飞艇的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有柔性包膜（flexible envelope)的飞艇。
【背景技术】
[0002] 更具体而言，本发明涉及一种飞艇，包括一个没有刚性内部结构的柔性包膜，所述 坚硬内部结构在包膜上强加一个形状，所述包膜限定一个内部空间，所述内部空间用于至 少由比空气轻的第一气体部分填充，所述包膜沿着位于飞艇前面的机头和位于飞艇后部的 尾部之间的纵轴延伸，并且包括位于顶端的上部和位于底部的下部，所述下部与上部相对。
[0003] 当飞艇增加高度时，飞艇内所包含的比空气轻的气体膨胀，相反，当飞艇接近地面 时，所述气体收缩。
[0004] 带有柔性包膜的飞艇通常包括一个或多个充满空气的副气囊（ballonet)，所述副 气囊封装在飞艇的包膜内。这些副气囊是气密袋，通常由风扇加压，所述风扇将外部空气吸 入这些副气囊内。副气囊内的气压直接在充满由包膜界定的其余内部空间的轻气体上施加 压力。因此无论飞艇高度为多高，包膜的形状实质上保持不变。包膜的这个形状在垂直于 纵轴的平面内通常为圆形。
[0005] 包括副气囊的这些飞艇的缺点是必须非常显著地增加包膜的体积，例如，增加大 约30%，以便将副气囊容纳在包膜的内部空间之内。另外，必须控制副气囊内的压力，以便 保持包膜的外部形状。
[0006] 还存在具有外部形状不同的柔性包膜的飞艇。文献FR-A-O 663009描述了此类飞 艇的一个实例。它包括包膜内能伸缩的系绳，连接包膜的几个点。因为系绳连接分布在横切 飞艇纵轴的平面内的三个或四个点，所以飞艇接近地面时，形状为三瓣或者四瓣的形状，而 且在高度较高时，比空气轻的气体膨胀并且使内部弹性系绳伸直，飞艇或多或少为圆柱形。 这种具有柔性包膜的飞艇不包括内部副气囊，但是其包膜的形状随着高度而改变。
[0007] 这些飞艇的缺点是其形状仅取决于其高度，不受控制。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是改进具有柔性包膜的飞艇，尤其是提供飞艇的另一种解决方案， 使之能够随意更改包膜的形状。
[0009] 为此，飞艇的特征在于它额外包括：
[0010] -位于包膜内的一个壁，所述壁是柔性的、气密的，在机头和尾部之间纵向延伸，因 此将包膜的内部空间分为第一空间和第二空间，第一空间用于填充所述第一气体，第二空 间用于填充第二气体，所述第二空间位于垂直于纵轴的平面内的周长的第一点和第二点之 间的包膜的边缘上，以及
[0011] - 一个抽吸装置，适于为第二空间充气来达到大于第一空间的压力的控制压力，以 便通过使第一点和第二点更紧密的结合在一起而使包膜具有第二形状，所述抽吸装置还适 合为第二空间放气来达到大体等于第一空间的压力的控制压力，以便包膜具有不同于第二 形状的第一形状。
[0012] 通过这些设置，抽吸装置受到控制，从而改变可以随意充气和放气的第二空间内 的压力。充气或放气的这个行为改变内壁的形状，所述内壁通过使第一点和第二点更紧密 地结合在一起或者使其移动进一步分离而对飞艇的包膜起作用。
[0013] 因此改变飞艇外包膜的大体形状。
[0014] 在包膜的第二形状中，其相对于该包膜的第一形状减少了含有比空气轻的气体的 内部空间的体积。包膜的形状因此能够适应大气压力，它在所述大气压力下机动飞行。
[0015] 在包膜的第二形状中，飞艇没那么高，并且能够被更容易引入飞机库中。高度非常 高（超过15-20m)的飞机库是很罕见的。因此，更容易找到合适的飞机库。另外，这第二个 更为扁平的形状导致包膜阻力减小，因此所述飞艇的行驶速度更快。
[0016] 在本发明的飞艇的不同实施例中，可应用如下的一个或多个设置。
[0017] 在本发明的一个方面，第二空间被界定在一部分包膜和壁之间，在垂直于轴的平 面内，所述壁的曲线长度小于或等于包膜部分的曲线长度。
[0018] 在本发明的一方面，包膜的第一形状的横断面在横切纵轴的平面内为圆形，包膜 的第二形状的横断面在这个相同横向平面内至少包括两瓣。
[0019] 在本发明的一方面，壁的曲线长度在垂直于纵轴的平面内，在第二空间被放气时， 而且在与第一空间的压力相等的控制压力下，所述曲线长度等于所述包膜的第一点和第二 点之间的距离。
[0020] 在本发明的一方面，当第二空间被放气时，第一点和第二点与包膜的中心构成一 个角度，该角度介于60度和100度之间，最好在70度和90度之间。
[0021] 在本发明的一方面，飞艇包括第一壁和第二壁，两者皆位于包膜内，所述壁为柔性 的、气密的，在机头和尾部之间纵向延伸，因此将包膜的内部空间分为用于填充第一气体的 第一空间和用于填充第二气体的第二空间和第三空间，所述第一空间位于第二空间和第三 空间之间，当所述第二空间和第三空间被放气时，所述壁相对于包括纵轴的垂直平面彼此 对称分布。
[0022] 在本发明的一方面，飞艇额外包括至少一个充满空气的内部副气囊，适于为第一 空间加压，所述内部副气囊位于第一空间内，而且不与包膜相互作用。
[0023] 在本发明的一方面，抽吸装置与第一空间相连，并且与第二空间相连，以便从第一 空间抽取大量的第一气体，将其注入第二空间，以便为第二空间充气，或者相反，以便为第 二空间放气。
[0024] 在本发明的一方面，抽吸装置与飞艇的包膜内的壁相结合。
[0025] 在本发明的一方面，抽吸装置与包膜的外部相连，并与第二空间相连，以便从包膜 外部抽取大量的第二气体，将其注入第二空间，以便为第二空间充气，或者相反，以便为第 二空间放气。
【附图说明】
[0026] 通过阅读下面作为非限制性实例提供的几个实施例的描述，并参考附图，本发明 的其它特征和优点显而易见。
[0027] 在附图中：
[0028] -图1是本发明的飞艇的纵向侧视图，
[0029] -图2是图1的飞艇的横向横断面视图，其处于第一种操作状态，
[0030] -图3是图1的飞艇的横向侧视图，其处于第二种操作状态，
[0031] -图4的图表表不图1的飞艇根据角度的表面积的变化，所述角度是该飞艇的一个 结构参数，
[0032] -图5是图1的飞艇的纵向横断面视图，以及
[0033] -图6和图7是相当于图2和图3的横断面视图，它们示出了图1的飞艇的元件的 距离、曲线长度和角度的定义，
[0034] -图8和图9是相当于图2和图3的横断面视图，与图1的飞艇的另一个实施例相 对应。
【具体实施方式】
[0035] 在不同附图中，相同的参考号用于指代相同或相似的元件。
[0036] 在该说明书中提到的正向应理解为向在图中表示为方向X的方向前进的方向。因 此，反向则为相反的方向。同样，提到向上或者顶部应理解为在图中表示为方向Z。提及这 些方向仅用于帮助阅读和理解本发明。
[0037] 在图1中可以看到，飞艇1包括：
[0038] - 一个柔性包膜2,其没有刚性内部结构并且封闭比空气轻的第一气体，
[0039] -一个吊舱10,例如用于运载飞行员。
[0040] 包膜2相对于外部空间界定一个内部空间E。内部空间E包含比空气轻的第一气 体，以提供升力并且向上承载飞艇1。外部空间与大气环境相对应，飞艇在大气环境中行驶。 例如（比空气轻的）第一气体是已知的氢气或氦气。升力是施加在包膜上的向上的力，与 被称为浮力的力相对应，所述浮力适用于被容纳所述比空气轻的第一气体的飞艇的包膜2 的体积所取代的空气：
[0041] 浮力=P.g.V
[0042] 其中
[0043] P空气密度，
[0044] g重力加速度，以及
[0045] V所取代的空气的体积。
[0046] 该体积V是包膜2的体积，没有计算充满空气的副气囊的体积。换言之，这是由第 一气体所占有的体积。
[0047] 包膜2大体上沿着位于所述飞艇前面的机头2a与位于所述飞艇后面的尾部2b之 间的纵轴AX拉长。尾部2b包括翼片或尾翼组2e，以确保飞艇飞行时方向稳定性。柔性包 膜2包括在顶端（高于穿过纵轴AX的大体上水平的平面）的上部2c和底部（低于穿过轴 AX的水平平面）的下部2d。
[0048] 尾翼组2e包括深度和定向控制表面，其用于驾驶飞艇。吊舱10在机头2a与尾部 2b之间与包膜的下部2d相连。
[0049] 本发明涉及到可充气的副气囊，用于根据高度补偿压力变化。当飞艇高度上升时， 飞艇中容纳的（比空气轻的）第一气体膨胀，相反，当飞艇接近地面时，第一气体收缩。
[0050] 正如介绍部分所提到的，副气囊通常完全在内部空间内，所述内部空间是由飞艇 的包膜2界定的。风扇用飞艇外的空气为这些副气囊充气以补偿在地面时的气体收缩，并 且当飞艇增加高度并且比空气轻的气体膨胀时，逐渐为其放气。因此，装有副气囊的现有技 术的飞艇保持其包膜的大体外部形状不变。例如，包膜保持横断面为圆形。这些飞艇的副 气囊具有不与飞艇外部包膜相互作用的包膜或壁。尤其是，它们无法改变该飞艇外部包膜 的形状。
[0051] 在本发明中，飞艇包括至少一个特殊副气囊，其与飞艇的外部包膜2相互作用，即 结合图2和图3的横断面所阐释的副气囊。这个特殊副气囊至少是由一个位于包膜2内的 壁3构成的。该壁3是柔性的，并且相对于外部包膜2是气密的。如下文所述，它至少以两 点Pl和P2与其相连。
[0052] 这两幅图示出了本发明的一个实施例，其包括两个壁3，每个壁都在包膜2的内部 空间E内界定一个空间E2、E3。当然，飞艇可以只具有一个壁3或者围绕包膜2的边缘分 布的其它数量的壁3。
[0053] 在图2和图3所示的本发明的优选实施例中，飞艇包括两个相对于穿过轴AX的垂 直平面XZ垂直、对称设置的壁3。壁3在机头和尾部之间纵向延伸，将包膜2的内部空间E 分为填充所述第一气体的第一空间El和用于填充第二气体的第二空间E2、E3。在说明书 的其余部分中，可能仅涉及到空间E2