浮空器头锥及飞艇的制作方法

本实用新型涉及飞行器技术领域，更具体地涉及一种浮空器头锥及飞艇。

背景技术：

浮空器，包括系留飞艇、自控飞艇、平流层飞艇等，出于制作工艺或者是系留等原因，在制作时，通常将浮空器分成浮空器主体部分、浮空器头锥等几大部分结构，进行分别制作后拼合组装。

如图1所示，为现有技术中的浮空器头锥，包括安装环110、顶部连接体120和多个支撑筋130，所述安装环110和顶部连接体120间隔一定距离的相对设置，所述支撑筋130的两端分别与所述安装环110和顶部连接部120相连接，在所述安装环110上设置有多个通孔200。在浮空器主体部分的头部设置有与所述安装环相配的安装槽，用于安装浮空器头锥。浮空器头锥与所述浮空器主体部分拼接时，首先将所述安装环卡110进所述安装槽，然后用棉线穿过所述通孔200将安装环绑敷到安装槽里，从而将整个浮空器头锥连接到浮空器主体部分上，形成浮空器的整体结构。

但是现有技术的这种浮空器头锥结构，仅仅通过安装环与安装槽连接，连接承力方式过于单一。浮空器头锥由于本身重力、外部风力或者系留索拉力等原因，很容易对浮空器主体部分，尤其是对浮空器头锥和浮空器主体的拼合连接处的蒙皮部分，造成应力集中和结构破损。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能够有效减小浮空器的头锥和主体部分拼接处应力集中的浮空器头锥结构。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有更高连接可靠性的浮空器头锥结构。

根据本实用新型提供一种浮空器头锥，包括安装环、柱体、多组连接筋和安装法兰，所述柱体位于所述安装环的轴线上，并与所述安装环间隔一定距离，所述多组连接筋环绕所述安装环的轴线分布，所述安装法兰设于所述柱体上，用于连接拉绳，其中，

各组所述连接筋的第一端分别连接于所述安装环上，第二端分别连接于所述柱体上。

优选地，所述柱体为阶梯状，所述安装法兰设于所述柱体的阶梯面上。

优选地，在所述安装环的外周上设有多个第一固定孔，所述第一固定孔沿着所述安装环的径向延伸。

优选地，各组所述连接筋分别包括第一连接筋和第二连接筋，所述第一连接筋的第一端和第二连接筋的第一端彼此连接，所述第一连接筋的第二端和第二连接筋的第二端沿着所述柱体的轴向方向间隔一定距离的固定于所述柱体的外周上。

优选地，所述安装环的直径大于所述柱体的直径。

优选地，所述安装环和所述柱体为中空管状结构。

优选地，所述浮空器头锥由碳纤维材料制成。

根据本实用新型的第二方面，提供一种飞艇，包括：

所述的浮空器头锥，飞艇本体，以及拉绳，其中，

所述浮空器头锥安装于所述飞艇本体的头部，所述拉绳的一端连接于所述浮空器头锥上，相对的另一端连接于所述飞艇本体上，从而将所述浮空器头锥固定于所述飞艇本体上。

优选地，还包括多个拉袢，所述多个拉袢固定于所述飞艇本体上，所述拉绳经所述拉袢连接于所述飞艇本体上。

优选地，所述安装法兰的外周上设有多个贯通孔，所述的连接于所述浮空器头锥的端部分别穿过贯通后绑缚于所述安装法兰。

本实用新型的浮空器头锥，由于大幅减小了飞艇本体头部的集中载荷，使得浮空器头锥和飞艇本体的设计制造要求降低，从而可以降低飞艇的制造成本，减小飞艇的整体质量，且主囊皮应力分布更为分散，变形更为均匀，对浮空器外形影响较小。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为现有技术中的浮空器头锥的结构示意图。

图2-3从不同视角示出了根据本实用新型实施例的浮空器的结构示意图。

图4示出了根据本实用新型实施例的浮空器头锥的结构示意图。

图5示出了根据本实用新型实施例的飞艇本体的结构示意图。

图6示出了根据本实用新型实施例的飞艇本体的A部放大图。

图7示出了根据本实用新型实施例的拉袢的结构示意图。

图中：浮空器头锥1、安装环11、第一固定孔111、柱体12、连接筋13、第一连接筋131、第二连接筋132、安装法兰14、飞艇本体2、头锥固定装置21、头锥安装槽211、第二固定孔212、拉绳3、拉袢4、底布41、连接环42、拉条43、安装环110、顶部连接体120、支撑筋130、通孔200。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

图2-3从不同视角示出了根据本实用新型实施例的浮空器的结构示意图。在该实施例中，所述浮空器为飞艇，具体可为系留飞艇、自控飞艇以及平流层飞艇中的任一种等。

如图2-3所示，该飞艇包括浮空器头锥1，飞艇本体2，以及拉绳3。其中，所述浮空器头锥1安装于所述飞艇本体2上，所述拉绳3的一端连接于所述浮空器头锥1上，相对的另一端连接于所述飞艇本体2上，从而将所述浮空器头锥1固定于所述飞艇本体2上。

进一步地，所述飞艇还包括多个拉袢4，所述多个拉袢4固定于所述飞艇本体2上，所述拉绳3经所述拉袢4连接于所述飞艇本体2上。

图4示出了根据本实用新型实施例的浮空器头锥1的结构示意图。如图4所示，该浮空器头锥1包括安装环11、柱体12和多组连接筋13。所述柱体12位于所述安装环11的轴线上，并与所述安装环11间隔一定距离，所述多组连接筋13环绕所述安装环11的轴线分布。其中，各组所述连接筋13的第一端分别连接于所述安装环11上，第二端分别连接于所述柱体12上。

该浮空器头锥1还包括安装法兰14，所述安装法兰14设于所述柱体12上，用于连接拉绳3。在该实施例中，所述柱体12为阶梯状，所述安装法兰14设于所述柱体12的阶梯面上。在所述安装法兰14的外周上设有多个贯通孔，所述贯通孔沿着垂直于所述安装法兰14的方向贯穿所述安装法兰14，所述贯通孔用于拉绳3在安装法兰14上的绑缚。各个所述第一固定孔111，用于浮空器头锥1固定于所述飞艇本体2时，棉线的穿过和绑缚。所述安装环11的直径大于所述柱体12的直径。

各组所述连接筋13分别包括第一连接筋131和第二连接筋132，所述第一连接筋131的第一端和第二连接筋132的第一端彼此连接并连接于所述安装环11，所述第一连接筋131的第二端和第二连接筋132的第二端沿着所述柱体12的轴向方向间隔一定距离的固定于所述柱体12的外周上，形成双层结构的支撑，使得头锥更加结实牢固，能够避免飞艇在锚泊时，浮空器头锥1在锚泊锁的拉力下变形。

进一步的，为了减轻飞艇的整体质量。所述安装环11和所述柱体12可设计为中空管状结构。所述浮空器头锥1也可选用碳纤维材料制成，在保证结构强度的同时，能够大大降低浮空器头锥1的整体质量，进而降低飞艇的整体质量。

图5示出了根据本实用新型实施例的飞艇本体2的结构示意图。图6示出了根据本实用新型实施例的飞艇本体2的A部放大图。如图5-6所示，所述飞艇本体2的头部设有头锥固定装置21，所述头锥固定装置21上具有头锥安装槽211，用于安装所述浮空器头锥1。所述头锥安装槽211为与所述安装环11结构形状尺寸相配的环形槽，使得所述浮空器头锥1能够容纳于该头锥安装槽211内。

进一步地，所述头锥固定装置21上设有多个第二固定孔212，多个第二固定孔212环绕所述安装槽211设置，用于绑缚所述浮空器头锥1。每个所述第二固定孔212分别同时贯穿所述头锥安装槽211的内壁和外壁。所述第二固定孔212与所述浮空器头锥1上的第一固定孔111的个数相同，各有16个，且分布位置相对应。如此，当所述浮空器头锥1的安装环11安装于所述安装槽内，使所述第二固定孔212和所述第一固定孔111能够在安装环11的径向方向上对准以相互连通，从而使得棉线穿过所述第二固定孔212和第一固定孔111，将浮空器头锥1绑缚于飞艇本体2上。

图7示出了根据本实用新型实施例的拉袢4的结构示意图。如图7所示，该拉袢4包括底布41、连接环42和多个拉条43。其中，所述多个拉条43对折并连接于所述连接环42上，各个所述拉条43的两端分别固定于所述底布41的第一侧面上，具体连接方式可为缝合连接或者粘接，所述拉袢4经所述底布41的第二侧面固定于所述飞艇本体2上。所述连接环42可用于固定所述拉绳3。

该浮空器头锥1的安装步骤如下：

1、将浮空器头锥1的安装环11卡合于头锥固定装置21的头锥安装槽211内，并使的所述浮空器头锥1上的第一固定孔111与头锥固定装置21上的第二固定孔212对准；

2、依序将棉线分别穿过多个相对应的所述第一固定孔111和第二固定孔212，并绑缚牢固；

3、将多根拉绳3的一端分别绑缚于安装法兰14的贯通孔的位置，另一端预紧后，绑缚于对应的拉袢4的拉环上。

绑缚完成后，多个拉绳3分别处于拉紧受力状态，从而将浮空器头锥1的重力传递到飞艇本体2的囊体上，从而实现对飞艇头部所受浮空器头锥1的载荷的分散。

可以理解的是，所述法兰14可与柱体12为一体结构，也可通过螺纹连接的方式连接于柱体12。安装环与头锥安装槽211也可以通过其他材料的绑缚结构，并不限于棉线，当然也可以采用其它的固定方式，如螺栓或螺纹的方式固定。

如此，当浮空器气动及系留载荷作用在头锥上时，头锥通过拉绳3将一部分载荷转移到更大范围内的主囊皮上，一方面分散了飞艇本体2头部处主囊皮上的载荷，降低了主囊皮所受应力，囊皮变形减小；另一方面减小了飞艇本体2头部所受集中载荷，飞艇头部结构所受应力大幅降低，变形明显减小。

采用本实用新型的浮空器头锥1，由于大幅减小了飞艇本体2头部的集中载荷，使得浮空器头锥1和飞艇本体2的设计制造要求降低，从而可以降低飞艇的制造成本，减小飞艇的整体质量，且主囊皮应力分布更为分散，变形更为均匀，对浮空器外形影响较小。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。