临近空间飞行器的制作方法

本实用新型涉及一种。

背景技术：

高空浮空器是临近空间飞行器的必要组成部分。高空浮空器，指的是工作在距地面20千米到50千米高度的大气层，通过浮空器的柔性囊体内充上的密度小于空气的浮力气体提供的上升浮力来承担负载的系统。高空浮空器又称为临近空间浮空器。临近空间(Nearspace)是指距地面20千米到100千米的空域，简称为“临空”。

我们把从地面到距离地面20千米的空域称为“空”，把距离地面100千米以上部分称为“天”。临空拥有大气平流层区域(指距地面18到55千米的空域)，大气中间层区域(指距地面55到85米的空域)和小部分增温层区域(指距地面85到800千米的空域)。临空纵跨非电离层(60千米以下部分)和电离层(60千米到1000千米)，距地面90千米以下为均质大气，90千米以上为非均质大气。高空浮空器运行环境的大气温度、气压条件很稳定，但由于昼夜阳照射情况不同，会导致高空浮空器的浮力气体昼夜存在温差，温差导致气体体积或者压强变化。浮力气体的体积变化会导致浮力变化，浮力变化将导致浮空器昼夜上下浮动。浮力气体的压强变化会导致对浮空器囊体强度的要求变高，从而对囊体的材料提出高要求，导致提高成本或者降低净负载能力。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决上述现有技术中存在的问题，从而提供临近空间飞行器。

本实用新型所述的临近空间飞行器包括高空浮空器和动力高空浮空器；

所述高空浮空器和所述动力高空浮空器阵列式排列，相邻两者之间采用连接杆固定连接；

动力高空浮空器包括高空浮空器及用于提供动力的动力系统；

高空浮空器为单囊双层结构，内层为囊体，两层之间设有用于隔热的空气，外层用于阻挡光源及承受高压。

优选的是，高空浮空器包括球形囊体、囊体支架和多根弹性拉绳；

所述球形囊体位于所述囊体支架内，弹性拉绳用于连接球形囊体的下方和囊体支架的下方，囊体支架外覆盖用于阻挡光源及承受高压的薄膜。

优选的是，所述薄膜将囊体支架密封，薄膜上设有与空气泵相通的小孔，空气泵用于调节薄膜内外的压强差。

优选的是，所述高空浮空器还包括气体压缩机和第一压力容器；

囊体的底部设有与气体压缩机相通的小孔，气体压缩机用于将囊体内的气体压缩入第一压力容器，还用于将第一压力容器内的气体输入囊体内。

优选的是，所述高空浮空器还包括挡风板；挡风板用于为囊体挡风。

优选的是，所述动力系统包括空气压缩机、第二压力容器和空气喷气机；

所述空气压缩机用于将大气压缩入所述第二压力容器，第二压力容器与所述空气喷气机相通，空气喷气机用于喷气，提供动力。

优选的是，所述空气喷气机有三个喷气口，分别为第一喷气口、第二喷气口和第三喷气口，三个喷气口均位于同一平面，第一喷气口与第二喷气口和第三喷气口均垂直。

优选的是，还包括生命保障系统；

生命保障系统包括空气压缩泵、加压增温密封舱和排气设备；

空气压缩泵用于将大气加压到设定的大气压后输入加压增温密封舱，排气设备用于将加压增温密封舱内的废气排出。

优选的是，所述临近空间飞行器的外壳采取鱼鳞式叠加覆盖的方式实现。

优选的是，临近空间飞行器的外壳为鱼型或水母型。

本实用新型所述的临近空间飞行器的高空浮空器为单囊双层结构，囊体内用于产生浮力的气体，远离太阳光及太阳光发热，严格保持和大气层的空气温度一致。用外层隔离太阳光，用两层间的空气隔离外层的热量，避免传导到囊体内的浮力气体。

附图说明

图1是具体实施方式一中的高空浮空器和动力高空浮空器排列的示意图；

图2是具体实施方式一中的高空浮空器的结构示意图；

图3是具体实施方式六中的喷气口的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的临近空间飞行器包括高空浮空器F和动力高空浮空器E；

所述高空浮空器F和所述动力高空浮空器E阵列式排列，相邻两者之间采用连接杆固定连接；

动力高空浮空器E包括高空浮空器及用于提供动力的动力系统，

高空浮空器为单囊双层结构，内层为囊体，两层之间设有用于隔热的空气，外层用于阻挡光源及承受高压。

通过外层隔离太阳光，用两层间的空气隔离外层的热量，避免传导到囊体内的浮力气体，避免温差导致气体体积或者压强变化从而避免高空浮空器昼夜上下浮动。

具体实施方式二：参照图2具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的临近空间飞行器作进一步说明，本实施方式中，高空浮空器包括球形囊体1、囊体支架2和多根弹性拉绳3；

所述球形囊体1位于所述囊体支架2内，弹性拉绳3用于连接球形囊体1的下方和囊体支架2的下方，囊体支架2外覆盖用于阻挡光源及承受高压的薄膜。

囊体支架2采用空心无面的正方体实现，采用4根弹性拉绳3将球形囊体1连接到正方体的四个角，囊体1的浮力作用于4根弹性拉绳。囊体支架包括12根碳纤维杆，其中8根除了自身重力外不需要受力，因此可采用细杆，只有底部的4根受到浮力的拉力，因此采用粗杆。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的临近空间飞行器作进一步说明，本实施方式中，所述薄膜将囊体支架2密封，薄膜上设有与空气泵相通的小孔，空气泵用于调节薄膜内外的压强差。

本实施方式所述的结构为一种容错机构，即使薄膜破裂导致光或热量传递到囊体内的浮力气体，高空浮空器仍能正常工作，通过空气泵使得薄膜内外的压强差为零。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式二所述的临近空间飞行器作进一步说明，本实施方式中，所述高空浮空器还包括气体压缩机和第一压力容器；

囊体1的底部设有与气体压缩机相通的小孔，气体压缩机用于将囊体1内的气体压缩入第一压力容器，还用于将第一压力容器内的气体输入囊体1内。

所述高空浮空器还包括挡风板；挡风板用于为囊体1挡风。

气体压缩机在将气体压缩入第一压力容器、将第一压力容器内的气体输入囊体1的过程中，产生的最大升力和囊体的浮力相等。升力调节中薄膜不能被密封，因此对囊体1的强度有要求，为了对囊体进行减压，因此通过挡风板来进行减压。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的临近空间飞行器作进一步说明，本实施方式中，所述动力系统包括空气压缩机、第二压力容器和空气喷气机；

所述空气压缩机用于将大气压缩入所述第二压力容器，第二压力容器与所述空气喷气机相通，空气喷气机用于喷气，提供动力。

动力系统作为临近空间飞行器的动力来源，本实施方式所述的动力系统的结构简单，充分利用大气，动力性能强。

具体实施方式六：参照图3具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式五所述的临近空间飞行器作进一步说明，本实施方式中，所述空气喷气机有三个喷气口，分别为第一喷气口P1、第二喷气口P2和第三喷气口P3，三个喷气口均位于同一平面，第一喷气口P1与第二喷气口P2和第三喷气口P3均垂直。

每个喷气口均配有一个控制阀M，空气喷气机在三个方向均可以喷气，用于临近空间飞行器在移动时的辅助调节及精细化调节。

具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式一所述的临近空间飞行器作进一步说明，本实施方式中，还包括生命保障系统；

生命保障系统包括空气压缩泵、加压增温密封舱和排气设备；

空气压缩泵用于将大气加压到设定的大气压后输入加压增温密封舱，排气设备用于将加压增温密封舱内的废气排出。

生命保障系统能够支持临近空间飞行器的载人飞行。

具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式一所述的临近空间飞行器作进一步说明，本实施方式中，所述临近空间飞行器的外壳采取鱼鳞式叠加覆盖的方式实现。所述临近空间飞行器的外壳为鱼型或水母型。

采取鱼鳞式叠加覆盖的外壳不仅能够保证挡光而且保证透气。外形为鱼型或水母型，将空气阻力系数和空气接触面积之积最小化，降低了高速巡航时的空气阻力。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。