[發明專利]一種耐候平流層飛艇

有效

• 申請號: 201310515703.3
• 申請日: 2013-10-26
• 公開（公告）號: CN103600829A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 張俊
• 申請（專利權）人: 溧陽市哈大成果轉化中心有限公司
• 主分類號: B64B1/58
• 分類號: B64B1/58
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明涉及一種飛艇，尤其涉及一種耐候平流層飛艇。

背景技術

平流層飛艇是隨著科學技術不斷發展起來的一種新型近空間多功能飛行平臺。它不同于飛行在航空層中的飛機、低空飛艇,也不同于工作在低軌道上的衛星,它有非常廣泛軍事及民用價值，例如在導彈防御、反恐、通信、遙感、空間觀測和大氣測量等方面都具有極大的應用價值。但是平流層飛艇飛行高度一般在20km附近，該區域空氣稀薄，密度大約是地表空氣密度的1/14，大氣壓強在5.5kPa左右，平均風速為10m/s，最大風速可達40m/s，紫外線主要是UV-B，其頻譜范圍為290～360nm，紫外線、臭氧和高能粒子輻照強度要比低空環境強很多。平流層空間環境對飛艇的蒙皮性能提出了更高的要求，主要體現在比強度、阻隔能力、抗紫外輻照和臭氧侵蝕、抗皺折等方面。高性能蒙皮擔負著平流層飛艇輕量化的重任，蒙皮技術將是建立平流層飛艇平臺的基礎，成為提高飛艇服役能力和生存能力的關鍵。

一般非剛性飛艇的蒙皮主要為多層結構，通常包括耐氣候層、阻氦層、主結構層和黏貼層。現有的平流層飛艇蒙皮的多層之間通常都采用熱熔涂布工藝或者涂布輥的方式或者采用薄膜粘合的方式來實現彼此結合，但由于各層薄膜的厚度一般都非常薄，因此對于上述工藝的精度要求都非常高，但仍然經常不可避免地出現氣泡或者褶皺等缺陷，因此對制造出來的平流層飛艇蒙皮的性能也產生了不利影響。

發明內容

本發明旨在克服上述缺陷，提供一種平流層飛艇、飛艇蒙皮以及該蒙皮的制造方法，具體地，一種平流層飛艇，包括飛艇蒙皮，該蒙皮從外到內依次包括耐候層、底漆層、承力層、粘結層、阻氦層和熱封層，其特征在于熱封層為聚氨酯薄膜，阻氦層選用鍍鋁聚酯（Al-PET）薄膜，粘結層為聚碳酸酯，承力層選用PBO平紋織物，底漆層為雙組份環氧聚酰胺，耐候層為納米氟碳涂料，熱封層厚度為22微米；阻氦層以PET薄膜為基膜，采用磁控濺射工藝在其上沉積一層稀薄致密的金屬鋁膜，基材PET薄膜的面密度為60g/m²，所鍍鋁膜厚度為70納米，阻氦層厚度為30微米，粘結層厚度為15微米，承力層選用的PBO平紋織物的面密度為80g/m²，承力層厚度為150微米，底漆層的干膜厚度為15微米，耐候層選用的納米氟碳涂料是包含納米TiO₂、納米MgO、納米CaCO₃、納米ZnO的高羥基含氟丙烯酸樹脂高固涂料，其中納米TiO₂、納米MgO、納米CaCO₃、納米ZnO的粒徑為40-50納米，它們的重量比例關系為1:3:3:1，耐候層厚度為30微米。

本發明還涉及一種制造平流層飛艇蒙皮的方法，包括如下步驟：

（1）在承力層內表面依次涂覆粘結層、阻氦層和熱封層；粘結層厚度為15微米，阻氦層厚度為30微米，熱封層厚度為22微米；

（2）在承力層外表面噴涂雙組份環氧聚酰胺底漆，采用高壓無氣噴涂，優選地壓力比37:1，噴槍距離450～620mm，噴射角75～80度，噴涂電壓27～30V，噴涂電流210～230A，噴嘴直徑：0.58～0.76mm，環境濕度：＜76%，承力層表面溫度高于露點5℃以上，噴涂一遍，干膜膜厚15μm；

（3）噴涂完雙組份環氧聚酰胺底漆60分鐘之后噴涂氟碳涂料，采用高壓無氣噴涂，優選地壓力比60:1，噴槍距離400～550mm，噴嘴直徑：0.68～0.80mm，環境濕度：＜80%，噴射角86～90度，噴涂電壓29～32V，噴涂電流235～240A，優選地一道涂膜標準厚度下27攝氏度時表干時間50分鐘，涂裝兩道；每道干膜厚度15μm。

由于采用了納米氟碳涂料，C-F鍵能夠保護涂層不受到紫外線的破壞，同時增強了涂層的自清潔效應，而且其中包含的納米材料也都具備良好的抗紫外線和環保能力，因此納米氟碳涂料的使用大大地增強了飛艇蒙皮的耐候性。另外，由于承力層的外層薄膜采用了噴涂的方式，能夠使得薄膜更加均勻細致，降低了氣泡和褶皺的出現。

具體實施方式