[發明專利]一種平流層飛艇氦氣壓縮機性能指標地面評估系統及方法

有效

• 申請號: 202110573579.0
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113250948B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 熊超;蔡明;顏坤;史智廣;杜超
• 申請（專利權）人: 北京臨近空間飛艇技術開發有限公司
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(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性能指標地面評估系統，其特征在于，包括：

囊體組件，所述囊體組件包括外囊體(1)和內囊體(2)，所述內囊體(2)和所述外囊體(1)均為圓柱狀結構，且二者相對布置；

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

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

2.根據權利要求1所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機性能指標地面評估系統，其特征在于，所述外囊體(1)和所述內囊體(2)周側壁上均設有外部拉袢(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，用于對所述外囊體(1)和所述內囊體(2)進行固定系留。

3.根據權利要求2所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機性能指標地面評估系統，其特征在于，所述外囊體(1)和所述內囊體(2)側壁上均設有兩組以上所述外部拉袢(7)，且兩組以上所述外部拉袢(7)分別相對布置在所述外囊體(1)和所述內囊體(2)的外側壁上。

4.根據權利要求3所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機性能指標地面評估系統，其特征在于，每組所述外部拉袢(7)均包括兩個以上所述外部拉袢(7)，且兩個以上所述外部拉袢(7)均勻間隔排布。

5.根據權利要求1所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機性能指標地面評估系統，其特征在于，所述外囊體(1)和所述內囊體(2)的兩端均設有充放氣管道(10)，且所述充放氣管道(10)與對應的所述外囊體(1)和所述內囊體(2)連通設置。

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

7.根據權利要求1-6任一項所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機性能指標地面評估系統，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)和所述內囊體(2)上均設有所述溫度傳感器(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)均與所述測控組件電性連接。

8.根據權利要求7所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機性能指標地面評估系統，其特征在于，所述測控組件包括數采終端模塊、測控軟件模塊和無線連接模塊，所述數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，所述數采終端模塊的輸出端與所述測控軟件模塊的輸入端電性連接，所述測控軟件模塊的輸出端與所述氦氣壓縮機(3)和所述氦氣電控閥電性連接，所述測控軟件模塊利用所述無線連接模塊與外部通訊設備電性連接。

9.根據權利要求1-6任一項所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機性能指標地面評估系統，其特征在于，還包括支撐組件，所述支撐組件包括壓縮機支撐架(13)和循環管道支撐架(14)，所述壓縮機支撐架(13)設于所述內囊體(2)和所述外囊體(1)之間，用于安裝固定所述氦氣壓縮機(3)，所述循環管道支撐架(14)設于所述循環管道(4)下方，用于固定支撐所述循環管道(4)。

10.一種如上述權利要求1-9任一項所述的一種平流層飛艇氦氣壓縮機性能指標地面評估系統的方法，其特征在于，包括如下步驟：

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

(2)啟動氦氣壓縮機，將氦氣壓縮機啟動到最大轉速穩定后，使外囊體和內囊體之間形成穩定流動，并保證外囊體和內囊體之間保持較小的壓差；

(3)通過設定控制時間間隔ΔT，不斷減小氦氣電控閥的開度，等待達到最終穩定時，能夠獲得內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應的流阻系數，估算出在背壓ΔP時，經過氦氣電控閥閥口的實際流量flux；

(4)進一步減小氦氣電控閥開度并重復上述步驟(3)，直到ΔP達到最大背壓時停止試驗，若無法達到最大背壓，則說明氦氣壓縮機無法達到最大壓頭，在采用本步驟進行試驗的過程中，可以獲得若干背壓ΔP_i條件下的閥口流量f_i。