一種平流層飛艇的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及飛艇，尤其是涉及工作在平流層下部(高度10?20km)的一類具有三種氣囊多種氣體的平流層飛艇。
【背景技術(shù)】
[0002]飛艇是一種臨近空間低速飛行器，依靠?jī)?nèi)部浮升氣體排開(kāi)空氣所產(chǎn)生的靜升力實(shí)現(xiàn)升空并可在高空懸停巡航。
[0003]平流層飛艇在執(zhí)行預(yù)警、偵查、通信等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。與飛機(jī)相比，飛機(jī)在20km高空?qǐng)?zhí)行任務(wù)的成本較高，甚至一般的飛機(jī)無(wú)法在此區(qū)域執(zhí)行任務(wù)，而平流層飛艇不僅可以長(zhǎng)時(shí)間在此高度懸停巡航，而且能源來(lái)自源源不斷的太陽(yáng)能(高翔，楊青真，李翔，環(huán)夏.高空太陽(yáng)能飛艇方案/動(dòng)力系統(tǒng)及氣動(dòng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)仿真.2013，30(3):45-49)；與人造地球衛(wèi)星相比，平流層飛艇距離地面更近、觀測(cè)精度更高，不受軌道限制機(jī)動(dòng)性更好，還可以重復(fù)使用。目前，美、俄、德、英、日、韓、以色列和我國(guó)等均投入大量經(jīng)費(fèi)加緊平流層飛艇的研宄([2] Khoury G A, Gillett J D.Airship technology [Μ].UK: CambridgeUniversity Press, 1999 ; [3]基里林.阿列克桑德拉.尼卡拉伊維奇著；吳飛，王培美譯.現(xiàn)代飛艇設(shè)計(jì)導(dǎo)論[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2009 ;[4]甘曉華，郭穎.飛艇技術(shù)概論[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2005)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供可工作在平流層下部(高度10?20km)的一類具有三種氣囊多種氣體的平流層飛艇。
[0005]本實(shí)用新型設(shè)有飛艇艇體、尾翼、尾推、主氣囊、前副氣囊、后副氣囊、附加氣囊、艇載計(jì)算機(jī)；所述主氣囊內(nèi)裝有密度比空氣小的浮升氣體，前副氣囊、后副氣囊、附加氣囊、艇載計(jì)算機(jī)設(shè)于飛艇艇體內(nèi)，前副氣囊設(shè)于飛艇艇體內(nèi)前部，后副氣囊設(shè)于飛艇艇體內(nèi)后部，附加氣囊設(shè)于前副氣囊與后副氣囊之間，前副氣囊和后副氣囊均裝有空氣，附加氣囊內(nèi)裝有密度比空氣大的氣體，主氣囊上設(shè)有主排氣閥門，前副氣囊上設(shè)有前排氣閥門，后副氣囊上設(shè)有后吸氣閥門，附加氣囊上設(shè)有附加吸氣閥門和附加排氣閥門；主排氣閥門、前排氣閥門、后吸氣閥門、附加吸氣閥門和附加排氣閥門均與艇載計(jì)算機(jī)連接并受艇載計(jì)算機(jī)控制。
[0006]所述密度比空氣小的浮升氣體可選自氦氣、氫氣、氨氣等中的一種；所述密度比空氣大的氣體可采用二氧化碳等。
[0007]由于飛艇屬于臨近空間低速飛行器，氣動(dòng)升力很小，飛艇升空的主要升力來(lái)源是艇內(nèi)浮升氣體排開(kāi)空氣所產(chǎn)生的靜升力，同時(shí)飛艇靜升力的大小也決定了飛艇的載荷能力和能夠達(dá)到的海拔高度。為快速上升，飛艇在地面常常需要攜帶比在工作高度更多的浮升氣體。由于平流層飛艇體積巨大，多出來(lái)的浮升氣體將產(chǎn)生巨大的升力，使得飛艇有上升的傾向，這給飛艇起飛前的地面固定造成了困難。以往的做法是用繩索固定，在起飛時(shí)再解鎖，但這不利于飛艇起飛時(shí)的姿態(tài)控制。而本實(shí)用新型中，附加氣囊中的氣體密度大于空氣，因而氣體的重力大于它所受到的空氣浮力。通過(guò)精確設(shè)計(jì)，可以使得多出來(lái)的這一部分重力正好等于多裝的浮升氣體所受到的凈浮力，飛艇在地面時(shí)總浮力等于總重力，大大減小了將飛艇固定在地面的難度。飛艇在上升過(guò)程中受艇載計(jì)算機(jī)控制，各氣囊根據(jù)實(shí)際控制需要開(kāi)啟閥門排放氣體，實(shí)現(xiàn)起飛段的加速上升、中間段的勻速上升和接近工作高度后的減速和停止上升，保證飛艇氣囊內(nèi)氣體壓強(qiáng)和飛艇上升速度的協(xié)調(diào)控制，使得飛艇安全、平穩(wěn)地上升到工作高度。
[0008]本實(shí)用新型可工作在平流層下部(高度10?20km)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例設(shè)有飛艇艇體1、尾翼2、尾推3、主氣囊4、前副氣囊
5、后副氣囊6、附加氣囊7、艇載計(jì)算機(jī)8 ;所述主氣囊4內(nèi)裝有密度比空氣小的浮升氣體，前副氣囊5、后副氣囊6、附加氣囊7、艇載計(jì)算機(jī)8設(shè)于飛艇艇體I內(nèi)，前副氣囊5設(shè)于飛艇艇體I內(nèi)前部，后副氣囊6設(shè)于飛艇艇體I內(nèi)后部，附加氣囊7設(shè)于前副氣囊5與后副氣囊6之間，前副氣囊5和后副氣囊6均裝有空氣，附加氣囊7內(nèi)裝有密度比空氣大的氣體，主氣囊4上設(shè)有主排氣閥門41，前副氣囊5上設(shè)有前排氣閥門51，后副氣囊6上設(shè)有后吸氣閥門61，附加氣囊7上設(shè)有附加吸氣閥門71和附加排氣閥門72 ;主排氣閥門41、前排氣閥門51、后吸氣閥門61、附加吸氣閥門71和附加排氣閥門72均與艇載計(jì)算機(jī)8連接并受艇載計(jì)算機(jī)8控制。
[0011]所述密度比空氣小的浮升氣體可選自氦氣、氫氣、氨氣等中的一種；所述密度比空氣大的氣體可采用二氧化碳等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種平流層飛艇，設(shè)有飛艇艇體、尾翼、尾推、主氣囊，其特征在于還設(shè)有前副氣囊、后副氣囊、附加氣囊、艇載計(jì)算機(jī)；所述主氣囊內(nèi)裝有密度比空氣小的浮升氣體氦氣或氫氣或氨氣，前副氣囊、后副氣囊、附加氣囊、艇載計(jì)算機(jī)設(shè)于飛艇艇體內(nèi)，前副氣囊設(shè)于飛艇艇體內(nèi)前部，后副氣囊設(shè)于飛艇艇體內(nèi)后部，附加氣囊設(shè)于前副氣囊與后副氣囊之間，前副氣囊和后副氣囊均裝有空氣，附加氣囊內(nèi)裝有二氧化碳，主氣囊上設(shè)有主排氣閥門，前副氣囊上設(shè)有前排氣閥門，后副氣囊上設(shè)有后吸氣閥門，附加氣囊上設(shè)有附加吸氣閥門和附加排氣閥門；主排氣閥門、前排氣閥門、后吸氣閥門、附加吸氣閥門和附加排氣閥門均與艇載計(jì)算機(jī)連接并受艇載計(jì)算機(jī)控制。
【專利摘要】一種平流層飛艇，涉及飛艇。設(shè)有飛艇艇體、尾翼、尾推、主氣囊、前副氣囊、后副氣囊、附加氣囊、艇載計(jì)算機(jī)；所述主氣囊內(nèi)裝有密度比空氣小的浮升氣體，前副氣囊、后副氣囊、附加氣囊、艇載計(jì)算機(jī)設(shè)于飛艇艇體內(nèi)，前副氣囊設(shè)于飛艇艇體內(nèi)前部，后副氣囊設(shè)于飛艇艇體內(nèi)后部，附加氣囊設(shè)于前副氣囊與后副氣囊之間，前副氣囊和后副氣囊均裝有空氣，附加氣囊內(nèi)裝有密度比空氣大的氣體，主氣囊上設(shè)有主排氣閥門，前副氣囊上設(shè)有前排氣閥門，后副氣囊上設(shè)有后吸氣閥門，附加氣囊上設(shè)有附加吸氣閥門和附加排氣閥門；主排氣閥門、前排氣閥門、后吸氣閥門、附加吸氣閥門和附加排氣閥門均與艇載計(jì)算機(jī)連接并受艇載計(jì)算機(jī)控制。
【IPC分類】B64B1/60, B64B1/62
【公開(kāi)號(hào)】CN204660015
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520363148
【發(fā)明人】金輝宇, 洪陸合, 林獻(xiàn)武, 蘭維瑤
【申請(qǐng)人】廈門大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月31日