專利名稱：一個(gè)比空氣輕的飛行器的副氣囊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與“比空氣輕的飛行器”領(lǐng)域有關(guān)，具體地說與一種改進(jìn)的副氣囊和加壓該副氣囊的系統(tǒng)有關(guān)。
非剛性飛行器一般有三種類型這些飛行器可由一個(gè)單一充氣囊；或由幾個(gè)氣囊呈串聯(lián)連在一起，當(dāng)然也可在一個(gè)非剛性外殼內(nèi)由多個(gè)氣囊構(gòu)成。非剛性“比空氣輕的飛行器”的主要問題之一是使氣囊在外界壓力隨高度降低后而不發(fā)生爆裂或從高空下降而使氣囊不致萎陷。防止出現(xiàn)這種情況的主要方法是在飛行器內(nèi)采用副氣囊，副氣囊即囊內(nèi)充入氦氣的充氣氣袋。該飛行器是設(shè)計(jì)成利用部分充氣的副氣囊來實(shí)現(xiàn)飛行的；副氣囊中可充入空氣，以壓縮氦氣的體積也可放出空氣使氦氣體積膨脹。這樣，在高空，當(dāng)外界空氣壓力已減小而為氦膨脹提供了必要的空間時(shí)副氣囊可能大部分凹陷下去。當(dāng)飛行器降到稠密大氣層時(shí)則副氣囊被充氣以保證氦氣囊不會(huì)萎陷或甚至局部下陷，此外，副氣囊可起到控制高度的作用。在發(fā)明人為E、W馬森的美國專利5143322號(hào)“飛船的地面裝運(yùn)，高度控制和縱向穩(wěn)定”中就可找到裝在比空氣輕的飛行器上的副氣囊的實(shí)例。
早先對(duì)副氣囊進(jìn)行加壓和充氣典型的工藝方法包括采用“沖壓空氣進(jìn)氣口”(ram air scoops)，此種類型的系統(tǒng)可在發(fā)明人為R.H Upson的“氣船”美國專利1475210和發(fā)明人為H.R Liebert的“氣船”美國專利2331,404中找到。在Liebert的設(shè)計(jì)中“沖壓空氣進(jìn)氣口”位于推進(jìn)器之后，這樣就可不必依賴于氣船的速度。然而如果氣船速度很低時(shí)，當(dāng)然會(huì)使充氣成比例地變慢。對(duì)Liebert的設(shè)計(jì)來說，上述情況就會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)闅獯俣扰c推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速成正比。
在發(fā)明人為A.Bradford的“氣船”(美國專利1580,004)和發(fā)明人為C.S Hall的“氣船”(美國專利1797,502)中進(jìn)行加壓對(duì)各副氣囊有單獨(dú)的氣泵。此外，Hall的設(shè)計(jì)中設(shè)有加熱器以加熱壓縮空氣，因?yàn)楦睔饽椅挥谥骱饽业闹胁抗室材苁购獾玫郊訜?。以上這些設(shè)計(jì)存在的問題是副氣囊位于中心而充氣閥和充氣管路必須同一地點(diǎn)安置，這樣就使維修或取下均感不便，此外這些充氣閥和充氣管路還會(huì)增加重量。
所以，本發(fā)明的主要目的是提供一種用于“比空氣輕的飛行器”的副氣囊系統(tǒng)。
本發(fā)明另一個(gè)主要目的是提供一種獨(dú)立于飛行器其它系統(tǒng)的“比空氣輕的飛行器”的副氣囊系統(tǒng)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種使各副氣囊內(nèi)空氣體積可單獨(dú)變化的“比空氣輕的飛行器”的副氣囊系統(tǒng)。
本發(fā)明再有一個(gè)目的是提供一種使單獨(dú)副氣囊能迅速充氣和放氣的“比空氣輕的飛行器”的副氣囊系統(tǒng)。
本發(fā)明是一種用于“比空氣輕的飛行器”的副氣囊系統(tǒng)，飛行器有一個(gè)產(chǎn)生升力的氣囊和一個(gè)縱向軸，垂直軸和橫向軸。詳細(xì)說，副氣囊系統(tǒng)包括多個(gè)位于氣囊內(nèi)的副氣囊，它們沿著縱向軸線設(shè)置，并且在飛行器垂直軸線各側(cè)數(shù)目相同。各副氣囊由一種柔性薄膜制作而其周邊則連到飛行器氣囊的部分壁上。
副氣囊的加壓系統(tǒng)與各副氣囊連在一起，以便向副氣囊中充入空氣，包括由部分主氣囊壁構(gòu)成的有許多通孔的副氣囊。一根至少有一個(gè)入口孔的歧管(mainfold)連到在里面蓋住通孔的壁上，以適應(yīng)進(jìn)入孔內(nèi)的壓縮空氣慢慢擴(kuò)散。上述歧管在結(jié)構(gòu)上最好將由柔性材料制成的入口孔做成隆起狀。將至少有一個(gè)入口孔的風(fēng)扇與外界大氣連通而風(fēng)扇的出口孔則連到歧管的至少一個(gè)入口孔上并向歧管內(nèi)部提供壓縮空氣。如果這種類型的飛行器包括一個(gè)氣囊下懸掛的吊艙，那么風(fēng)扇最好裝在吊艙上，那樣歧管和風(fēng)扇之間的相對(duì)移動(dòng)就可被柔性材料制作的入口所吸收。
位于風(fēng)扇出口孔處的單向閥是了防止歧管內(nèi)的空氣流出風(fēng)扇的入口孔。副氣囊的通氣系統(tǒng)最好是在岐管上設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)蝶形閥以便副氣囊內(nèi)部與外界大氣相通。最后，該副氣囊系統(tǒng)包括一個(gè)把副氣囊內(nèi)所含的液體排出的裝置，該排液裝置系將排液管連到副氣囊底部和裝在排液管上的閥門再用泵來排放副氣囊內(nèi)液體。
本發(fā)明的特征在于它有若干新特點(diǎn)，其組織結(jié)構(gòu)與操作方法兩者結(jié)合在一起更顯示了該發(fā)明的目的與優(yōu)點(diǎn)，從下文結(jié)合附圖的敘述，通過實(shí)例來說明本發(fā)明的最佳實(shí)施例，將能更好地理解本發(fā)明。然而應(yīng)該明白，說明書和附圖只是為了說明而并非是對(duì)本發(fā)明加以限制。


圖1是帶有副氣囊系統(tǒng)的“比空氣輕的飛行器”的側(cè)視圖；圖2是圖1示出的飛行器的底視圖；圖3是取自圖(3-3剖面線的圖1所示飛行器的局部剖視圖；圖4是圖3局部的放大視圖，特別用來說明副氣囊系統(tǒng)的加壓系統(tǒng)。
圖5是圖4的局部透視圖，特別用來說明對(duì)單獨(dú)一副氣囊加壓和減壓的氣囊上的壁孔。
參照?qǐng)D1至圖3，通常用數(shù)字10表示一個(gè)“比空氣輕的飛行器”，它包括一氣囊12和懸掛在氣囊下用纜繩懸掛系統(tǒng)15懸掛的吊艙(貨艙)14，吊艙14包括一個(gè)飛行操作臺(tái)16和多個(gè)裝在操作臺(tái)上的推進(jìn)系統(tǒng)17。該氣囊包括一個(gè)縱軸18，垂直軸19和橫軸20，如圖所示，飛行器10采用非剛性設(shè)計(jì)，不過，本發(fā)明也能采用剛性設(shè)計(jì)，所以所述的飛行器只是為了說明。多個(gè)副氣囊從頭(22)至尾(24)安置在氣囊12內(nèi)，等量分布在縱軸16的兩側(cè)，分別用30A、30B，32A、32B，34A、34B，36A、36B，38A、38B表示，各副氣囊由一柔性薄膜構(gòu)成，把其周邊43連到氣囊12的部分壁44上，這樣上述部分壁部44又構(gòu)成各個(gè)副氣囊的壁部。特別是參照?qǐng)D3，從圖中能看出副氣囊34A充氣的各個(gè)階段，請(qǐng)注意這種副氣囊的放置排除了對(duì)貨艙懸掛系統(tǒng)15的干擾。
仍參照?qǐng)D1至圖3，再參照?qǐng)D4和圖5，各副氣囊包括一個(gè)副氣囊加壓系統(tǒng)45。例如，用于副氣囊34A的加壓系統(tǒng)45包括多個(gè)用支架48裝到貨艙14的風(fēng)扇46，入口孔50連到外界大氣而出口孔51與一單向閥門52聯(lián)接。多個(gè)通孔54開在與副氣囊34A內(nèi)部相通的壁44上，一個(gè)結(jié)構(gòu)上呈剛性擴(kuò)散器部分62的歧管60連到蓋住孔54的壁44上。歧管60包括多個(gè)連到風(fēng)扇46出口孔51的柔性入口管64。蝶閥70裝在擴(kuò)散器部分62內(nèi)，當(dāng)?shù)y打開時(shí)使副氣囊34A減壓。一個(gè)多孔屏(a porous sereen)72從歧管60伸到貨艙14，該多孔屏72在提供一蓋子的同時(shí)還可使空氣自由流入風(fēng)扇46。在頭部22處的副氣囊(34A和34B)和在尾部處的副氣囊(38A和38B)都比處于中間的副氣囊要大，所以需要較多數(shù)量的風(fēng)扇。注意在圖示的飛行器上，各副氣囊均要求超過一個(gè)風(fēng)扇，但是在較小的飛行器上一個(gè)風(fēng)扇就足夠而且只需一個(gè)放氣的蝶閥，因此，一單個(gè)歧管可連接多個(gè)風(fēng)扇，然而也可用一列各連有單個(gè)風(fēng)扇的歧管，但是大家還是愿意采用單個(gè)歧管連接多個(gè)風(fēng)扇。
因?yàn)樵诟睔饽覂?nèi)可能有水集積，故設(shè)有一排水系統(tǒng)，如圖4所示，該排水功能內(nèi)位于副氣囊底部的管路80來完成，一個(gè)與泵84相連的閥83提供了這樣的排水系統(tǒng)。
本發(fā)明的副氣囊系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是很多的，首先，通過在氣囊壁上開孔而與歧管相連就淘汰了把風(fēng)扇連到單個(gè)副氣囊的大直徑的內(nèi)管從而降低了重量和成本。如果風(fēng)扇位于貨艙內(nèi)那么還需要圖中所示的大直徑入口管，此外，它還使加壓風(fēng)扇和放氣閥位于很易接近的位置，便于快速修理和替換。
當(dāng)參照具體實(shí)施例敘述本發(fā)明時(shí)，應(yīng)該明白該實(shí)施例僅僅為了說明，它可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員作出各種改型，所以本發(fā)明只有在所附的權(quán)利要求書的保護(hù)范圍和精神下加以限定。
本發(fā)明對(duì)航空工業(yè)有實(shí)用性，特別是對(duì)制造“比空氣輕的飛行器”的行業(yè)有實(shí)用性。
權(quán)利要求
1.一個(gè)比空氣輕的飛行器的副氣囊系統(tǒng)，飛行器有一個(gè)產(chǎn)生升力的具有縱軸，垂直軸和橫軸的氣囊，該副氣囊系統(tǒng)有位于氣囊內(nèi)的多個(gè)副氣囊沿著縱軸且在垂直軸的兩側(cè)呈等量分布，上述各副氣囊由柔性薄膜制成，在其薄膜周邊處連到一部分氣囊壁；一個(gè)副氣囊加壓系統(tǒng)連到各副氣囊而且用空氣加壓上述副氣囊，上述加壓系統(tǒng)有；構(gòu)成上述副氣囊的上述氣囊壁部有多個(gè)通孔；一歧管有一入口孔，該歧管連到蓋住上述通孔的壁內(nèi)以適應(yīng)于進(jìn)入管內(nèi)的壓縮空氣擴(kuò)散；至少具有一個(gè)入口孔的風(fēng)扇通到外界大氣，而風(fēng)扇的出口孔連到上述歧管的入口孔用來向管內(nèi)輸送壓縮空氣；一個(gè)位于上述風(fēng)扇入口孔的單向閥用來防止上述歧管內(nèi)空氣流出上述風(fēng)扇的入口孔；一個(gè)副氣囊放氣系統(tǒng)用來把上述副氣囊內(nèi)的空氣放到外界大氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副氣囊系統(tǒng)，其特征在于該飛行器包括一個(gè)懸掛在氣囊下的貨艙，上述副氣囊系統(tǒng)還有上述歧管在結(jié)構(gòu)上由柔性材料制成的歧管入口孔呈隆起狀；上述風(fēng)扇裝在上述貨艙上而上述風(fēng)扇的出口連到上述歧管的柔性入口孔上；這樣上述柔性入口就吸收了上述歧管和上述風(fēng)扇之間的相對(duì)移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的副氣囊系統(tǒng)，其特征在于上述放氣系統(tǒng)位于上述歧管內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的副氣囊系統(tǒng)，其特征在于上述放氣系統(tǒng)有一個(gè)蝶形閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的副氣囊系統(tǒng)，其特征在于還有排放上述副氣囊內(nèi)所集積液體的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的副氣囊系統(tǒng)，其特征在于上述排放副氣囊內(nèi)所集積液體的裝置有一個(gè)連到副氣囊底部的排液管；一個(gè)裝到上述排液管上的閥；排放上述副氣囊內(nèi)液體的泵裝置；
全文摘要
本發(fā)明是一個(gè)用于比空氣輕的飛行器的副氣囊系統(tǒng)，該飛行器有一產(chǎn)生升力的氣囊和一縱軸、垂直軸和橫軸，副氣囊系統(tǒng)包括多個(gè)位于氣囊內(nèi)沿著縱軸且在垂直軸兩側(cè)呈等量分布的副氣囊，上述各副氣囊有一個(gè)柔性的薄膜，在其周邊處連到一部分氣囊壁；一個(gè)副氣囊加壓系統(tǒng)連到各副氣囊；構(gòu)成上述副氣囊的氣囊壁部有多個(gè)通孔；至少具有一個(gè)入口孔的風(fēng)扇連到外界大氣而出口孔連到歧管入口孔用來輸送壓縮空氣，副氣囊放氣系統(tǒng)用于把空氣放入大氣。
文檔編號(hào)B64B1/62GK1133581SQ9419382
公開日1996年10月16日 申請(qǐng)日期1994年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月22日
發(fā)明者約翰·B·卡利茨, 馬克·H·韋克斯勒 申請(qǐng)人:洛克希德公司