[發明專利]一種恒升力充氣閉孔微結構浮空材料單元

有效

• 申請號: 201811593938.3
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109533267B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 王長國;譚惠豐;王亞飛;邱星翰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64B1/58
• 分類號: B64B1/58
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發明公開了一種恒升力充氣閉孔微結構浮空材料單元，所述浮空材料單元包括立方框架、內部支撐骨架、外氣閥、功能凝膠體貯存室、內氣閥、彈性蒙皮，其中：所述立方框架的每個面均覆蓋彈性蒙皮密封；所述外氣閥設置在彈性蒙皮邊緣區域；所述內氣閥設置在彈性蒙皮中心區域；所述內部支撐骨架設置在立方框架的內部且與每個面的彈性蒙皮中心區域相交，形成鏤空的半彈性蒙皮；所述功能凝膠體貯存室設置在內部支撐骨架的內部；所述功能凝膠體貯存室的內部充滿功能性凝膠材料。本發明的充氣閉孔微結構浮空材料單元可以極大地提高當前浮空器的服役穩定性、可靠性和服役時間，實現長時間穩定駐空。

技術領域

本發明屬于浮空技術領域，涉及一種用于分體式弱關聯模塊化浮空平臺的恒升力充氣閉孔微結構浮空材料單元。

背景技術

浮空器不僅在生產生活中具有廣泛的使用價值，如代替衛星提供定點駐空作業、作為應急通訊站、檢測森林火勢險情、大氣監測等，而且在軍事上也擁有廣泛的應用前景，如布置空中飄雷阻退進犯來敵等。然而，現有浮空器所采用的大容積沖壓維形技術使得產品質量控制難度大、工業生產標準化、規模化困難；而且大型囊體壓力控制不易且受到外界環境影響明顯，從而使得大型囊體的穩定性和安全性降低。隨著生產生活、軍事應用需求的提高，具備長久駐空能力，兼具防空駐空與結構承載能力的浮空器成為目前發展的需求。然而，現有設計范式無法滿足這些需求，其成本和質量控制也無法行之有效的實施。為了解決和實現高效穩定駐空和快速部署響應，更需要進行相應產品的研發與設計。

發明內容

本發明為了解決現有浮空器存在的上述問題，提供了一種恒升力充氣閉孔微結構浮空材料單元，可用于構建分體式弱關聯模塊化浮空平臺。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種恒升力充氣閉孔微結構浮空材料單元，包括立方框架、內部支撐骨架、外氣閥、功能凝膠體貯存室、內氣閥、彈性蒙皮，其中：

所述立方框架的每個面均覆蓋彈性蒙皮密封；

所述外氣閥設置在彈性蒙皮邊緣區域；

所述內氣閥設置在彈性蒙皮中心區域；

所述外氣閥與內氣閥設置在彈性蒙皮的同一面上；

所述內部支撐骨架設置在立方框架的內部且與每個面的彈性蒙皮中心區域相交，形成鏤空的半彈性蒙皮；

所述功能凝膠體貯存室設置在內部支撐骨架的內部；

所述功能凝膠體貯存室的內部充滿功能性凝膠材料。

相比于現有技術，本發明具有如下優點：

1、充氣閉孔微結構浮空材料單元在產品制作中，可以實現便利的質量和成本控制，不僅可以實現產品制作的工業化而且可以使產品的標準化成為可能。

2、根據實際工況中需要部署充氣閉孔微結構浮空材料單元數量的多少，定向的產品制作和大規模組裝可以大幅度提高空間飛行器的應急響應效率。

3、由于充氣閉孔微結構浮空材料單元兼具自適應特性和剛度支撐特性，所以其單個單元以及大規模部署的浮空平臺的壓差維形難度小，整體的結構穩定性提高。

4、傳統浮空器對外界環境變化不敏感，本發明的充氣閉孔微結構浮空材料單元可以極大地提高當前浮空器的服役穩定性、可靠性和服役時間，實現長時間穩定駐空。

5、充氣閉孔微結構浮空材料單元內含功能性凝膠材料，可以實現駐空與毀傷打擊功能一體化，為實現大規模占空、駐空、防空提供了設計靈感和必要保證。

附圖說明

圖1為本發明恒升力充氣閉孔微結構浮空材料單元的地面充氣狀態示意圖；

圖2是本發明恒升力充氣閉孔微結構浮空材料單元的工作狀態示意圖；