[發(fā)明專利]一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110573579.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN113250948B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊超;蔡明;顏坤;史智廣;杜超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京臨近空間飛艇技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): F04B51/00
• 分類號(hào): F04B51/00
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 王姝尹

1.一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括：

囊體組件，所述囊體組件包括外囊體(1)和內(nèi)囊體(2)，所述內(nèi)囊體(2)和所述外囊體(1)均為圓柱狀結(jié)構(gòu)，且二者相對(duì)布置；

連接組件，所述連接組件包括氦氣壓縮機(jī)(3)、循環(huán)管道(4)、進(jìn)氣管道(5)和出氣管道(6)，所述氦氣壓縮機(jī)(3)設(shè)于所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)外部，且位于所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)之間，所述進(jìn)氣管道(5)一端與所述外囊體(1)連通，另一端與所述氦氣壓縮機(jī)(3)的進(jìn)氣口連通，所述出氣管道(6)一端與所述內(nèi)囊體(2)連通，另一端與所述氦氣壓縮機(jī)(3)的出氣口連通；所述循環(huán)管道(4)兩端分別與所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)連通，且所述循環(huán)管道(4)上設(shè)置有氦氣電控閥，所述氦氣電控閥靠近所述外囊體(1)設(shè)置；

測(cè)控組件，所述測(cè)控組件設(shè)于所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)外部，并與所述氦氣壓縮機(jī)(3)和所述氦氣電控閥電性連接，用于控制所述氦氣壓縮機(jī)(3)和所述氦氣電控閥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)周側(cè)壁上均設(shè)有外部拉袢(7)、纖維條帶(8)和配重塊(9)，所述纖維條帶(8)兩端分別與所述外部拉袢(7)和所述配重塊(9)固定連接，用于對(duì)所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)進(jìn)行固定系留。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)側(cè)壁上均設(shè)有兩組以上所述外部拉袢(7)，且兩組以上所述外部拉袢(7)分別相對(duì)布置在所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)的外側(cè)壁上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，每組所述外部拉袢(7)均包括兩個(gè)以上所述外部拉袢(7)，且兩個(gè)以上所述外部拉袢(7)均勻間隔排布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)的兩端均設(shè)有充放氣管道(10)，且所述充放氣管道(10)與對(duì)應(yīng)的所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)連通設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述連接組件還包括泄壓管道，所述泄壓管道設(shè)于所述外囊體(1)和所述氦氣壓縮機(jī)(3)之間，且其兩端分別與所述外囊體(1)和所述氦氣壓縮機(jī)(3)連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫度傳感器(11)和壓力傳感器(12)，所述外囊體(1)和所述內(nèi)囊體(2)上均設(shè)有所述溫度傳感器(11)和所述壓力傳感器(12)，所述溫度傳感器(11)和所述壓力傳感器(12)均與所述測(cè)控組件電性連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)控組件包括數(shù)采終端模塊、測(cè)控軟件模塊和無線連接模塊，所述數(shù)采終端模塊的輸入端與所述溫度傳感器(11)和所述壓力傳感器(12)電性連接，所述數(shù)采終端模塊的輸出端與所述測(cè)控軟件模塊的輸入端電性連接，所述測(cè)控軟件模塊的輸出端與所述氦氣壓縮機(jī)(3)和所述氦氣電控閥電性連接，所述測(cè)控軟件模塊利用所述無線連接模塊與外部通訊設(shè)備電性連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，還包括支撐組件，所述支撐組件包括壓縮機(jī)支撐架(13)和循環(huán)管道支撐架(14)，所述壓縮機(jī)支撐架(13)設(shè)于所述內(nèi)囊體(2)和所述外囊體(1)之間，用于安裝固定所述氦氣壓縮機(jī)(3)，所述循環(huán)管道支撐架(14)設(shè)于所述循環(huán)管道(4)下方，用于固定支撐所述循環(huán)管道(4)。

10.一種如上述權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機(jī)性能指標(biāo)地面評(píng)估系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將外囊體和內(nèi)囊體充好氣體后放入試驗(yàn)箱環(huán)境中，使二者配重穩(wěn)定系統(tǒng)布置到位，并將氦氣電控閥開度開到最大，隨后在試驗(yàn)箱溫度和壓力逐步調(diào)整時(shí)，使外囊體和內(nèi)囊體基本自由成型；

(2)啟動(dòng)氦氣壓縮機(jī)，將氦氣壓縮機(jī)啟動(dòng)到最大轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，使外囊體和內(nèi)囊體之間形成穩(wěn)定流動(dòng)，并保證外囊體和內(nèi)囊體之間保持較小的壓差；

(3)通過設(shè)定控制時(shí)間間隔ΔT，不斷減小氦氣電控閥的開度，等待達(dá)到最終穩(wěn)定時(shí)，能夠獲得內(nèi)囊體和外囊體之間存在明顯壓差ΔP為止，并通過查閱氦氣電控閥的不同開度對(duì)應(yīng)的流阻系數(shù)，估算出在背壓ΔP時(shí)，經(jīng)過氦氣電控閥閥口的實(shí)際流量flux；

(4)進(jìn)一步減小氦氣電控閥開度并重復(fù)上述步驟(3)，直到ΔP達(dá)到最大背壓時(shí)停止試驗(yàn)，若無法達(dá)到最大背壓，則說明氦氣壓縮機(jī)無法達(dá)到最大壓頭，在采用本步驟進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，可以獲得若干背壓ΔP_i條件下的閥口流量f_i。