CN108408019A - 变体平流层飞艇 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变体平流层飞艇，包括：上壳体、下壳体、折叠囊体、以及设置在所述上壳体和下壳体上的排线机构；其中，所述折叠囊体包括封闭囊体、设置在所述封闭囊体外部的导引孔以及依照设定顺序穿过所述导引孔的张线拉索，所述张线拉索用于保持所述封闭囊体的形状，所述张线拉索与所述排线机构连接，将所述封闭囊体与所述上壳体和下壳体固定，所述排线机构通过控制所述张线拉索的长度，使得所述折叠囊体可沿飞艇竖直方向折叠和展开。本发明的飞艇，使用整体式的封闭囊体，并通过使用排线机构对封闭囊体外侧的张线拉索进行控制，从而实现封闭囊体的折叠和展开。
Description
技术领域
本发明涉及飞艇技术领域，尤其涉及一种变体平流层飞艇。
背景技术
飞艇是一种依靠浮力克服自身重量升空的飞行器，有着留空时间长、效费比高等优点。传统主、副气囊结构的飞艇受副气囊体积限制，升空高度有限。增大副气囊体积可以提高飞艇升空高度，但随之压力调节系统对能源、重量的需求都会非常巨大；随着飞艇升空高度的增加，常规轴流风机压头低，囊体保持外形困难，必须用重量大、结构复杂的风机；低空时，巨大的副气囊体积导致平流层飞艇惯量巨大，低空返场飞行对能源、动力的需求高，操纵困难，同时着陆的危险性也高。
现有的变体式飞艇，采用分段式硬蒙皮，通过可折叠式隔框上的伸缩支杆和定长支杆协调动作之后使艇体剖面形状改变，从而达到艇容积(飞艇体积)的改变。由于硬蒙皮结构重量大，且气密性难以保证，从而难以达到安全使用的目的。
另外，现有的飞艇中常使用瓣型气囊，该气囊在变体过程中自然外形被强制改变，气囊受力不均匀，容易造成囊体应力集中，存在破坏风险，且变形效果不佳。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种变体平流层飞艇，使用整体式的封闭囊体，并通过使用排线机构对封闭囊体外侧的张线拉索进行控制，从而实现封闭囊体的折叠和展开。
为解决上述问题，本发明提供了一种变体平流层飞艇，其特征在于，包括：上壳体、下壳体、折叠囊体、以及设置在所述上壳体和下壳体上的排线机构；
其中，所述折叠囊体包括封闭囊体、设置在所述封闭囊体外部的导引孔以及依照设定顺序穿过所述导引孔的张线拉索，所述张线拉索用于保持所述封闭囊体的形状，所述张线拉索与所述排线机构连接，将所述封闭囊体与所述上壳体和下壳体固定，所述排线机构通过控制所述张线拉索的长度，使得所述折叠囊体可沿飞艇竖直方向折叠和展开。
其中，所述封闭囊体外部还设置有保形帘布，所述导引孔设置在所述保形帘布上。
其中，所述上壳体和下壳体包括蒙皮以及支撑所述蒙皮的刚性支撑骨架。
其中，所述刚性支撑骨架包括环形桁架和多个横向龙骨和纵向龙骨。
其中，所述环形桁架和横向龙骨、纵向龙骨分别由碳纤维框架结构件组成。
其中，所述蒙皮为柔性囊皮或刚性薄板。
其中，所述排线机构安装在所述上壳体和下壳体的环形桁架上，通过所述张线拉索将所述排线机构相互连接。
其中，所述飞艇还包括安装于所述上壳体顶部的尾翼、推进器、阀门和电池。
其中，所述电池为太阳能电池。
其中，所述飞艇还包括安装于所述下壳体底部的吊舱、起落架和任务载荷。
本发明的变体平流层飞艇，当低空飞行时，通过排线机构收紧张线拉索，使得囊体处于折叠状态，飞艇为低阻扁平外形；当高空飞行时，囊内浮升气体膨胀，排线机构释放张线拉索，囊体竖向展开，飞艇体积增大。本发明的飞艇形式简单、结构轻便、从而便于操作和使用，同时使用一个整体的封闭囊体，并通过张线拉索保持形状，使得气囊结果不易发生变形，使用安全可靠。
附图说明
图1示出了本发明实施例的变体平流层飞艇的结构示意图。
图2示出了本发明实施例的折叠囊体的结构示意图。
图3示出了本发明实施例的刚性支撑骨架的结构示意图。
图4示出了本发明的变体平流层飞艇的上壳体的俯视图。
图5示出了本发明实施例的变体平流层飞艇的变体过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1示出了本发明的一种变体平流层飞艇的结构示意图。
参照图1，本发明实施例的变体平流层飞艇，其结构具体包括：上壳体1、下壳体2、折叠囊体3、以及设置在所述上壳体1和下壳体2上的排线机构4。
具体地，如图2所示，折叠囊体3包括封闭囊体31、设置在封闭囊体外部的导引孔7以及依照设定顺序穿过导引孔7的张线拉索6。
张线拉索6用于保持封闭囊体31的形状，张线拉索6与排线机构4连接，将封闭囊体31与上壳体1和下壳体2固定，排线机构4通过控制张线拉索6，使得折叠囊体31可沿飞艇竖直方向折叠和展开。
进一步地，封闭囊体31外部还设置有保形帘布32，在保形帘布32上的对应位置开设导引孔7，张线拉索6根据设计的布线方式按序穿过导引孔7，通过排线机构4控制张线拉索6长度，能够使得封闭囊体可以在竖直方向上折叠和展开。此种结构中，张线拉索从导引孔中穿过，起到引导作用，防止折叠囊体3在飞行过程中晃动。
在本发明的实施例中，上壳体1和下壳体2由蒙皮以及支撑蒙皮的刚性支撑骨架构成。如图3所示，刚性支撑骨架包括环形桁架15和多个横向龙骨14和纵向龙骨13。考虑到飞艇的工程可行性，桁架15和龙骨13和14由小段碳纤框架结构件组成，便于组装和拆卸。此外，蒙皮可以根据需要采用柔性囊皮或刚性薄板。
进一步的实施例中，排线机构4安装在上壳体1和下壳体2的环形桁架15上，通过张线拉索6将排线机构4相互连接。
此外，如图1和4所示，本发明的实施例的飞艇还包括安装于上壳体1顶部的尾翼11、推进器8、阀门9以及电池12。在一个实施例中，该电池12可以是太阳能电池，铺设于上壳体1的顶部平坦空间上。
进一步地，尾翼11用于实施对飞艇的滚转、偏航、俯仰等运动控制，推进器用于驱动飞艇，阀门9为封闭气囊内浮升气体(氦气或氢气)的排气阀门。
此外，该飞艇的下壳体2的底部还设置有吊舱5、以及未在图中示出的充气口、起落架和任务载荷等飞艇常用装置。
本发明实施例的变体平流层飞艇，如图5所示，当在高空飞行时，囊内浮升气体膨胀，排线机构释放张线拉索，囊体竖向展开，飞艇体积增大。当飞艇需要降落或在低空飞行时，通过排线机构收紧张线拉索，使得囊体逐渐折叠，最终处于折叠状态，飞艇为低阻扁平外形。
本发明的飞艇形式简单、结构轻便、从而便于操作和使用，同时使用一个整体的封闭囊体，并通过张线拉索保持形状，使得气囊结构不易发生变形，使用安全可靠。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种变体平流层飞艇，其特征在于，包括：上壳体、下壳体、折叠囊体、以及设置在所述上壳体和下壳体上的排线机构；
其中，所述折叠囊体包括封闭囊体、设置在所述封闭囊体外部的导引孔以及依照设定顺序穿过所述导引孔的张线拉索，所述张线拉索用于保持所述封闭囊体的形状，所述张线拉索与所述排线机构连接，将所述封闭囊体与所述上壳体和下壳体固定，所述排线机构通过控制所述张线拉索的长度，使得所述折叠囊体沿飞艇竖直方向折叠和展开。
2.如权利要求1所述的飞艇，其特征在于，所述封闭囊体外部还设置有保形帘布，所述导引孔设置在所述保形帘布上。
3.如权利要求1所述的飞艇，其特征在于，所述上壳体和下壳体包括蒙皮以及支撑所述蒙皮的刚性支撑骨架。
4.如权利要求3所述的飞艇，其特征在于，所述刚性支撑骨架包括环形桁架和多个横向龙骨和纵向龙骨。
5.如权利要求4所述的飞艇，其特征在于，所述环形桁架和横向龙骨、纵向龙骨分别由碳纤维框架结构件组成。
6.如权利要求3所述的飞艇，其特征在于，所述蒙皮为柔性囊皮或刚性薄板。
7.如权利要求4所述的飞艇，其特征在于，所述排线机构安装在所述上壳体和下壳体的环形桁架上，通过所述张线拉索将所述排线机构相互连接。
8.如权利要求4所述的飞艇，其特征在于，所述飞艇还包括安装于所述上壳体顶部的尾翼、推进器、阀门和电池。
9.如权利要求8所述的飞艇，其特征在于，所述电池为太阳能电池。
10.如权利要求8所述的飞艇，其特征在于，所述飞艇还包括安装于所述下壳体底部的吊舱、起落架和任务载荷。
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