[實用新型]一種系留氣球可控尾翼

有效

• 申請號: 200820159350.2
• 申請日: 2008-11-21
• 公開（公告）號: CN201296381Y
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 郭頎;漆光東;董曉莉;胡祥
• 申請（專利權）人: 湖南航天近空間飛行器研發中心;中國航天科工集團○六八基地
• 主分類號: B64B1/50
• 分類號: B64B1/50
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所
• 代理人: 寧星耀

技術領域

本實用新型涉及一種系留氣球尾翼，具體地說，是涉及一種帶可控舵面的系留氣球尾翼。

背景技術

系留氣球是一種自身不帶動力，依靠浮力升空，通過系留纜繩滯留在空中預定位置的浮空器。系留氣球作為空中信息平臺，要求保持穩定的姿態，以確保載荷設備(如探測雷達、成像設備等)在空中的工作姿態。

尾翼作為系留氣球的重要組成部分，對維持系留氣球空中自穩定狀態起著決定性的作用。系留氣球尾翼一般采用充氣膜結構形式，利用其內外氣體的壓力差提供預應力，從而維持尾翼的流線性外形；通常系留氣球包括有一片垂直尾翼和兩片側向尾翼，呈倒“Y”型布局安裝在系留氣球囊體上，采用這種尾翼布局的系留氣球，突風情況對其俯仰姿態角影響最大，由于垂直尾翼主要用控制系留氣球偏航角的變化，僅增加系留氣球的橫向抗風能力，而側向尾翼則可以控制系留氣球的滾轉角、俯仰角變化，因此系留氣球的自穩定性主要由側向尾翼決定。

然而，目前系留氣球側向尾翼系一整體固定結構，完全依靠對氣流的反作用而產生的俯仰力矩使系留氣球達到自穩定狀態，這種自穩定程度是有限的，在突風情況下，系留氣球實際俯仰姿態角變化仍然較大，在一定程度上影響了載荷設備的正常工作。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種帶可控舵面的系留氣球尾翼，利用這種尾翼可使系留氣球在突風狀況下保持其平衡姿態的俯仰角變化量盡可能小，從而滿足載荷設備對系留氣球平臺姿態的要求。

本實用新型的目的采用如下技術方案予以實現：其包括安定面，安定面后段中部設有缺口，舵面安裝在安定面的該缺口內，其上下轉軸設置在安裝桁架的上下支撐孔內，并與安定面具有相同翼型，保持過渡連續的流線性外形；安裝桁架通過繩縛方式固定在安定面表面，并在安定面缺口內通過偏轉運動執行機構與舵面連接。

所述安定面可選用充氣膜結構。

所述舵面，可選用框架覆蓋表面蒙皮的結構形式或充氣膜的結構形式，舵面采用與安定面相同的翼型，使可控尾翼保持過渡連續的流線形外形；

所述舵面偏轉運動執行機構可由電動推桿構成，或由舵機和連桿構成，或由電機和連桿構成。

本實用新型應在系留氣球垂直尾翼的兩個側向各對稱安裝一片。

本實用新型的工作原理是：當突風從系留氣球的前下方吹來，系留氣球受到恢復力矩的作用，這時通過執行機構使舵面向上偏轉，在系留氣球尾部產生抬頭力矩，抵消部分或全部恢復力矩；當突風從系留氣球的前上方吹來，系留氣球受到抬頭力矩的作用，通過執行機構使舵面向下偏轉，在系留氣球尾部產生低頭力矩，抵消部分或全部抬頭力矩。

利用本實用新型，在突風狀況下，通過控制舵面的偏轉在系留氣球縱向平面內產生對系留氣球的抬頭或低頭力矩，適當抵消突風產生的擾動力矩，保證系留氣球的平衡迎角不變或者有效減小系留氣球平衡迎角的變化量，從而達到可靠維持系留氣球自穩定的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖。

圖2為圖1所示本實用新型實施例在系留氣球上的安裝位置示意圖。

圖3(a)(b)(c)為本實用新型的工作原理示意圖。

圖中：1-舵面；2-偏轉運動執行機構；3-安定面；4-安裝桁架；5-系留氣球囊體；6-垂直尾翼；7-可控尾翼

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。

參照圖1，本實施例包括安定面3，安定面3后段中部設有缺口，舵面1安裝在安定面3的該缺口內，其上下轉軸設置在安裝桁架4的上下支撐孔內，并與安定面3具有相同翼型，保持過渡連續的流線性外形；安裝桁架4通過簾布及錦絲繩捆縛方式固定在安定面3表面，并在安定面3缺口內通過偏轉運動執行機構2與舵面1連接。舵面1可通過偏轉運動執行機構2實現偏轉。

所述安定面3采用充氣膜結構。

所述安裝桁架4采用碳纖維管組合支架的結構形式；所述偏轉運動執行機構2采用公知的舵機連桿機構，其中舵機固定在位于安定面3缺口內的安裝桁架4上，連桿一端通過螺釘固定在舵機轉盤上，另一端與舵面1通過鉸接方式連接(參見圖3)。

所述舵面1采用木框架覆以表面熱縮膜的結構形式。

參照圖2，本實施例由舵面1、偏轉運動執行機構2、安定面3、安裝桁架4構成的兩片可控尾翼7對稱安裝在系留氣球囊體5縱平面的兩側，分別與垂直尾翼6構成120°夾角。

參照圖3，本實用新型的工作原理是：當突風從系留氣球的前下方吹來，系留氣球受到恢復力矩的作用，這時通過偏轉運動執行機構2使舵面1向上偏轉，在系留氣球尾部產生抬頭力矩，抵消部分或全部恢復力矩[參見圖3(a)]；當突風從系留氣球的前上方吹來，系留氣球受到抬頭力矩的作用，通過偏轉運動執行機構2使舵面1向下偏轉，在系留氣球尾部產生低頭力矩，抵消部分或全部抬頭力矩[參見圖3(c)]。圖3(b)表示的是無突風時的狀態。