[發明專利]浮空器展卷變體積裝置及浮空器

有效

• 申請號: 201810583345.2
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108750067B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 鄧小龍;楊希祥;侯中喜;麻震宇;朱炳杰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B64B1/58
• 分類號: B64B1/58
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明公開一種浮空器展卷變體積裝置及浮空器，該裝置包括：對壓筒，用于容納浮空器的主囊體底部，并限定所述主囊體底部的收縮形狀；呈漏斗狀，頂部和底部分別具有開口；驅動器，與卷軸傳動連接，為所述卷軸的轉動提供動力；所述卷軸，位于所述對壓筒下方，并靠近所述對壓筒底部的開口，與所述主囊體底端連接，并隨著自身的轉動能將所述主囊體一部分從所述對壓筒底部開口卷繞于所述卷軸上或展開釋放出來。該方案解決了主囊體局部應力集中的問題，實現了主囊體受力均衡，提高浮空器的安全性。

技術領域

本發明涉及浮空器技術領域，尤其是一種浮空器展卷變體積裝置及浮空器。

背景技術

臨近空間浮空器是指主要利用浮力在20km高度附近進行持久駐空飛行的輕于空氣的飛行器，可為對地觀測、預警探測、通信中繼、防災減災、環境監測和高速通信等應用提供飛行平臺。

臨近空間浮空器體積龐大，飛行控制所需的動力分系統和能源分系統的設計非常復雜，重量代價高。臨近空間底部存在準零風層，在準零風層附近，東風帶和西風帶之間存在空間范圍較大、時間上比較穩定的緯向風轉換層。浮空器通過高度調控來利用不同風向的風層，能以較小的能源和動力代價進行對浮空器的一定軌跡控制，實現區域駐留或機動飛行。

浮空器的高度調控技術主要有拋壓艙物/放氣、副氣囊調節、體積調節三種。拋壓艙物/放氣調節通過拋除壓艙物和排放浮升氣體來調節浮空器駐空高度，該方法會造成系統運行狀態的不可逆，無法實現浮空器的長期運行。副氣囊調節通過將環境氣體壓入或排出副氣囊來調節浮空器駐空高度，該方法受制于高空壓氣機的工作效率和功率需求，其調節高度范圍有限。體積調節通過改變浮空器囊體的體積來調整系統所受浮力，無使用次數和調節高度的限制。

目前，浮空器體積調節通常采用可變形的剛性內骨架或外骨架方法。可變形的剛性內骨架在浮空器主囊體內安裝，通過對剛性骨架伸縮控制或變形控制，牽引主囊體外形變化，完成浮空器體積調節。可變形的剛性外骨架通常在浮空器主囊體的表面安裝一個周長可收縮的裝置，通過對該裝置的收縮或釋放來控制對主囊體體積調節。這兩類系統的優點是系統結構簡單、成本低。缺點是剛柔結合部位多，容易造成主囊體局部應力集中，影響浮空器結構安全性，且在收縮狀態時囊體材料的狀態不易控制，影響再次釋放的安全性。

發明內容

本發明提供一種浮空器展卷變體積裝置及浮空器，用于克服現有技術中主囊體局部應力集中等缺陷，實現主囊體受力的均衡，提高主囊體系統結構的安全性能。

為實現上述目的，本發明提出一種浮空器展卷變體積裝置，包括：

對壓筒，用于容納浮空器的主囊體底部，并限定所述主囊體底部的收縮形狀；呈漏斗狀，頂部和底部分別具有開口；

驅動器，與卷軸傳動連接，為所述卷軸的轉動提供動力；

所述卷軸，位于所述對壓筒下方，并靠近所述對壓筒底部的開口，與所述主囊體底端連接，并隨著自身的轉動能將所述主囊體一部分從所述對壓筒底部開口卷繞于所述卷軸上或展開釋放出來。

本發明還提供一種浮空器，包括安裝架和位于所述安裝架上的主囊體以及所述浮空器展卷變體積裝置以及用于根據高度調節命令向所述浮空器展卷變體積裝置的驅動器發出體積控制指令的控制裝置；

所述浮空器展卷變體積裝置的驅動器和卷軸均安裝在所述安裝架上；

所述主囊體的底部位于所述浮空器展卷變體積裝置的對壓筒內，并且所述主囊體的底端從所述對壓筒底部開口伸出后固定于所述卷軸上；

所述驅動器的控制端與所述控制裝置電性連接。