局部硬式的平流层飞艇

文档序号:626752 发布日期:2021-05-11 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 局部硬式的平流层飞艇 (Local hard stratospheric airship ) 是由 江京 段洣毅 廉英 高鸿启 邓迎春 于 2021-01-14 设计创作,主要内容包括:本发明涉及平流层飞艇结构领域,公开一种局部硬式的平流层飞艇,包括:软式飞艇,包括外囊体(7);多个加固环(3),所述多个加固环(3)平行地固定在所述外囊体(7)上,每个加固环(3)的圆心位于所述软式飞艇的纵轴上。本发明通过在软式飞艇上增加加固环,能够有效保持艇形、减轻重量。(The invention relates to the field of stratospheric airship structures, and discloses a local hard stratospheric airship, which comprises: a blimp comprising an outer bladder (7); a plurality of reinforcing rings (3), the plurality of reinforcing rings (3) being fixed in parallel on the outer bladder (7), the centre of circle of each reinforcing ring (3) being located on the longitudinal axis of the blimp. According to the invention, the shape of the airship can be effectively maintained and the weight can be reduced by adding the reinforcing ring on the blimp.)

局部硬式的平流层飞艇

技术领域

本发明涉及平流层飞艇结构领域,具体涉及一种局部硬式的平流层飞艇。

背景技术

平流层飞艇具有非常广泛的军事及民用价值,例如在导弹防御、反恐、通信、遥感、空间观测和大气测量等方面都具有极大的应用价值。飞艇属于浮空器的一种,是利用轻于空气的气体来提供升力的航空器。飞艇获得的升力主要来自其内部充满的比空气轻的气体,如氢气、氦气等。

一般从结构上看,保形飞艇可分为三种类型:软式飞艇、半硬式飞艇和硬式飞艇。

常规软式飞艇是由主副气囊组成。主气囊存储氦气产生浮力;副气囊存储空气,通过风机控制调节艇体内外压差,利用其空气弹性刚度保持飞艇艇形。夜间艇内温度骤降氦气囊会遇冷收缩,这时通过风机注入空气产生艇内外压差使飞艇保持形状。软式飞艇为了保持艇体形状,必须保持基础压差,产生气体弹性刚度;若艇内气压差太低时产生变形容易使结构失稳,软式飞艇两侧推进系统受重力和推力影响形成力偶,易对飞艇囊体艇形产生变形,不利于抗风飞行。此外在进行加载载荷时易引起局部应力集中。

硬式飞艇能解决上述问题,但结构重量在飞艇整体重量中的比例较大。

因此,亟需开发一种局部硬式平流层飞艇,在飞艇承重载荷的受力部分,局部增加硬式结构,使飞艇的受力均匀分布减少应力集中。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种局部硬式的平流层飞艇,进而至少在一定程度上克服由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然,或部分地通过本发明的实践而习得。

根据本发明的第一方面,本发明公开一种局部硬式的平流层飞艇,包括:

软式飞艇,包括外囊体;

多个加固环,所述多个加固环平行地固定在所述外囊体上,每个加固环的圆心位于所述软式飞艇的纵轴上。

根据本发明的一示例实施方式,所述软式飞艇还包括多个侧推支架和多个侧推系统,所述多个侧推系统通过侧推支架固定在软式飞艇的两侧,所述侧推支架水平设置并与软式飞艇的纵轴垂直。

根据本发明的一示例实施方式,所述侧推支架为杆状结构或桁架结构。

根据本发明的一示例实施方式,所述侧推支架与所述加固环固定连接。

根据本发明的一示例实施方式,所述平流层飞艇还包括多个设置在外囊体上的加强圈,所述加强圈位于加固环和所述侧推支架的连接处。

根据本发明的一示例实施方式,所述侧推系统包括矢量侧推系统和前进侧推系统,所述矢量侧推系统可以所述侧推支架为轴旋转,调整飞艇的俯仰姿态。

根据本发明的一示例实施方式,所述矢量侧推系统可以所述侧推支架为轴旋转范围±90度。

根据本发明的一示例实施方式,所述俯仰矢量侧推系统远离飞艇质心。

根据本发明的一示例实施方式,所述软式飞艇还包括尾锥、尾推支架和矢量尾推系统,所述尾锥固定在所述软式飞艇的尾部,所述矢量尾推系统通过尾推支架固定在尾锥上,所述尾推支架与所述软式飞艇的纵轴平行,所述矢量尾推系统能够以所述尾推支架竖直的垂线为轴旋转,调整飞艇的偏航方向。

根据本发明的一示例实施方式,所述尾推支架为杆状或桁架结构。

根据本发明的一示例实施方式,所述矢量尾推系统可以所述尾推支架竖直的垂线为轴旋转范围±90度。

根据本发明的一示例实施方式,所述软式飞艇还包括设置在软式飞艇前部的头锥。

根据本发明的一些实施方式,通过在软式飞艇上增加加固环和加强圈,能够有效保持艇形、承载重物受力时减少应力集中,本发明的优越性通过以下几点进行阐述:

1.本发明在软式飞艇的外囊体上设置多个加固环,形成局部框架,在较低气压差的状况下,也能很好的承载重物,有利于飞艇在夜间的抗风飞行。

2.本发明的加固环与飞艇动力系统支架连接,增大外囊体与飞艇动力系统支架结合处的局部刚度,以减轻平流层飞艇在较低的艇内外气压差的情况下推力系统支撑架产生的弯矩对于艇形的破坏作用。

3.本发明的加强圈设置在加固环与侧推支架的连接处,有利于增强该连接处的刚性和稳定性。

4.本发明的侧推系统包括使飞艇向前飞行的前进侧推系统和调整飞艇俯仰姿态的矢量侧推系统,矢量侧推系统远离飞艇质心,易于改变飞艇的俯仰姿态,矢量侧推系统在不需要调整俯仰姿态时,可与前进侧推系统一同为飞艇向前飞行提供动力。应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本发明。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例,本发明的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1示出本发明飞艇的主视图。

图2示出本发明飞艇的俯视图。

其中,1—加强圈,2—矢量侧推系统,3—加固环,4—前进侧推系统,5—尾推支架,6—侧推支架,7—外囊体,8—矢量尾推系统,9—头锥,10—尾锥。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本发明的描述将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本发明的示意性图解,并非一定是按比例绘制。

此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。

作为本发明的第一种实施方式,本发明的目的在于公开一种局部硬式的平流层飞艇,如图1和图2所示,包括:软式飞艇、多个加固环3和多个加强圈1。

软式飞艇包括矢量侧推系统2、前进侧推系统4、侧推支架6、尾推支架5、矢量尾推系统8、外囊体7、头锥9和尾锥10。侧推支架6为杆状或桁架结构,水平设置且与飞艇纵轴垂直,用于连接软式飞艇艇体和侧推系统(包括矢量侧推系统2、前进侧推系统4)。矢量侧推系统2通过侧推支架6固定在软式飞艇的两侧,矢量侧推系统2设置在软式飞艇前部远离飞艇质心处。矢量侧推系统2可以侧推支架6为轴旋转范围为±θ,调整飞艇的俯仰姿态,θ为90度。当矢量侧推系统2不需要调整飞艇的俯仰姿态时,矢量侧推系统2旋转的角度为0度,矢量侧推系统2为飞艇提供向前飞行的动力。前进侧推系统4通过侧推支架6固定在软式飞艇的两侧,为飞艇提供向前飞行的动力,实际应用中可设置多组前进侧推系统4(一组为对称设置在飞艇两侧的两个前进侧推系统4)。图1和图2中,矢量侧推系统2位于飞艇的前部,前进侧推系统4位于飞艇的后部,实际应用中也可以将矢量侧推系统2设置在飞艇的后部,前进侧推系统4设置在飞艇的前部。尾锥10设置在软式飞艇的尾部,与头锥9相对应。尾锥10与尾推支架5固定连接。尾推支架5为杆状结构或桁架结构,与软式飞艇的纵轴平行。矢量尾推系统8通过尾推支架5固定在尾锥10上。矢量尾推系统8能够以尾推支架5竖直的垂线为轴旋转范围为±β,调整飞艇的偏航方向,β为90度。头锥9设置在软式飞艇的最前部的外囊体7上。

多个加固环3平行地固定在外囊体7上,每个加固环3的圆心位于软式飞艇的纵轴上。图1和图2中设置了2个加固环3,每个加固环3与一对侧推支架6固定连接,每对侧推支架6包括两个侧推支架6,两个侧推支架6分别设置在飞艇两侧。实际应用中,可以在侧推支架6附近多设置几个加固环3并与侧推支架6固定连接,也可以在其他地方设置不与侧推支架6连接的加固环3以保持艇形。还可以在每个加固环上设置多个的侧推支架6固定连接以使飞艇受力更加均匀。

加强圈1设置在外囊体7上,并位于加固环3和侧推支架6的连接处。一个加强圈1可以连接多个加固环3,加固环3和侧推支架6的连接处也可以设置多个加强圈1,有利于提高该处的刚性和稳定性,但重量会有所增加。

在软式飞艇的外囊体上设置多个加固环3,形成局部框架,在较低气压差的状况下,能够保持飞艇的外形,有利于飞艇在夜间的抗风飞行;因为采用了加固环3的结构,摒弃了硬式飞艇复杂的硬式框架结构,省出了重量,省出的重量可以用于加强外囊体强度的囊体材料重量。同时加固环3与侧推支架6连接,连接处设有加强圈1,增大外囊体7与侧推支架6结合处的局部刚度,以减轻平流层飞艇在较低的艇内外气压差的情况下侧推系统的支架产生的弯矩对于艇形的破坏作用。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

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