囊体半成品、囊体及浮空器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及航空设备领域，尤其涉及囊体半成品、囊体及浮空器。
【背景技术】
[0002]由于技术和认识上的原因，临近空间的战略价值直到最近几年才引起世界各国的重视也因其显著特点和潜在的军民两用价值而成为各国研究的热点。很多国家目前正纷纷投入大量的经费，积极开展临近空间飞行器的技术与应用研究。目前的临近空间飞行器主要为浮空器，该浮空器包括一个用于提供浮力的囊体及囊体下方悬挂的吊舱。囊体一般由多层的复合材料制成，多层材料中包括载荷承力层、气密层、防护层以及用于粘接上述三层结构黏结层，囊体的强度主要由载荷承力层来提供。然而，现有技术的载荷承力层多采用单一的纤维结构，使得浮空器在平流层的比较极端的自然环境下，无法长期保持较大的强度，从而减少了浮空器的寿命。
【实用新型内容】
[0003]为了克服上述缺陷，本实用新型旨在提供一种强度高的囊体半成品和囊体，以及采用该囊体的浮空器。
[0004]根据本实用新型的一方面，提供了一种囊体半成品，为多层结构，该囊体半成品包括:层叠设置的涤纶纤维层、芳纶纤维层和PBO纤维层，以及相邻纤维层之间的胶膜。
[0005]在一实例中，该涤纶纤维层、芳纶纤维层及PBO纤维层依次层叠设置，该胶膜包括涤纶纤维层与芳纶纤维层之间的第一胶膜及芳纶纤维层与PBO纤维层之间的第二胶膜，该涤纶纤维层、芳纶纤维层及PBO纤维层通过第一胶膜和第二胶膜相互黏结。
[0006]在一实例中，该第一胶膜和第二胶膜为抗氧化的热塑性聚氨酯。
[0007]根据本实用新型的一方面，提供了一种应用于浮空器的囊体，包括相互黏结的载荷承力层、气密层及防护层，该载荷承力层由如上所述的囊体半成品制成。
[0008]在一实例中，该载荷承力层、气密层及防护层通过黏结层相互黏结，该黏结层为聚酯类、聚醚类或聚氨酯类黏结剂。
[0009]在一实例中，该气密层隔气涂层或一层隔气薄膜。
[0010]在一实例中，该隔气薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯或乙烯-乙烯醇共聚物。
[0011]在一实例中，该防护层为聚氟乙烯膜或含氧化锌的热塑性聚氨酯。
[0012]根据本实用新型的一方面，提供了一种浮空器，包括:如上所述的囊体；连接于囊体顶端的拉网，该拉网向该囊体的底端延伸；底部挂装结构，连接于拉网的一端；吊舱，连接于该底部挂装结构的下方；及太阳能电池板，连接于该吊舱。
[0013]在一实例中，该浮空器还包括设置于底部挂装结构与该吊舱之间的桁架，以及设置于桁架相对两端的螺旋桨。
[0014]本实用新型实施例的浮空器的囊体的载荷承力层采用多层纤维的结构，则可使载荷承力层具有较高的强度；而PBO具有超高的比强度和比模量，从而使得载荷承力层具有更高的强度，进而增加了浮空器的使用寿命。
【附图说明】
[0015]在结合以下附图阅读本实用新型公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。
[0016]图1是本实用新型的一方面的囊体半成品的剖面示意图。
[0017]图2是本实用新型的另一方面采用如图1所述的半成品的囊体的结构示意图。
[0018]图3是图2中的囊体的剖面示意图。
[0019]图4是采用了如图2所示的囊体的浮空器的立体示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。
[0021]请参阅图1，为本实用新型第一实施例的囊体半成品100的多层结构示意图。该囊体半成品100用作浮空器的囊体的载荷承力层，该浮空器可以是对流层浮空器或平流层浮空器，当囊体半成品100应用于平流层浮空器时则更有优势。
[0022]囊体半成品100是由预浸料制成的，包括依次叠层设置的涤纶纤维层101、芳纶纤维层102、PB0 (Poly-p-phenylene benzobisoxazole，聚对苯撑苯并二卩惡卩坐)纤维层103、粘接于涤纶纤维层101与芳纶纤维层102之间的第一胶膜104、以及粘接于芳纶纤维层102与PBO纤维层103之间的第二胶膜105。该第一胶膜104和第二胶膜105的材料可以为抗氧化的热塑性聚氨酯，即热塑性聚氨酯内混合了抗氧化剂如氧化锌、二氧化钛等。
[0023]囊体半成品100的制作工艺如下:
[0024](I)制备胶体:将热塑性聚氨酯和抗氧化剂填料加入真空搅拌器中搅拌均匀，搅拌时温度控制在35-45°C范围内；然后将上述步骤(I)中的混合物放入热熔胶机中进行热熔，温度控制在70-90 0C之间，制备成胶体。
[0025](2)预压成型:将涤纶纤维层101、芳纶纤维层102、PBO纤维层103及步骤⑴中制备的胶体放入预压成型设备中预压成型，形成该囊体半成品100，其中涤纶纤维层101、芳纶纤维层102及PBO纤维层103层叠设置，且三个纤维层的两侧均设置胶体，预压成型温度控制在80-100°C之间，从而使胶体充分浸渍涤纶纤维层101、芳纶纤维层102及PBO纤维层103，涤纶纤维层101与芳纶纤维层102之间的胶体构成该第一胶膜104，芳纶纤维层102与PBO纤维层103之间的胶体构成该第二胶膜105。
[0026]需要说明的是，上述囊体半成品100的制作工艺仅是为了更好地描述本实用新型实例中的囊体半成品100的结构组成，并不是本实用新型的保护范围所在。另外，本实施例中，涤纶纤维层101、芳纶纤维层102及PBO纤维层103是按照所述顺序进行层叠设置的，而在实际应用中，层叠顺序可以根据情况作相应调整，并不以本实施例为限。在其它可选的实施方式中，纤维层的数量也可以选自涤纶纤维层