[实用新型]一种热气飞艇自增压热源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热源装置，具体地说，涉及一种为热气飞艇提供升力的自增压热源装置，属于轻于空气的飞行器领域。

背景技术

传统的热气球及热气飞艇依靠位于气囊底部或内部的气体燃烧器加热其内部的空气获得升力而升空，这种热气球或热气飞艇的气囊一般为开放式结构，气囊内部与外界环境的气压差接近零，因而这种热气球或热气飞艇在飞行过程中缺少迎风面抗风能力，在较小的风速下气囊即容易出现变形，从而导致这种热气球或热气飞艇的安全性差，使之迟迟不能进入到实用阶段。近年来，一种超压式热气飞艇开始得到关注，这种热气飞艇一般采用封闭式的气囊结构，采用不同形式的气囊增压热源装置，使气囊维持超压、净升力状态，从而提高了热气飞艇的抗风能力，克服了传统热气飞艇的不足。

因此，气囊增压热源装置成为超压式热气飞艇升空工作的关键。文献专利号CN201553298U中公布的一种系留热气飞艇浮空平台，采用传统气体燃烧器作为热源装置，采用增压风机作为气囊压力调节设备，使热气飞艇可以工作在超压状态；文献专利号CN201280224Y中公布了一种氦气热气飞艇，采用电加热装置作为热源装置，采用2个副气囊作为气囊压力调节装置，从而可以使热气飞艇以类似氦气飞艇的形式工作在超压状态下；文献专利号CN1064657A中公布了一种以涡轮喷气发动机为动力的热气飞艇，将涡轮喷气发动机安装在气囊内部，采用涡轮喷气发动机作为热源装置和动力装置，同时通过在涡轮喷气发动机喷气道内设置气囊充气道，通过调节气囊充气调节门达到调节气囊工作压力的目的；文献专利号CN201010158306.1中公开了一种装有涡喷发动机或自增压燃烧器的系留气球，将涡喷发动机或自增压燃烧器安装在系留气球球体底部，其出气口通过引气管道与球体内部连通。

然而，上述超压式热气飞艇上所采用的增压热源装置都存在系统结构复杂、热效率低下、安全性及可靠性较差等不足，难以确保超压式热气飞艇进入实用阶段。如专利CN201553298U公布的系留热气飞艇浮空平台的增压热源装置采用增压风机与气体燃烧器的组合，其系统结构庞大、复杂，而且工作过程不可避免的存在热量损失大，燃烧器容易熄火以及潜在的热气飞艇意外失火；专利CN201280224Y的氦气热气飞艇采用电加热装置，由于能量转换过程中的损失，实际获得的热效率非常低，同时气囊内置的副气囊降低了气囊的净升力，因此这种增压热源方式在体积稍大的热气飞艇上不具有可行性；专利CN1064657A公布以涡轮喷气发动机为动力的热气飞艇，其热源装置的涡轮喷气发动机在气囊内的装卸、使用维护都难以得到可靠实现，同时因其导致的气囊结构非常复杂，使得热气飞艇的安全性无法得到保证；专利CN201010158306.1公布的增压热源装置不足在于其涡喷发动机或自增压燃烧器直接吊装在球体底部，引气管道一端与涡喷发动机或自增压燃烧器连接，另一端悬置并伸入气囊中，这种装置在其工作过程中，安装非常复杂，同时悬空的引气管道在其内部热气流的作用下产生强烈震动，容易导致该增压热源装置失去平衡或不能平稳工作，而且，一旦该热源装置停止工作，球体内部的气体就会迅速从引气管道逃逸，造成球体内部热量及气体压力损失，在较大风速条件下影响球体的结构安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有增压热源装置结构复杂、热效率低下、安全性及可靠性较差的问题，提供一种安全可靠、高效、使用简便的自增压热源装置。利用该自增压热源装置所提供热气，同时满足热气飞艇飞行过程中的升力及气囊压力需求。

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种热气飞艇自增压热源装置，包括增压燃烧器、尾气喷管、安装架和挡流板；安装架挂装在热气飞艇气囊底部外表面的安装接口上；增压燃烧器固定在安装架上；尾气喷管一端与增压燃烧器喷气口连接，另一端伸入热气飞艇的气囊内部，尾气喷管伸入气囊内部的一端设有扩流口；挡流板设置于扩流口内部或扩流口上方。

其中，增压燃烧器采用燃烧效率高并能产生高流量、高温尾气的自增压燃烧器，它可以是微型或小型涡喷发动机、涡扇发动机或其他喷气式发动机，根据热气飞艇工作的需要，增压燃烧器通过常用的螺钉紧固方式以水平或垂直状态固定在安装架上。

其中，安装架为桁架式结构，采用轻质合金材料或碳纤维等复合材料制造成型，根据增压燃烧器安装状态，安装架为水平挂装式或垂直挂装式结构，为增压燃烧器提供一个安全、可靠的工作平台。

其中，尾气喷管采用耐高温合金材料制造，喷管外壁覆盖耐高温隔热保温材料。