[實用新型]適用于臨近空間的浮空裝置

有效

• 申請號: 201820445051.9
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN208264544U
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 羅世彬;李珺;廖俊;袁俊杰;蔣祎;楊澤川
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B64B1/00
• 分類號: B64B1/00;B64B1/44;B64B1/70
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 鄧淑紅

本實用新型公開了一種適用于臨近空間的浮空裝置，它包括浮空主體、載荷艙和配重艙，浮空主體包括平衡球和套于平衡球外的動力球，配重艙內設有壓艙物，配重艙的艙門可開合；動力球與平衡球的浮力之和大于整個浮空裝置的重力，平衡球的浮力不大于載荷艙的重力，平衡球的臨界體積大于動力球的臨界體積。上升過程中外部氣壓減小動力球和平衡球體積擴大，由于平衡球的臨界體積大于動力球的臨界體積，在一定高度時動力球爆炸，動力球爆炸后整個裝置的合力向下，裝置速度漸變，裝置運行至設定高度時，控制配重艙艙門打開卸載，至平衡球的浮力等于整個裝置的重力，此時整個裝置的加速度為零，在空氣阻力的作用下裝置的速度漸變為零，實現在高空中駐留。

技術領域

本實用新型屬于飛行器領域，尤其涉及一種適用于臨近空間的浮空裝置。

背景技術

在距離地面20～100公里的空域被稱為臨近空間，這一空域空氣比較稀薄，不受國界限制，具有較大的開發價值。在臨近空間可以布置浮空器，搭載成像傳感器，也可以實現對地成像偵察。由于浮空器裝載的是比空氣稀薄的氣體，在臨近空間是一種“飄浮”的狀態，因此，維持其運動狀態所耗費的能量極少。目前，國內只有超壓球和某些薄膜材料零壓球可實現高空駐留，但是這類氣球價格昂貴，如果橡膠氣球可以實現這一功能，成本可大大降低，目前我國還沒有實現橡膠氣球在空中任意高度駐留的技術，原則上橡膠氣球在充氣后會一直上升直至炸裂。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種能夠在零風層內任意高度駐留的適用于臨近空間的浮空裝置。

本實用新型提供的這種適用于臨近空間的浮空裝置，它包括浮空主體、載荷艙和配重艙，浮空主體包括平衡球和套于平衡球外的動力球，配重艙內設有壓艙物，配重艙的艙門可開合；動力球與平衡球的浮力之和大于整個浮空裝置的重力，平衡球的浮力不大于載荷艙的重力，平衡球的臨界體積大于動力球的臨界體積。

在一個具體實施方式中，使所述配重艙包括底端開口的艙體和艙門，艙門的一端鉸接于艙體的底端、另一端設有彈簧，彈簧的另一端通過橡膠繩與箱體的內壁相連，配重艙內還設有能夠熔斷橡膠繩的熔斷裝置。

在一個具體實施方式中，使所述熔斷裝置包括熱熔元件、電源、傳感器和控制器；電源用于供電，傳感器和熱熔元件分別與控制器相連，傳感器用于判定浮空器當前狀態，控制器用于根據傳感器判定的浮空器狀態控制熱熔元件是否工作。

作為優選，使所述熱熔元件為纏繞于所述橡膠繩外的熱熔絲。

作為替代方案，或者使所述熱熔元件為包覆于所述橡膠繩外的熱熔套，熱熔套的內徑匹配于系繩的外徑，熱熔套的軸向設有用于系繩卡入的開口。

作為優選，在所述熱熔元件外設有碳纖維布以避免熱量流失。

為了保證在高空低溫環境下正常工作，在所述載荷艙、配重艙的內壁均設有保溫層。

為了便于回收利用，在所述載荷艙外設有回收傘。

本實用新型通過平衡球和動力球的浮力使整個裝置能夠上升，上升過程中外部氣壓減小動力球和平衡球體積擴大，由于平衡球的臨界體積大于動力球的臨界體積，在一定高度時動力球爆炸，動力球爆炸后整個裝置的合力向下，裝置速度漸變，裝置運行至設定高度(設定高度位于零風層中)，控制配重艙艙門打開卸載，至平衡球的浮力等于整個裝置的重力，此時整個裝置的加速度為零，在空氣阻力的作用下裝置的速度漸變為零，實現在高空中駐留。

附圖說明

圖1為本實用新型的布置示意圖。

圖2為本實用新型中儲物箱的結構示意圖。

圖3為本實用新型中釋放回路的流程框圖。

圖示序號：

1—浮空主體，11—平衡球，12—動力球；