本发明涉及飞行器技术领域，尤其是一种飞艇囊体快速充气系统及方法。
背景技术：
传统飞艇充气时，主要采用钢瓶或者高压氦气车，将氦气导入到充气管路中，然后由充气管路进入囊体。由于飞艇囊体由柔性材料制作，不能直接将大量高压气体直接充入到囊体中，需配备相应的减压分流，将高压气体转变为压力相对较低、流速稳定的气流。
另外，现有的充气管路采用的是柔性材料制作，气体在充气管路流动时，如果管路发生折叠扭转，容易导致气体压力急剧增大带来的管路破裂；为降低气流的压强，需设计一套分流管路，外接于囊体外部，增加了充气成本。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种制造成本低、可实时检测囊体内部压力变化、安全可靠的飞艇囊体快速充气系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种飞艇囊体快速充气系统，包括支撑骨架、囊体、用于分流减压的扩散装置、压差传感器、充气接头和控制系统；所述囊体为椭球形，所述支撑骨架由中空支撑杆连接制成，且水平布置在所述囊体内，所述扩散装置安装在所述支撑骨架上，所述扩散装置的一端与所述支撑骨架的中空支撑杆内部相通，另一端与所述囊体内部相通，所述压差传感器设置在所述囊体内，所述充气接头安装在所述囊体短轴方向的两侧，所述充气接头的进气端位于所述囊体外侧壁上且通过充气管线与外部高压气源连接，所述充气接头的出气端与所述支撑骨架连接，且与所述支撑骨架内部相通，所述控制系统安装在所述支撑骨架中部，且与所述压差传感器和所述高压气源电连接，用于控制所述高压气源的启动与关闭。
本发明的有益效果是：在囊体内利用中空的支撑骨架和扩散装置对气体进行分流减压，实现了将高压气体转变为气压相对较低、流速稳定的气流，同时替代了外置的分流减压装置，降低了制造成本；压差传感器与控制系统连接，可以实时检测囊体内部压力变化，保护设备安全。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述支撑骨架包括位于同一平面且相互连通的主支撑骨架、第一支撑杆和第二支撑杆，所述主支撑骨架为矩形结构，且与所述囊体内壁连接；所述第一支撑杆沿所述囊体长轴方向布置，其两端均与所述囊体内壁连接；所述第二支撑杆沿所述囊体短轴方向布置，其两端均与所述囊体内壁连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：由呈矩形结构的主支撑骨架、第一支撑杆和第二支撑杆构成的支撑骨架，可以给囊体提供高强度的支撑。
进一步，所述充气接头为两个，且对称布置在所述第二支撑杆的两端。
采用上述进一步方案的有益效果是：充气接头与第二支撑杆集成在一起，减少了充气时的组装时间，操作简便，提高了充气效率。
进一步，多个所述扩散装置布置在所述第一支撑杆和所述主支撑骨架上，且多个所述扩散装置关于所述第二支撑杆对称布置。
进一步，所述扩散装置远离所述支撑骨架的一端开设有多个使气体流入囊体的通孔。
采用上述进一步方案的有益效果是：多个扩散装置的设置，气体由多个通孔进入到囊体内，可以实现将高压气体转变为压力低、流速稳定的气体，避免了由于气体进入囊体内部流速过大，对囊体材料产生破坏的问题。
本发明还提供一种飞艇囊体快速充气的方法，包括以下步骤：
步骤1，使用充气管线将高压气源与充气接头的进气端连接，将所述高压气源与控制系统连接；
步骤2，控制系统发出开始充气指令，启动高压气源，对囊体进行充气；
步骤3，当压差传感器检测到压差值达到压差阈值后，控制系统发出停止充气指令，关闭高压气源，并断开充气管线与充气接头进气端的连接。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述所述压差值为囊体内的气体压强与囊体外的大气压强的差值。
进一步，所述步骤2还包括：启动高压气源后，气体由高压气源排出后，通过与所述高压气源连接的充气接头进入到支撑骨架内，气体经扩散装置远离所述支撑骨架一端的多个通孔进入到囊体内。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过压差传感器对囊体内的气体压强与囊体外的大气压强的差值进行实时监测，在该差值达到阈值后，停止对囊体的充气；这样可以实时监测囊体内部的压力变化，可以有效的保护设备的安全。
附图说明
图1为本发明飞艇囊体快速充气系统的结构示意图；
图2为本发明扩散装置的示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、囊体；2、支撑骨架；21、主支撑骨架；22、第一支撑杆；23、第二支撑杆；3、扩散装置；31、通孔；4、充气接头；5、控制系统；6、高压气源；7、充气管线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1-图2所示，一种飞艇囊体快速充气系统，包括囊体1、支撑骨架2、用于分流减压的扩散装置3、压差传感器、充气接头4和控制系统5；囊体1为椭球形，支撑骨架2由中空支撑杆连接制成，且水平布置在囊体1内，扩散装置3安装在支撑骨架2上，扩散装置3的一端与支撑骨架2的中空支撑杆内部相通，另一端与囊体1内部连通，压差传感器设置在囊体1内，充气接头4安装在囊体1的短轴方向的两侧，控制系统5安装在支撑骨架2中部。该充气系统由外部高压气源6通过充气管线7进行充气操作，充气接头4的进气端通过充气管线7与高压气源6连接，充气接头4的出气端位于囊体1外侧壁上且与支撑骨架2连接，且与支撑骨架2内部相通，控制系统5与压差传感器和高压气源6电连接，用于控制高压气源6的启动与关闭。
在本实施例中，在囊体1内利用中空的支撑骨架2和扩散装置3对气体进行分流减压，实现了将高压气体转变为气压相对较低、流速稳定的气流，同时替代了外置的分流减压装置，降低了制造成本；压差传感器与控制系统5连接，可以实时检测囊体1内部压力变化，保护设备安全。
如图1所示，本实施例的支撑骨架2包括位于同一平面且相互连通的主支撑骨架21、第一支撑杆22和第二支撑杆23，主支撑骨架21为矩形结构，且与囊体1内壁连接，即，矩形结构的四个角与囊体1固定安装；第一支撑杆22沿囊体1长轴方向布置，其两端均与囊体1内壁连接；第二支撑杆23沿囊体1短轴方向布置，其两端均与囊体1内壁连接；同时，第一支撑杆22与第二支撑杆23相交于囊体1的浮心处。
如图1所示，本实施例的充气接头4为两个，且对称布置在第二支撑杆23的两端，本实施例的充气接头4与第二支撑杆23一体集成，减少了充气时的组装时间，操作简便，提高了充气效率。
如图1或2所示，本实施例的多个扩散装置3布置在第一支撑杆22和主支撑骨架21上，且多个扩散装置3关于第二支撑杆23对称布置。扩散装置3远离支撑骨架2的一端开设有多个使气体流入囊体1的通孔31。这样，通过设置多个扩散装置3，气体由多个通孔31进入到囊体1内，可以实现将高压气体转变为压力低、流速稳定的气体，避免了由于气体进入囊体1内部流速过大，对囊体材料产生破坏的问题。
在本实施例中，高压气源6通过电线与控制系统5连接，控制系统5内设置有主控板，主控板根据操作程序对高压气源的启动与关闭、压差传感器的压差信号分析进行控制。
实施例2
一种飞艇囊体快速充气的方法，包括以下步骤：
步骤1，使用充气管线7将高压气源6与充气接头4的进气端连接，将高压气源6与控制系统5连接；
步骤2，控制系统5发出开始充气指令，启动高压气源6，对囊体1进行充气；
步骤3，当压差传感器检测到压差值达到压差阈值后，控制系统5发出停止充气指令，关闭高压气源6，并断开充气管线7与充气接头4进气端的连接。
压差值为囊体1内的气体压强与囊体1外的大气压强的差值。
步骤2还包括：启动高压气源6后，气体由高压气源6排出后，通过与高压气源6连接的充气接头4进入到支撑骨架2内，气体经扩散装置3远离支撑骨架2一端的多个通孔31进入到囊体1内。
本实施例的压差传感器设置在囊体1内部，分别在囊体1内部和外部设置一个探头，对囊体1内部和外部的压强进行检测；通过压差传感器对囊体1内的气体压强与囊体1外的大气压强的差值进行实时监测，在该差值达到阈值后，停止对囊体1的充气；这样可以实时监测囊体1内部的压力变化，可以有效的保护设备的安全。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。