一种紧凑型抗风系留气球系统的制作方法

本发明涉及浮空器的系留系统设计领域，具体涉及一种紧凑型抗风系留气球系统。

背景技术：

在市场上出现的系留气球种类较多，其中具备抗7级风能力的系留气球系统，球体体积均不小于100立方米，为满足持续作战要求，需配备随行地面设备，包括缆绳收放、电能供给、氦气保障等,随行保障阵容庞大，快速部署能力较差。单次使用成本不低于2万元，主要包括球体内的氦气排入大气氦气回收成本更高，不作考虑，设备转场运输成本等。

技术实现要素：

本发明针对100立方米以下系留气球，提出一种能抗7级风，可在1500米海拔使用，集打包运输、供电、充气架设、升空回收和地面锚泊等设备于一体，具备快速反应、续航能力超过一周的紧凑型抗风系留气球系统。

一种紧凑型抗风系留气球系统，该系统包括运输车和其上的锚泊子系统，该锚泊子系统以锚泊平台为基础分上、中、下层，上层放置气球囊体，中层放置缆绳收放装置及配套设备，下层放置若干氦气瓶和充装管路，缆绳收放装置通过缆绳与气球囊体连接。

所述配套设备包括工具箱、储物箱、第一发电机组、第二发电机组、配电控制柜、尾翼和任务设备。

所述氦气瓶对称排列，期间布置有充装管路，该充装管路具有充气口和放气口，充气口与气源连接向氦气瓶充气，放气口与气球囊体连接向气球囊体充气。

处于运输状态时，气球囊体打包后储存于锚泊平台；到达预定场地后，对气球囊体进行充气，充气完成后，在气球囊体上安装尾翼和任务设备；启动缆绳收放装置将任务设备升至工作高度执行任务。

所述气球囊体采用浮升一体化气动布局，配合鸭翼尾翼布局，将风阻转换为升力。

所述缆绳收放装置采用变频电机驱动卷筒对缆绳进行无极收放操作，可随系留缆绳进行360°旋转。

所述任务设备可以是小型摄像头、通讯中继、小型雷达中的一种或几种。

锚泊平台作为地面设备的安装基础，通过合理设计布局，内部嵌入氦气保障设备氦气瓶、充装管路、缆绳收放装置、配电控制柜、发电机组等多种设备，实现单辆运输车辆便可满足机动运输及持续作战要求。在野外无市电的情况下，供配电设备采用两台汽油发电机组交替工作，给全系统供电，极大降低了地域要求；配电控制柜内部集成变频器及控制按钮、不间断电源ups；将发电机组的输出电能分配后，一路接入ups输入端，采用浮充电工作方式进行充电，ups输出端通过系留缆绳将电持续能供给到球上任务设备。

压调设备通过调节副气囊的空气量保持气动外形，不但能延长球体的留空时间，也拓宽了适用的海拔高度，最大适用海拔1500米。

该系留气球系统部署简单，可适应多地形环境，能为战场、边防、海洋及事件突发区域等提供崭新、高效和智能的通信和探测支援，在军民领域均有很大的应用前景。

该系留气球系统继承了系留气球成本低、隐蔽性好的优点，提出的抗风指标已能超越系留无人机，在低空领域具备强力的竞争力。

微小型系留气球系统采用高度集成化设计，将该系统装设在运输车上，单辆车便构成一个执勤及保障单元，实现全天候、全地形覆盖，抗七级突风的能力在新疆等地能得到充分彰显，单次使用成本不高于1万元，可实现大规模列装，必将为军、民用小型非常规系留气球研制积累大量研制经验，为小型系留气球提供技术支持，为后续系留气球尤其是低空定点系留气球项目研制打下良好的技术基础，对推动科技进步具有重大意义和作用。

附图说明

图1为本发明系留气球系统在工作状态的示意图；

图2和图3为本发明系留气球系统在打包状态的示意图；

图4为本发明系留气球系统在运输状态的示意图；

图5为氦气瓶在锚泊平台的布局图。

具体实施方式

该系统包括运输车13和其上的锚泊子系统。该锚泊子系统分上、中、下层，气球囊体12折叠放置在上层。在中层区域，布置缆绳收放装置7、第一发电机组4、第二发电机组8、配电控制柜9、缆绳10、储物箱3、工具箱2等。下层分布有若干氦气瓶5和充装管路6。

在缆绳收放装置7、第一发电机组4、第二发电机组8、储物箱3的上方开翻折式口盖，缆绳收放装置7的口盖在系统工作状态打开，其余时间闭合，闭合前将缆绳收放装置7的出绳口旋转至口盖缺口处；储物箱3的口盖在存取储物箱的物品时打开，其余时间闭合；发电机的口盖在给发电机加油时或者查看油箱油量时打开，其余时间闭合。

锚泊子系统以锚泊平台1为基础,搭载氦气瓶5及充装管路6，缆绳收放装置7、配电控制柜9、第一、第二发电机组4、8等设备，在第一发电机组4附近安装工具箱2，在第二发电机组8附近安装储物箱3。

系统处于运输状态时，气球囊体12打包后储存于锚泊平台，任务设备等暂存在锚泊平台1上，可由运输车13快速转运至目的地。到达预定场地后，打开快速充氦设备对气球囊体12进行充气；充气完成后，安装尾翼和任务设备11，启动缆绳收放装置7通过缆绳10将任务设备升至工作高度执行任务；通过运输车13可进行短距离转场或者移动执勤。

为保证锚泊子系统的紧凑型结构布局，在避开皮卡运输车轮罩区域后对锚泊平台可用空间进行分配，将4个氦气瓶5固定在锚泊平台底部，管路、阀门、压力表等6布局在氦气瓶的缝隙之间。

氦气瓶5采用车载高压氦气瓶，每个氦气瓶5单独设置瓶阀；充装管路6采用两路独立控制的充放气回路，一路对氦气瓶5进行充气，管路上设置压力表、总阀，保证每个氦气瓶5可以独立操作；另一路由氦气瓶5对气球囊体12充气，管路上设置总阀、压力表、安全阀。

技术特征：

技术总结
本发明涉及浮空器的系留系统设计领域，具体涉及一种紧凑型抗风系留气球系统。为满足持续作战要求，需配备随行地面设备，包括缆绳收放、电能供给、氦气保障等,随行保障阵容庞大，快速部署能力较差。本发明的紧凑型抗风系留气球系统，该系统包括运输车和其上的锚泊子系统，该锚泊子系统以锚泊平台为基础分上、中、下层，上层放置气球囊体，中层放置缆绳收放装置及配套设备，下层放置若干氦气瓶和充装管路，缆绳收放装置通过缆绳与气球囊体连接。可在1500米海拔使用，集打包运输、供电、充气架设、升空回收和地面锚泊等设备于一体，具备快速反应、续航能力超过一周。

技术研发人员：梁杰;王斌斌;黄启艳;刘艺;李旭;徐松顶;罗贤斌;余传东;李辉;王昆仑;贾丽丽
受保护的技术使用者：中国特种飞行器研究所
技术研发日：2018.09.30
技术公布日：2019.03.08