[發(fā)明專利]一種長航時飛艇

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510912301.6
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN106240784B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣鵬程;張猛;耿德華;馮大毛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國特種飛行器研究所
• 主分類號: B64B1/06
• 分類號: B64B1/06;B64B1/24;B64B1/70
• 代理公司: 荊門市首創(chuàng)專利事務(wù)所42107
• 代理人: 裴作平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及浮空飛行器領(lǐng)域，具體涉及一種長航時飛艇。

背景技術(shù)

目前，飛艇的巡航動力裝置一般采用活塞發(fā)動機，其長航時一般3天以上飛行是現(xiàn)階段的技術(shù)難點，主要原因有兩點：一是飛行過程燃油消耗會導(dǎo)致飛艇總重“變輕”，而浮力不變；二是溫差變化晝夜、高度變化會導(dǎo)致飛艇的“凈浮力”發(fā)生大幅度波動，給飛艇的飛行姿態(tài)控制帶來了困難。為了實現(xiàn)飛艇的長時間續(xù)航一般會采?。?/p>

a 動升力技術(shù)

通過改變尾翼舵面的偏角可使飛艇產(chǎn)生正或負(fù)攻角，從而具有向上或下的動升力。飛艇在巡航過程中，過大的正或負(fù)攻角，會導(dǎo)致飛艇的阻力系數(shù)迅速增大、推進(jìn)效率降低，不利于長航時飛行。

b 放氦氫氣技術(shù)

在飛艇升空前，在充入必要的氦氣量的基礎(chǔ)上，再充入一定量的計劃排放的浮生氣體如氫氣，從而使浮力滿足飛艇的起飛要求，升空后隨著燃油不斷消耗，將多余的浮升氣體逐漸放掉，以實現(xiàn)重浮力的平衡。然而氦氣是稀缺資源，氫氣易燃易爆。

c 氦氣壓縮技術(shù)

在飛行過程中，將氦氣囊中適量的氦氣壓縮至氦氣存儲設(shè)備中，減小了氦氣囊的體積，從而減小飛艇浮力。氦氣壓縮設(shè)備和氦氣儲存設(shè)備的研制，在功耗和重量等方面存在較大困難。

航空發(fā)動機排放的尾氣中含有大量的高品位熱量和水蒸氣，如能將熱量充分利用并收集發(fā)動機尾氣中的部分水存儲在飛艇上，便可有效的補充燃油消耗所產(chǎn)生的重量減少，在一定程度上提高飛艇的長航時能力和載重能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述之不足，而提供一種長航時飛艇。

本發(fā)明包括水蒸氣室、氦氣室、空氣室、吊艙、水蒸氣發(fā)生器、空氣冷凝器、水分離器、冷水箱、熱水箱和飛機活塞式發(fā)動機和艇身，艇身上設(shè)有排氣口和充氣口，水蒸氣室上設(shè)有排氣口和充氣口，艇身內(nèi)設(shè)有氦氣室、一對空氣室和水蒸氣室，水蒸氣室的排氣口通過管道與艇身上的排氣口相通，水蒸氣室的充氣口通過管道分別與艇身上的充氣口和一對空氣室的其中一個空氣室相通，吊艙安裝在艇身上，飛機活塞式發(fā)動機安裝在吊艙上，水蒸氣發(fā)生器、空氣冷凝器、水分離器、冷水箱和熱水箱分別安裝在吊艙內(nèi)，熱水箱和的出水口與水蒸氣發(fā)生器的進(jìn)水口相通，水蒸氣發(fā)生器的進(jìn)氣口與飛機活塞式發(fā)動機的尾氣排氣口處相通，水蒸氣發(fā)生器的蒸汽出氣口通過管道分別與水蒸氣室、大氣和空氣冷凝器相通，且蒸氣發(fā)生器的蒸汽出氣口處與大氣和空氣冷凝器之間設(shè)有三通電動活門，空氣冷凝器通過管道與水分離器的進(jìn)口相通，水分離器的出氣口通過抽吸風(fēng)機與大氣相通，冷水箱上設(shè)有A出水口和B出水口，水分離器的出水口通過管道與冷水箱的進(jìn)水口相通，冷水箱的A出水口處設(shè)有排水閥，冷水箱的B出水口通過管道與熱水箱的進(jìn)水口相通。

水蒸氣室1內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和壓力傳感器。

水蒸氣室1的頂部通過繩索與艇身頂部相連。

水蒸氣室內(nèi)表面涂覆憎水涂層。

艇身上的排氣口和充氣口處分別設(shè)有排氣電動活門和手動活門。

水蒸氣室與一對空氣室的其中一個空氣室之間設(shè)有充氣電動活門。

空氣冷凝器與水分離器之間設(shè)有流量傳感器。

本發(fā)明優(yōu)點是：在低能耗設(shè)計的基礎(chǔ)上，從調(diào)節(jié)飛艇浮力和收集壓艙水兩方面解決了制約飛艇長航時飛行的重浮力平衡難題。具體體現(xiàn)在以下三點：1、充分使用飛艇發(fā)動機能量約1/3的能力被尾氣帶走，利用水的相變迅速獲取熱量并產(chǎn)生水蒸氣給飛艇提供輔助升力，減小了氦氣的消耗，無需使用額外能源，同時冷卻了發(fā)動機尾氣，為從尾氣中收集壓艙水提供基礎(chǔ)。2、在浮力需求減少時，可將水蒸氣排出，充入空氣，同時收集發(fā)動機尾氣冷凝水作為壓艙物增加飛艇重量，利于飛艇實現(xiàn)長航時飛行。3、利用發(fā)動機螺旋槳尾流對空氣冷凝器進(jìn)行冷卻，減少能源消耗，降低重量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式