[發明專利]一種飛艇用帶有形狀控制骨架的氣囊

有效

• 申請號: 201210286641.9
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN103587674A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 范春石;馬蓉;李勇;王彥廣;姚偉;鄭威;宋堅;王文雋;吳志紅
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: B64B1/58
• 分類號: B64B1/58
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 程旭輝

1.一種飛艇用帶有形狀控制骨架的氣囊，其特征在于包括囊皮（1）和形狀控制骨架；其中，氣密的柔性的囊皮（1）位于氣囊外層，整體上為層疊式結構，由多個層狀結構（4）組成；每層層狀結構（4）內部均固定連接有形狀控制骨架，每層層狀結構（4）的形狀控制骨架均包括若干副垂直布置的收展骨架（2）和與收展骨架（2）兩端分別鉸接的兩副定型骨架（3）；囊皮（1）內部上頂面與頂層層狀結構（4）的上部定型骨架（3）固定，囊皮（1）內部下頂面與底層層狀結構（4）的下部定型骨架（3）固定，裝配位置符合囊皮（1）和定型骨架（3）在氣囊在充分膨脹時的相對位置關系；各層狀結構（4）沿著從底面到頂面的方向依次串聯裝配，前一層狀結構（4）靠近氣囊頂面的定型骨架（3）與后一層狀結構靠近氣囊底面的定型骨架（3）彼此固連。

2.如權利要求1所述的一種飛艇用帶有形狀控制骨架的氣囊，其特征在于形狀控制骨架根據收展軌跡形式，分別組成直線展開骨架（5）和旋轉展開骨架（6）兩種類型；其中，直線展開骨架（5）布置在氣艇中部的層狀結構（4）中，其定型骨架（3）平行設置；旋轉展開骨架（6）布置在氣艇頭部和尾部的層狀結構（4）中，其定型骨架（3）一端鉸接。

3.如權利要求1所述的一種飛艇用帶有形狀控制骨架的氣囊，其特征在于收展骨架（2）的運動由收展驅動裝置進行測控，收展驅動裝置包括驅動電機（7）和導軌絲杠驅動機構（8）；導軌絲杠驅動機構（8）包括螺旋機構和限位行程開關，螺旋機構固有的自鎖性，保證整個骨架系統在任一瞬時具有良好的剛度；當收展骨架（2）帶動定型骨架（3）達到最大設計高度時，限位行程開關觸發驅動電機（7）停止運行；收展驅動裝置根據囊內外壓差傳感器和收展骨架（2）的位置傳感器測量結果進行調控。

4.如權利要求1所述的一種飛艇用帶有形狀控制骨架的氣囊，其特征在于相鄰的定型骨架（3）間裝配有保護拉索（10）。

5.如權利要求1所述的一種飛艇用帶有形狀控制骨架的氣囊，其特征在于各層狀結構（4）的囊皮（1）由若干個凸曲面單元（9）的氣密薄膜幅片（91）拼接而成，所述凸曲面單元（9）除包括一個細長的氣密薄膜幅片（91）外，還包括一對位于定型骨架（3）上的端邊固定件（92）和一對耐拉索帶（93）；其中，所述氣密薄膜幅片（91）充分展開時為瓜瓣形，曲面上各點的主曲率半徑處處相等；氣密薄膜幅片（91）有四個邊，包括兩個短端邊（911）以及兩個長側邊（912）；相鄰凸曲面單元（9）在彼此的側邊處結合處共用同一條耐拉索帶（93），耐拉索帶（93）沿著氣密薄膜幅片（91）的長側邊（912）裝配，耐拉索帶（93）的兩端裝配在端邊固定件（92）上，端邊固定件（92）粘結固定在定型骨架（3）上，定型骨架（3）的粘接面幾何形狀按照氣密薄膜幅片（91）充分展開時的瓜瓣形曲面幾何參數加工。

6.如權利要求5所述的一種飛艇用帶有形狀控制骨架的氣囊，其特征在于凸曲面單元（9）分為圓形包絡單元和平行包絡單元兩種，圓形包絡單元的氣密薄膜幅片（91）的兩個長側邊（912）呈旋轉對稱關系，其延長線存在兩個對稱的交點；平行包絡單元的氣密薄膜幅片（91）為兩個長側邊（912）平行的瓜瓣形曲面，且平行包絡單元在法向截面內所截取的曲線對應的圓弧段張角不變；采用圓形包絡單元形式的凸曲面單元（9）拼接在一起后，其圓形包絡副片組成囊皮（1）的圓弧面部分（21）；采用平行包絡單元形式的凸曲面單元（9）拼接在一起后，其平行包絡副片組成囊皮（1）的平行面部分（11）。

7.如權利要求5所述的一種飛艇用帶有形狀控制骨架的氣囊，其特征在于耐拉索帶（93）的尺寸滿足以下要求：凸曲面單元（9）的氣密薄膜幅片（91）外包絡半徑為r，環向曲率半徑為r_C,耐拉索帶（93）完全伸展后的半徑為r_L，則r＞r_L＞r-r_C。

8.如權利要求5所述的一種飛艇用帶有形狀控制骨架的氣囊，其特征在于氣密薄膜幅片（91）采用立體裁剪方式制造，其膜體面積大于兩個短端邊（911）以及兩個長側邊（912）圍成的曲面面積，充分展開狀態下氣密薄膜幅片（91）在兩側的耐拉索帶（93）之間向外突出，形成一個凸曲面。