一种浮空器囊体快速撕裂装置的制作方法

本实用新型涉及浮空器技术领域，尤其涉及一种浮空器囊体快速撕裂装置。

背景技术：

目前随着材料技术、信息技术和特种加工技术的快速发展，以浮升气体作为主要升力来源的浮空器（包括飞艇、高空气球、系留气球等）日益成为航空航天领域内的一个重要运载工具和搭载平台。其中，浮空器囊体作为填充浮升气体和载荷设备安装的关键平台，为保证其在运行期间的全系统安全，须在囊体上设置快速撕裂装置，在浮空器进入应急状态时，可以实现浮空器的快速着陆和载荷的回收，避免出现重大人员及装备损失的安全事故。

当前，为实现浮空器安全、快速着陆与回收，采用的囊体撕裂装置主要有以下两种：

（一）在囊体上设置爆破装置或电阻丝热熔装置

这是当前浮空器上应用最普遍的囊体撕裂装置，这两种装置结构类似，其中爆破索装置是由一根导爆索和与之相连的电缆组成。爆破索采用胶粘的方式贴附在囊体上，当电缆接收电信号后，激发导爆索，使得与之接触的浮空器囊体在爆炸冲击作用下被撕开，形成气体释放通道。电阻丝热熔装置是由一根电阻丝和与之相连的电缆组成。电阻丝采用弹簧拉紧贴附在囊体上，当电缆接通电流后，电阻丝导通后发热，使得囊体被高温灼烧成线性的撕裂带。

优点：结构简单，在囊体压力较高的条件下时，具有气体释放快的优点。

缺点：导爆索装置爆炸冲击瞬间会导致飞艇囊体出现不可控的撕裂破坏，甚至导致囊体完全被撕开，另一方面，电阻丝熔融装置在囊体上的安装要求非常高，一旦出现与囊体贴合不紧密的情况，所产生的温度就难以破坏囊体，无法实现快速放气目的。

（二）在囊体上安装大口径或数量较多的排气阀

采用金属阀门的结构，放气阀通过电动执行机构开启阀盖，实现释放氦气的目的。

优点：放气过程稳定，在阀门工作正常的条件下，放气过程可控，可以实现浮空器可控回收。

缺点：采用金属结构材料制作的放气阀门，受加工工艺性限制，一般重量相对较大，开口尺寸不超过直径1m，浮升气体排气量小；在平流层低温低气压条件下，难以保障阀门的工作可靠性；为此在结构和电气上设计了多冗余度阀门或备份多个阀门，使得阀门的复杂性和结构重量大幅增加，一定程度上降低了浮空器的载荷能力和回收控制系统工作的可靠性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、可靠性高、反应敏捷的浮空器机械撕裂装置，用于在应急状态下浮空器的快速着陆和载荷的回收，避免出现安全事故。

本实用新型的技术方案是：一种浮空器囊体快速撕裂装置包括活动安装于浮空器囊体底部的载荷、设于浮空器囊体外侧面的撕裂组件、连接于所述撕裂组件和载荷之间的撕裂绳及给所述撕裂组件在浮空器囊体外侧面提供划动空间的滑道，所述滑道为两端贯通的中空结构，所述滑道自所述撕裂组件竖向延伸，所述撕裂绳穿过所述滑道。

上述方案中，撕裂组件在载荷自重的作用力下，沿滑道在浮空器囊体外侧面滑动，并由此划开浮空器囊体外侧面，形成线性撕裂带，有效将浮空器囊体内的氦气或空气释放到大气中，实现浮空器囊体快速着陆和回收。

另外，上述方案中所述滑道自所述撕裂组件延伸的方向可为竖向、横向也可为倾斜，只要形成有滑道，撕裂组件均能在载荷的自重下划开浮空器囊体。

上述的划动空间的划动是指撕裂组件在滑道内滑动的同时将浮空器囊体划开。

优选的，所述撕裂组件包括底板、保险杆组件、引导杆和至少两个刀片，所述底板与浮空器囊体外侧面固定，所述保险杆组件用于将所述引导杆的一端活动安装于所述底板上，所述刀片呈圆周安装于所述引导杆的轴向面上，所述撕裂绳连接于所述引导杆上。

优选的，所述保险杆组件包括自所述底板垂向设置的立杆、安装于所述立杆顶端的横杆，所述引导杆安装于所述横杆上，所述横杆为可断裂结构。

优选的，所述刀片的外形呈宽度尺寸逐渐增大的镰刀状刀口。

优选的，至少两个的所述刀片的顶部截面的包络直径大于滑道的直径尺寸。

优选的，所述撕裂组件还包括保护外盖，所述保护外盖盖合于所述底板上，其内部收容所述保险杆组件、引导杆和刀片，引导杆上的撕裂绳自所述保护外盖临近载荷的侧面贯穿，且该贯穿侧面上设有与引导杆外形匹配的开口，所述开口与滑道的贯通口对应。

优选的，所述保护外盖内部还填充有用于将引导杆压紧在底板上的泡沫。

优选的，所述滑道由盖片形成，所述盖片呈长条形，长度方向的两侧边与浮空器囊体外侧面固定，所述滑道临近撕裂组件的贯通口为喇叭口。

优选的，所述浮空器囊体快速撕裂装置设置在浮空器囊体的氦气囊上。

优选的，所述浮空器囊体快速撕裂装置设置在浮空器囊体的空气囊上。

与相关技术相比，本实用新型的有益效果为：根据载荷自重实现囊体的快速撕裂，结构简单轻便、反应敏捷、可靠性高。在浮空器进入应急状态时，可以实现浮空器的快速着陆和载荷的回收，避免出现重大人员及装备损失的安全事故。在浮空器领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型提供的浮空器囊体快速撕裂装置安装在氦气囊上的结构示意图；

图2为图1中氦气囊与盖片的结构示意图；

图3为图1中的撕裂组件的结构示意图；

图4为图1中的导片和引导杆的结构示意图；

图5为本实用新型提供的浮空器囊体快速撕裂装置安装在空气囊上的结构示意图。

附图中，1-盖片；11-滑道；2-撕裂组件；3-载荷；4-撕裂绳；5-浮空器囊体；21-底板；22-保护外盖；221-开口；23-刀片；24-引导杆；25-螺钉；26-保险杆组件；261-立杆；262-横杆；27-y型结构；28-安装杆；29-安装孔。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

本实用新型提供的一种浮空器囊体快速撕裂装置用于撕裂浮空器囊体，以实现浮空器安全、快速着陆与回收。所述浮空器囊体包括氦气囊和空气囊，在本实施例中，所述快速撕裂装置设置在氦气囊上（如图1~4所示），用于释放氦气囊内的氦气，在另一种实施例中，所述快速撕裂装置设置在空气囊上（如图5所示），用于释放空气囊中的空气，两个实施例的撕裂装置结构及原理均相同。

如图1~4所示，本实施例提供的一种浮空器囊体快速撕裂装置包括盖片1、撕裂组件2、载荷3和撕裂绳4。

所述盖片1为长条形状、一端为扇形的裁片，选取与浮空器囊体5相同的材料。安装时，长度方向的两侧边与浮空器囊体5外侧面焊接固定后，盖片1拱起与浮空器囊体5的外侧面形成了两端贯通的中空的滑道。盖片1的扇形则形成了喇叭口。盖片1固定在浮空器囊体5外侧面竖向延伸，其位置以向安装在浮空器囊体5底部的载荷5延伸设置为最佳。所述载荷3带有释放装置并安装于浮空器囊体5的底部。

所述撕裂组件2设置在所述喇叭口处，所述撕裂绳4一端连接所述撕裂组件2，另一端贯穿所述盖片1与所述载荷5连接。

所述撕裂组件2包括底板21、保护外壳22、刀片23、引导杆24、螺钉25、和保险杆组件26。

所述底板21与浮空器囊体5的外侧面固定。所述保险杆组件26用于将所述引导杆24的一端活动安装于所述底板21上。所述保险杆组件26包括立杆261和横杆262，所述立杆261的数量为两个，间隔安装于所述底板21上，所述横杆262的数量为一个，连接于两个立杆261的顶部之间。

所述引导杆24一端为球形，另一端在轴向面上沿圆周设有三个呈120°夹角均布的y型结构27，所述引导杆24在三个y型结构27的中心延伸设有安装杆28，所述安装杆28向远离球形的方向延伸。所述安装杆28上设有一安装孔29，所述横杆262贯穿所述安装孔29后与两个立杆261连接。

所述横杆262为pvc、pc或ptfe等聚合物材料制成，直径为φ5mm，其抗弯强度为95mpa，可在载荷3释放的重力下断裂。

所述引导杆24的y型结构上设有用于安装刀片3的多个螺孔，刀片3在本实施例中的数量为三个，两个朝向浮空器囊体，另一个朝向盖片。三个所述刀片3分别与每一个y型结构通过多个m3的螺钉25固定。如果刀片的数量为两个，则一个朝向浮空器囊体，另一个朝向盖片。如果刀片数量超过三个，则放置位置可随意。

所述刀片3的外形呈宽度尺寸逐渐增大的镰刀状刀口。三个所述刀片23的顶部截面的包络直径大于盖片1与浮空器囊体5形成的滑道的直径尺寸。

所述引导杆24为球形的一端为底部，其可以减少引导杆24在滑道内的运动阻力，且球形尺寸小于盖片1与浮空器囊体5形成的滑道的直径尺寸，可以保证在滑道内运动，此外，球形底部开孔用于与撕裂绳4连接。

所述保护外盖22盖合于所述底板21上，其内部收容所述保险杆组件26、引导杆24和刀片23，引导杆24上的撕裂绳4自所述保护外盖22临近载荷3的侧面贯穿，且该贯穿侧面上设有与引导杆24外形匹配的开口221，所述开口221与滑道的喇叭口对应。该开口221用于引导杆24动作后顺利脱出撕裂组件。所述保护外盖22内部还填充有用于将引导杆24压紧在底板21上的泡沫，防止浮空器囊体5被安装在引导杆24上的刀片23划伤，此外，所述保护外盖通过在开口221的位置与滑道的喇叭口用绳索捆绑连接，作为导片的引导通道。

所述撕裂绳4为高强度尼龙、涤纶或芳纶绳。所述撕裂绳4的直径为φ3mm，其拉伸强度为1670mpa。

使用时，当载荷3上的释放装置收到指令后，载荷3与囊体5分离，载荷3自由下落。

连接在载荷3上的撕裂绳4随时载荷3一起运动，撕裂绳4拉拽引导杆24，使连接在引导杆24上的横杆262断裂，引导杆24释放后自保护外壳22的开口221、滑道的喇叭口进入到滑道中。

在撕裂绳4持续向下的拉力作用下，引导杆24在通道内运动的同时，带动刀片23同时将构成滑道的浮空器囊体5和盖片1划开，形成一个线性的撕裂带，撕裂位置截止于盖片1下端部。

浮空器囊体5内的氦气从裂口处快速释放至大气中，浮空器的浮力降低，在重力作用下浮空器缓慢降落，进行有效的回收。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。