(tài)監(jiān)測的情況，通過中央控制器 對燃燒器、增壓風機及泄壓閥部件進行操控，使其攜帶通信基站在空中懸浮到一定高度，根 據(jù)風力的大小來改變加熱量來保證具有足夠的剩余浮力，然后打開通信基站，任務機工作， 提供信息通訊服務。本發(fā)明采用遙控操作的方式，將系留熱氣球釋放至2000m左右空中，用于攜帶通 訊基站，可在某個地域快速部署，使得在緊急狀況下能夠保證通訊信號暢通，并具有監(jiān)視偵 查的功能。本發(fā)明與系留氦氣球相比的有益效果是a)生產(chǎn)成本低。生產(chǎn)一個系留熱氣球的 成本是一個系留氦氣球的十分之一到二十分之一 ；b)使用維護費用低。系留熱氣球每次的 使用費用只有一些運輸費、燃氣費以及人員費用，而同等級別大小的系留氦氣球使用一次， 光氦氣費用就以百萬計；c)材料、氣源不受限制。熱氣球所用的紡織材料全部是國內(nèi)生產(chǎn)， 燃氣用的是普通石油液化氣，資源隨處可尋，而系留氦氣飛艇所用的材料大多需要國外進 口，氦氣基本也靠進口，一旦出現(xiàn)狀況很容易受到限制；d)操作簡單方便，展開快速，可快 速搭建、快速升空。系留氦氣飛艇是一個龐大的系統(tǒng)，需要人員多(20 30人)，準備時間 也很長(最少5小時)。而系留熱氣球最少只需要操縱人員5人，準備及布置時間最短只需 20min，非常適合用于緊急情況下的快速部署；e)系統(tǒng)簡單，通過性好，便于運輸。系留氦氣 球需要配套氦氣車、錨泊車、發(fā)電車、控制車等大型車輛，只能通過3級以上公路運輸，在災 害條件下，難以到達受災現(xiàn)場，而系留熱氣球只需要一輛輕型卡車即可裝載全部設備，緊急 情況下甚至能夠分解運輸，深入受災一線，更好的發(fā)揮作用；f)系留氦氣球?qū)θ藛T要求比 較高，平時需要保持一定數(shù)量的操作隊伍，并實施訓練，才能在應急情況下發(fā)揮作用，而系 留熱氣球?qū)θ藛T要求很低，只需保有2 3名經(jīng)過培訓的核心技術(shù)人員，其他人員無需專業(yè) 培訓，減少了平時的開支；g)系留氦氣球龐大的球體在下雪時會堆積厚重的積雪，并且根 本無法清理，因此，下雪天氦氣球是不能充氣的，更不能升空，而系留熱氣球溫度高(囊內(nèi) 溫度高達100°C )，雪花落在球體上會立刻融化，不會增加囊體重量，能夠在小雪天使用，國 外有熱氣球在雨雪云中安全飛行不結(jié)冰的成功記錄。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明囊體部分側(cè)視圖。圖3為本發(fā)明吊艙 部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明地面錨泊設施。圖5為本發(fā)明控制系統(tǒng)。
具體實施例方式在圖1中，本發(fā)明包括囊體1、吊艙3、系留纜繩4、錨泊車7、控制系統(tǒng)、地面保障設 備等。囊體1通過吊掛繩2與吊艙3連接，吊掛繩2成扇形分布，分布角度根據(jù)囊體1與吊 掛繩2直接的距離來定，系留纜繩4接到吊掛繩2的交匯點上，然后通過導向盤5與纏繞在 液壓絞盤6上，導向盤5和液壓絞盤6固定在錨泊車7上。囊體1由于內(nèi)部的加熱器產(chǎn)生 熱空氣而得到升力上升，液壓絞盤6通過纜繩4控制系留熱氣飛艇的工作高度、升空及回收 速度。系留纜繩4和吊掛繩2的交匯點之間裝旋轉(zhuǎn)連接器。圖2中，內(nèi)吊掛繩8成扇形排列分布在囊體的兩側(cè)(圖2為一側(cè)視圖，另一側(cè)對 稱)。內(nèi)吊掛繩8上與囊體頂部相連接，下與掛架9相連接，內(nèi)吊掛繩8承受掛架9及其上 安裝的增壓風機10和加熱器11的重量，還承受囊體外部的吊艙的重量。增壓風機10通過 吊艙上的發(fā)電設備供電，保證囊體保持一定的內(nèi)壓，加熱器11主要產(chǎn)生熱量，通過吊艙上 的液化氣瓶供氣。圖3中，吊艙框架12直接懸掛在吊掛繩2上，系留纜繩4連接到吊掛繩2的交匯 點上，通訊基站及任務設備13、管路系統(tǒng)、供電設備、液化氣瓶14安裝于吊艙框架12內(nèi)部。 液化氣瓶14的安裝成對稱分布。圖4中，地面錨泊設施包括釋放及回收系留纜繩的液壓滾筒6，用以在需要的時候釋 放及回收系留纜繩，改變系留熱氣飛艇的工作高度、升空及回收。吊掛繩經(jīng)囊體、掛架、吊艙， 最終的受力點集中在系留纜繩4上。系留纜繩4先通過導向盤5，再進入張力釋放機構(gòu)15，最 后纏繞到液壓滾筒6上。張力釋放機構(gòu)15主要是釋放系留纜繩4纏繞在液壓滾筒6上時產(chǎn) 生的互相擠壓的張力，防止系留纜繩4纏繞時損壞。導向盤作為整體能夠在液壓絞盤平面偏 轉(zhuǎn)，使任何方向進入的纜繩通過導向盤后都以水平方向進入液壓絞盤。7為錨泊車。圖5所示為整體系留熱氣飛艇浮空平臺的控制系統(tǒng)圖，控制系統(tǒng)包括地面控制系 統(tǒng)16和空中控制系統(tǒng)17。地面控制系統(tǒng)16主要包括有人工操縱裝置、顯示設備。通訊電臺 發(fā)出地面設備的遙控指令、接收空中平臺監(jiān)控數(shù)據(jù)?？罩锌刂葡到y(tǒng)17包括裝于囊體上的溫 度傳感器、風速儀、氣壓傳感器、GPS定位儀所構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)；包括接收遙控指令、采集監(jiān) 控系統(tǒng)信息、A/D轉(zhuǎn)換、GPS數(shù)據(jù)接收中央控制器。中央控制器可向燃燒器控制電路發(fā)出控 制燃燒器主閥開閉的控制信號、向增壓風機控制裝置及泄壓閥控制裝置發(fā)出控制信號(控 制指令)。地面控制系統(tǒng)16通過通訊電臺給空中控制系統(tǒng)17發(fā)出指令來操縱飛行平臺的 燃燒器火力控制，控制囊內(nèi)溫度，保持飛行平臺的升力，同時，對飛行平臺的狀態(tài)信息氣瓶 壓力、發(fā)電機電壓、發(fā)電機油箱油量、囊頂部溫度、囊壓、平臺所處高度、GPS位置、風速等進 行監(jiān)控，通過通訊電臺將監(jiān)控信息下傳，便于地面人員實時掌控，確保任務的順利完成。地面保障設備主要提供熱氣球囊體使用維護所必須的設備設施。主要包括鼓風 機、發(fā)電機、工具箱、電動油泵等。鼓風機為熱氣球起飛時使用，發(fā)電機給錨泊車提供電源。
權(quán)利要求
1.一種系留熱氣飛艇浮空平臺，其特征在于包括囊體、吊艙、錨泊車、控制系統(tǒng)；囊體 經(jīng)吊掛繩與吊艙連接，系留纜繩連接于吊掛繩下端的交匯點上，系留纜繩裝于錨泊車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特征在于所說的系留纜繩通過 導向盤纏繞在液壓絞盤上，導向盤和液壓絞盤固定在錨泊車上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特征在于所說的吊艙內(nèi)有通訊 基站設備和發(fā)電設備；液化氣瓶安裝于吊艙兩側(cè)，成對稱分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特征在于所說的囊體內(nèi)兩側(cè)分 布內(nèi)吊掛繩，內(nèi)吊掛繩上與囊體頂部相連接，下與掛架相連接；掛架上安裝有通過吊艙上的 發(fā)電設備供電的增壓風機和通過吊艙上的液化氣瓶供氣的加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特征在于囊體為流線型的囊體 及Y型尾翼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特征在于所說的控制系統(tǒng)包括 地面控制系統(tǒng)和空中控制系統(tǒng)以及一個用于發(fā)出地面人工操縱設備的遙控指令、接收空中 平臺監(jiān)控數(shù)據(jù)的通訊電臺；地面控制系統(tǒng)包括人工操縱、顯示設備；空中控制系統(tǒng)包括裝 于囊體上的溫度傳感器、風速儀、氣壓傳感器、GPS定位儀所構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)，空中控制系統(tǒng) 還包括接收地面人工操縱設備的遙控指令、采集監(jiān)控系統(tǒng)信息、進行A/D轉(zhuǎn)換、GPS數(shù)據(jù)接 收，且向燃燒器控制電路發(fā)出控制燃燒器主閥開閉的信號、向增壓風機控制裝置、泄壓閥控 制裝置發(fā)出控制指令的中央控制器。
全文摘要
本發(fā)明一種系留熱氣飛艇浮空平臺，包括囊體、吊艙、錨泊車、控制系統(tǒng)、地面設備；囊體經(jīng)吊掛繩與吊艙連接，系留纜繩連接于吊掛繩下端的交匯點上，系留纜繩裝于錨泊車。所說的系留纜繩通過導向盤纏繞在液壓絞盤上，導向盤和液壓絞盤固定在錨泊車上。本發(fā)明采用遙控操作的方式，將系留熱氣球釋放至2000m左右空中，用于攜帶通訊基站，可在某個地域快速部署，使得在緊急狀況下能夠保證通訊信號暢通，并具有監(jiān)視偵查的功能。具有操作維護簡單、使用費用低廉、安全可靠等優(yōu)點。
文檔編號B64B1/52GK102092471SQ20091026230
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月12日
發(fā)明者余剛, 劉琦, 李琦, 田入東, 祝遠程, 賀應平, 郭海軍, 陳勇, 陳濤 申請人:襄樊宏偉航空器有限責任公司