平流层飞艇及其充放气调节方法 |
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| 申请号 | CN201610800921.5 | 申请日 | 2016-09-05 | 公开(公告)号 | CN106428507A | 公开(公告)日 | 2017-02-22 |
| 申请人 | 南京航空航天大学; | 发明人 | 曹业玲; 冯毅; 施红; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 平流层 飞艇 及其充放气调节方法，属于 飞行器 环境领域。包括充气调节系统和放气调节系统组成。充气调节系统由高压储气罐、充气 阀 门 、主阀门、超压氦气囊组成。放气调节系统由超压氦气囊、主阀门、放气阀门、氦气 压缩机 、高压储气罐压缩、组成。当主氦气囊 温度 上升时，放气调节系统工作，氦气压缩机将超压氦气囊 中的氦气压入高压储气罐 储存，维持飞艇体积不变。主氦气囊 温度下降时，充气调节系统工作，高压储气罐通过充气阀门与主阀门向超压氦气囊中释放气体，保持压 力 平衡。此方法由于飞艇 质量 维持平衡，解决了飞艇悬浮时由于空气囊充放气引起的质量变化导致的高度不稳定问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种平流层飞艇，其特征在于: |
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| 说明书全文 | 平流层飞艇及其充放气调节方法技术领域背景技术[0002] 近年来，如美国，日本，英国，俄国等发达国家，都相继对飞艇这种特种飞行器在民用和军用领域进行了深度的评估，并开始重视且设计、制造新型飞艇，特别是平流层飞艇，并将其运用于军、民两个两个领域。但由于飞艇空气囊的充放气导致飞艇上下浮动，目前平流层飞艇研究领域，多数飞艇浮空时间不长，同时，由于风机对飞艇空气囊的充气过程发生在晚上，太阳能不能直接利用，因此太阳能转化电能后的储备也是目前研究的重点。介于以上两点，通过对飞艇浮空调节系统进行创新和改进是平流层飞艇驻空时间保证的首要问题。 发明内容[0003] 发明目的在于提供一种保持飞艇质量稳定且能更好利用太阳能直接供电的平流层飞艇及其充放气调节方法。 [0004] 一种平流层飞艇，其特征在于:包括主氦气囊、超压氦气囊、高压储气罐、充气阀门、放气阀门、主阀门、氦气压缩机；上述高压储气罐出口依次经过充气阀门与主阀门第一端相连，主阀门第二端与超压氦气囊相连；上述主阀门第一端还经过放气阀门与氦气压缩机入口相连，氦气压缩机出口与高压储气罐进口相连。 [0005] 所述的平流层飞艇的充放气调节方法，其特征在于:在主氦气囊体积变化时，通过高压储气罐、氦气压缩机、充气阀门、放气阀门对超压氦气囊体积进行调节，达到维持体积、压力平衡的目的，具体：当太阳辐射强度增大主氦气囊体积膨胀，引起超压氦气囊内压力增大，超压氦气囊进行放气；其中将超压氦气囊中的氦气依次经过主阀门、放气阀门、氦气压缩机，进入高压储气罐储存，维持飞艇体积不变；当太阳辐射强度下降主氦气囊体积收缩，引起超压氦气囊内压力减小，超压氦气囊进行自由充气；其中将高压储气罐依次通过充气阀门、主阀门（5）向超压氦气囊中释放气体，保持压力平衡。 [0006] 有益效果：在主氦气囊受辐射影响体积不断变化时，超压氦气囊根据主氦气囊体积变化把氦气压缩进高压储气罐或由高压储气罐释放入超压氦气囊。这种设计模式保持了飞艇在空中的质量稳定，更好的保持飞艇高度的稳定，解决了原空-氦形式的空气囊调节时飞艇质量的变化导致的飞艇高度的不稳定。 [0007] 除此外，原空-氦模型的空气囊空气的充放通过风机调节，释放时由于内部压力较大可自由释放，而充气时则需要风机进行充气，此时需要消耗电能储备，且由于充气时处氦气收缩时，此时无太阳辐射，太阳辐射电池板无法充电，这对太阳能的储备提出了较高的要求，本模型则通过压缩机将氦气压入高压储气罐，此时处主氦气囊膨胀过程，处于白天，能直接利用太阳能进行供电，很好的解决了太阳能的储备问题。 [0008] 上述高压储气罐的进口和出口可以为同一个口。 [0010] 图1是本发明平流层飞艇驻空调节系统的原理图；图中标号名称：1.主氦气囊；2.高压储气罐；3.充气阀门；4.放气阀门；5.主阀门；6.氦气压缩机；7.超压氦气囊。 具体实施方式[0011] 如图1所示的平流层飞艇驻空调节系统原理图。包括充气管路系统和放气管路系统。充气管路系统用于超压氦气囊7的充气，放气管路系统用于超压氦气囊7的放气。 [0012] 具体的，充气管路系统包括高压储气罐2、充气阀门3、主阀门5、超压氦气囊7；放气管路系统包括高压储气罐2、放气阀门4、主阀门5、氦气压缩机5、超压氦气囊7。 [0013] 基于上述平流层飞艇驻空充放气系统的方法，包括如下步骤：飞艇在太阳辐射强度增大时，主氦气囊1体积膨胀，引起超压氦气囊7内压力增大，此时打开主阀门5、氦气压缩机6及放气阀门4将超压氦气囊7中气体压缩进高压储气罐2，氦气压缩机6所用电量由太阳能电池板直接供电。飞艇在太阳辐射强度下降时，主氦气囊1体积收缩，引起超压氦气囊7内压力减小，此时打开主阀门5、充气阀门3，将高压储蓄罐2中氦气释放如超压氦气囊2维持超压氦气囊的压力平衡。 |
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