专利名称：一种系留气球可控尾翼的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种系留气球尾翼，具体地说，是涉及一种带可控舵面的系留气球尾翼。
背景技术：
系留气球是一种自身不带动力，依靠浮力升空，通过系留缆绳滞留在空中预定位置的浮空器。系留气球作为空中信息平台，要求保持稳定的姿态，以确保载荷设备(如探测雷达、成像设备等)在空中的工作姿态。
尾翼作为系留气球的重要组成部分，对维持系留气球空中自稳定状态起着决定性的作用。系留气球尾翼一般采用充气膜结构形式，利用其内外气体的压力差提供预应力，从而维持尾翼的流线性外形；通常系留气球包括有一片垂直尾翼和两片侧向尾翼，呈倒"Y"型布局安装在系留气球囊体上，采用这种尾翼布局的系留气球，突风情况对其俯仰姿态角影响最大，由于垂直尾翼主要用控制系留气球偏航角的变化，仅增加系留气球的横向抗风能力，而侧向尾翼则可以控制系留气球的滚转角、俯仰角变化，因此系留气球的自稳定性主要由侧向尾翼决定。
然而，目前系留气球侧向尾翼系一整体固定结构，完全依靠对气流的反作用而产生的俯仰力矩使系留气球达到自稳定状态，这种自稳定程度是有限的，在突风情况下，系留气球实际俯仰姿态角变化仍然较大，在一定程度上影响了载荷设备的正常工作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带可控舵面的系留气球尾翼，利用这种尾翼可使系留气球在突风状况下保持其平衡姿态的俯仰角变化量尽可能小，从而满足载荷设备对系留气球平台姿态的要求。
本实用新型的目的采用如下技术方案予以实现其包括安定面，安定面后段中部设有缺口，舵面安装在安定面的该缺口内，其上下转轴设置在安装桁架的上下支撑孔内，并与安定面具有相同翼型，保持过渡连续的流线性外形；安装桁架通过绳缚方式固定在安定面表面，并在安定面缺口内通过偏转运动执行机构与舵面连接。
所述安定面可选用充气膜结构。
所述舵面，可选用框架覆盖表面蒙皮的结构形式或充气膜的结构形式，舵面采用与安定面相同的翼型，使可控尾翼保持过渡连续的流线形外形；
所述舵面偏转运动执行机构可由电动推杆构成，或由舵机和连杆构成，或由电机和连杆构成。
本实用新型应在系留气球垂直尾翼的两个侧向各对称安装一片。
本实用新型的工作原理是当突风从系留气球的前下方吹来，系留气球受到恢复力矩的作用，这时通过执行机构使舵面向上偏转，在系留气球尾部产生抬头力矩，抵消部分或全部恢复力矩；当突风从系留气球的前上方吹来，系留气球受到抬头力矩的作用，通过执行机构使舵面向下偏转，在系留气球尾部产生低头力矩，抵消部分或全部抬头力矩。
利用本实用新型，在突风状况下，通过控制舵面的偏转在系留气球纵向平面内产生对系留气球的抬头或低头力矩，适当抵消突风产生的扰动力矩，保证系留气球的平衡迎角不变或者有效减小系留气球平衡迎角的变化量，从而达到可靠维持系留气球自稳定的目的。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
图2为图1所示本实用新型实施例在系留气球上的安装位置示意图。图3 (a)(b)(c)为本实用新型的工作原理示意图。
图中l-舵面；2-偏转运动执行机构；3-安定面；4-安装桁架；5_系留气
球囊体；6-垂直尾翼；7-可控尾翼
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
参照图l，本实施例包括安定面3，安定面3后段中部设有缺口，舵面l安装在安定面3的该缺口内，其上下转轴设置在安装桁架4的上下支撑孔内，并与安定面3具有相同翼型，保持过渡连续的流线性外形；安装桁架4通过帘布及锦丝绳捆缚方式固定在安定面3表面，并在安定面3缺口内通过偏转运动执行机构2与舵面1连接。舵面1可通过偏转运动执行机构2实现偏转。
所述安定面3采用充气膜结构。
所述安装桁架4采用碳纤维管组合支架的结构形式；所述偏转运动执行机构2采用公知的舵机连杆机构，其中舵机固定在位于安定面3缺口内的安装桁架4上，连杆一端通过螺钉固定在舵机转盘上，另一端与舵面1通过铰接方式连接(参见图3)。
所述舵面1采用木框架覆以表面热縮膜的结构形式。
参照图2，本实施例由舵面l、偏转运动执行机构2、安定面3、安装桁架4构成的两片可控尾翼7对称安装在系留气球囊体5纵平面的两侧，分别与垂直尾翼6构成120。夹角。参照图3，本实用新型的工作原理是当突风从系留气球的前下方吹来，系留气球受到恢复力矩的作用，这时通过偏转运动执行机构2使舵面1向上偏转，
在系留气球尾部产生抬头力矩，抵消部分或全部恢复力矩[参见图3 (a)];当突
风从系留气球的前上方吹来，系留气球受到抬头力矩的作用，通过偏转运动执
行机构2使舵面1向下偏转，在系留气球尾部产生低头力矩，抵消部分或全部抬头力矩[参见图3 (c)]。图3 (b)表示的是无突风时的状态。
权利要求1、一种系留气球可控尾翼，包括安定面，其特征在于，安定面后段中部设有缺口，舵面安装在安定面的该缺口内，其上下转轴设置在安装桁架的上下支撑孔内，并与安定面具有相同翼型，保持过渡连续的流线性外形；安装桁架通过绳缚方式固定在安定面表面，并在安定面缺口内通过偏转运动执行机构与舵面连接。
2、 根据权利要求l所述的系留气球可控尾翼，其特征在于，所述舵面采用 框架加表面覆盖蒙皮的结构形式。
3、 根据权利要求l所述的系留气球可控尾翼，其特征在于，所述舵面采用 充气膜的结构形式。
4、 根据权利要求1或2或3所述的系留气球可控尾翼，其特征在于，所述 偏转运动执行机构由电动推杆构成。
5、 根据权利要求1或2或3所述的系留气球可控尾翼，其特征在于，所述偏转运动执行机构由舵机和连杆构成。
6、 根据权利要求1或2或3所述的系留气球可控尾翼，其特征在于，所述偏转运动执行机构由电机和连杆构成。
专利摘要一种系留气球可控尾翼，其包括安定面，安定面后段中部设有缺口，舵面安装在安定面的该缺口内，其上下转轴设置在安装桁架的上下支撑孔内，并与安定面具有相同翼型，保持过渡连续的流线性外形；安装桁架通过绳缚方式固定在安定面表面，并在安定面缺口内通过偏转运动执行机构与舵面连接。采用本实用新型的系留气球，有利于维持系留气球自稳定性，在突风情况下，可明显降低系留气球俯仰角的变化量，满足载荷设备对系留气球平台的姿态要求。
文档编号B64B1/00GK201296381SQ200820159350
公开日2009年8月26日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者漆光东, 祥 胡, 董晓莉, 颀 郭 申请人:湖南航天近空间飞行器研发中心;中国航天科工集团○六八基地