[发明专利]一种在线监测浮空飞行器副气囊体积及丰满度的装置

权利要求书

1.一种在线监测浮空飞行器副气囊体积及丰满度的装置，其特征在于它由A差压传感器（1）、B差压传感器（2）、大气数据采集系统（3）、大气静压采集装置（4）、A温度传感器（5）、B温度传感器（6）、球载通信系统（10）和地面中控室（9）组成，A差压传感器（1）、B差压传感器（2）、大气数据采集系统（3）分别安装在浮空飞行器整流罩内的挂架上，浮空飞行器的气囊（7）和副气囊（8）上分别开有气体采集接口，A差压传感器（1）和B差压传感器（2）的正压接口分别通过管路与浮空飞行器的气囊（7）和副气囊（8）上的气体采集接口相连，大气静压采集装置（4）安装在浮空器的气囊底部，大气静压采集装置（4）通过管路分别与A差压传感器（1）和B差压传感器（2）负压接口相连，A温度传感器（5）和B温度传感器（6）分别安装在浮空飞行器的气囊（7）和副气囊（8）底部，A差压传感器（1）、B差压传感器（2）、大气数据采集系统（3）、A温度传感器（5）和B温度传感器（6）的信号输出端分别通过球载通信系统10与地面中控室（9）的信号输入端信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种在线监测浮空飞行器副气囊体积及丰满度的装置，其特征在于监测浮空飞行器副气囊体积及丰满度的计算方法如下：

对任意飞行高度H时副气囊（8）顶部进行受力分析，并根据力学平衡知识易得                                                      (1)

式中：

h-任意海拔高度H处副气囊顶端距气囊底部垂直高度，m；

－气囊差压传感器测得超压值，Pa；

－副气囊差压传感器测得超压值，Pa；

－副气囊材料重力相对副气囊测压点处产生的压

力，Pa；

－重力加速度，m/s²；

－副气囊内空气密度，kg/m³；

－气囊内的氦气密度，kg/m³；

根据理想气体状态方程可得：

    (2)

     (3)

式中：

－任意海拔高度H处大气压力，Pa；

－任意海拔高度H处气囊及副气囊实测温度，K；

－空气气体常数，J/kgK，=286.72J/kgK；

－氦气气体常数，J/kgK，=2078.75 

J/kgK，

则由式(1)、(2)、(3)可得：

   (4)

则任意海拔高度H处副气囊体积V_H副及副气囊丰满度可表示为：

        (5)

     (6)

式中：

－任意海拔高度H处副气囊实时体积占副气囊总体积的比值，无量纲；

－任意海拔高度H处副气囊实时体积，m³；

－副气囊总体积，m³；

－副气囊体积关于垂直高度h的求解函数，m³。