一类具有三种气囊多种气体的平流层飞艇的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞艇，尤其是涉及工作在平流层下部(高度10?20km)的一类具有三种气囊多种气体的平流层飞艇。
【背景技术】
[0002]飞艇是一种临近空间低速飞行器，依靠内部浮升气体排开空气所产生的静升力实现升空并可在高空悬停巡航。
[0003]平流层飞艇在执行预警、侦查、通信等领域发挥着重要作用。与飞机相比，飞机在20km高空执行任务的成本较高，甚至一般的飞机无法在此区域执行任务，而平流层飞艇不仅可以长时间在此高度悬停巡航，而且能源来自源源不断的太阳能(高翔，杨青真，李翔，环夏.高空太阳能飞艇方案/动力系统及气动设计[J].计算机仿真.2013，30(3):45-49)；与人造地球卫星相比，平流层飞艇距离地面更近、观测精度更高，不受轨道限制机动性更好，还可以重复使用。目前，美、俄、德、英、日、韩、以色列和我国等均投入大量经费加紧平流层飞艇的研宄([2] Khoury G A, Gillett J D.Airship technology [Μ].UK: CambridgeUniversity Press, 1999 ; [3]基里林.阿列克桑德拉.尼卡拉伊维奇著；吴飞，王培美译.现代飞艇设计导论[M].北京:国防工业出版社，2009 ;[4]甘晓华，郭颖.飞艇技术概论[M].北京:国防工业出版社，2005)。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供可工作在平流层下部(高度10?20km)的一类具有三种气囊多种气体的平流层飞艇。
[0005]本发明设有飞艇艇体、尾翼、尾推、主气囊、前副气囊、后副气囊、附加气囊、艇载计算机；所述主气囊内装有密度比空气小的浮升气体，前副气囊、后副气囊、附加气囊、艇载计算机设于飞艇艇体内，前副气囊设于飞艇艇体内前部，后副气囊设于飞艇艇体内后部，附加气囊设于前副气囊与后副气囊之间，前副气囊和后副气囊均装有空气，附加气囊内装有密度比空气大的气体，主气囊上设有主排气阀门，前副气囊上设有前排气阀门，后副气囊上设有后吸气阀门，附加气囊上设有附加吸气阀门和附加排气阀门；主排气阀门、前排气阀门、后吸气阀门、附加吸气阀门和附加排气阀门均与艇载计算机连接并受艇载计算机控制。
[0006]所述密度比空气小的浮升气体可选自氦气、氢气、氨气等中的一种；所述密度比空气大的气体可采用二氧化碳等。
[0007]由于飞艇属于临近空间低速飞行器，气动升力很小，飞艇升空的主要升力来源是艇内浮升气体排开空气所产生的静升力，同时飞艇静升力的大小也决定了飞艇的载荷能力和能够达到的海拔高度。为快速上升，飞艇在地面常常需要携带比在工作高度更多的浮升气体。由于平流层飞艇体积巨大，多出来的浮升气体将产生巨大的升力，使得飞艇有上升的倾向，这给飞艇起飞前的地面固定造成了困难。以往的做法是用绳索固定，在起飞时再解锁，但这不利于飞艇起飞时的姿态控制。而本发明中，附加气囊中的气体密度大于空气，因而气体的重力大于它所受到的空气浮力。通过精确设计，可以使得多出来的这一部分重力正好等于多装的浮升气体所受到的净浮力，飞艇在地面时总浮力等于总重力，大大减小了将飞艇固定在地面的难度。飞艇在上升过程中受艇载计算机控制，各气囊根据实际控制需要开启阀门排放气体，实现起飞段的加速上升、中间段的匀速上升和接近工作高度后的减速和停止上升，保证飞艇气囊内气体压强和飞艇上升速度的协调控制，使得飞艇安全、平稳地上升到工作高度。
[0008]本发明可工作在平流层下部(高度10?20km)。
【附图说明】
[0009]图1为本发明实施例的结构组成示意图。
【具体实施方式】
[0010]参见图1，本发明实施例设有飞艇艇体1、尾翼2、尾推3、主气囊4、前副气囊5、后副气囊6、附加气囊7、艇载计算机8 ;所述主气囊4内装有密度比空气小的浮升气体，前副气囊5、后副气囊6、附加气囊7、艇载计算机8设于飞艇艇体I内，前副气囊5设于飞艇艇体I内前部，后副气囊6设于飞艇艇体I内后部，附加气囊7设于前副气囊5与后副气囊6之间，前副气囊5和后副气囊6均装有空气，附加气囊7内装有密度比空气大的气体，主气囊4上设有主排气阀门41，前副气囊5上设有前排气阀门51，后副气囊6上设有后吸气阀门61，附加气囊7上设有附加吸气阀门71和附加排气阀门72 ;主排气阀门41、前排气阀门51、后吸气阀门61、附加吸气阀门71和附加排气阀门72均与艇载计算机8连接并受艇载计算机8控制。
[0011]所述密度比空气小的浮升气体可选自氦气、氢气、氨气等中的一种；所述密度比空气大的气体可采用二氧化碳等。
【主权项】
1.一类具有三种气囊多种气体的平流层飞艇，设有飞艇艇体、尾翼、尾推、主气囊，其特征在于还设有前副气囊、后副气囊、附加气囊、艇载计算机；所述主气囊内装有密度比空气小的浮升气体，前副气囊、后副气囊、附加气囊、艇载计算机设于飞艇艇体内，前副气囊设于飞艇艇体内前部，后副气囊设于飞艇艇体内后部，附加气囊设于前副气囊与后副气囊之间，前副气囊和后副气囊均装有空气，附加气囊内装有密度比空气大的气体，主气囊上设有主排气阀门，前副气囊上设有前排气阀门，后副气囊上设有后吸气阀门，附加气囊上设有附加吸气阀门和附加排气阀门；主排气阀门、前排气阀门、后吸气阀门、附加吸气阀门和附加排气阀门均与艇载计算机连接并受艇载计算机控制。2.如权利要求1所述一类具有三种气囊多种气体的平流层飞艇，其特征在于所述密度比空气小的浮升气体选自氦气、氢气、氨气中的一种。3.如权利要求1所述一类具有三种气囊多种气体的平流层飞艇，其特征在于所述密度比空气大的气体采用二氧化碳。
【专利摘要】一类具有三种气囊多种气体的平流层飞艇，涉及飞艇。设有飞艇艇体、尾翼、尾推、主气囊、前副气囊、后副气囊、附加气囊、艇载计算机；所述主气囊内装有密度比空气小的浮升气体，前副气囊、后副气囊、附加气囊、艇载计算机设于飞艇艇体内，前副气囊设于飞艇艇体内前部，后副气囊设于飞艇艇体内后部，附加气囊设于前副气囊与后副气囊之间，前副气囊和后副气囊均装有空气，附加气囊内装有密度比空气大的气体，主气囊上设有主排气阀门，前副气囊上设有前排气阀门，后副气囊上设有后吸气阀门，附加气囊上设有附加吸气阀门和附加排气阀门；主排气阀门、前排气阀门、后吸气阀门、附加吸气阀门和附加排气阀门均与艇载计算机连接并受艇载计算机控制。
【IPC分类】B64B1/62, B64B1/60
【公开号】CN104908920
【申请号】CN201510299900
【发明人】金辉宇, 洪陆合, 林献武, 兰维瑶
【申请人】厦门大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月31日