[实用新型]一种具有飞艇和太阳能飞机的近空间飞行器有效
申请号: | 201520437573.0 | 申请日: | 2015-06-24 |
公开(公告)号: | CN204822053U | 公开(公告)日: | 2015-12-02 |
发明(设计)人: | 任毅如;甘磊;回佩宾;文桂林;方棋洪;张田田;孟少华 | 申请(专利权)人: | 湖南大学 |
主分类号: | B64B1/06 | 分类号: | B64B1/06;B64C39/00;B64D27/24 |
代理公司: | 深圳市兴科达知识产权代理有限公司 44260 | 代理人: | 王翀;叶舟 |
地址: | 410082 湖*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 具有 飞艇 太阳能 飞机 空间 飞行器 | ||
技术领域
本实用新型涉及一种近飞行器,尤其是涉及一种可在太空或近空间开展探测的飞行器,其具有飞艇及太阳能飞机的双重特点,适合作为临近空间飞行器或者火星探测器。
背景技术
临近空间,意指地表上20公里~100公里的空域,既非传统航空器范畴,也非传统航天器的范围。临近空间飞行器是指能在临近空间作长期、持续飞行的飞行器,具有航空、航天飞行器所不具有的作用与优势,特别是在通信保障、情报收集、电子压制、预警等方面极具发展潜力。与临近空间类似的,银河系的其它星球及外太空的大气同样非常稀薄,环境复杂。因此开发针对临近空间及太空探测的飞行器具有重要意义。
由于临近空间和外太空环境复杂多变,空气密度低,空气动力效应及浮力都较小,因此传统的航空飞行器难以在此空间进行长期的飞行。若想在此空间进行长期有效的飞行及驻留,必须依靠近空间飞行器,目前,近空间飞行器分为:(1)轻于空气的空间飞行器;(2)重于空气的近空间飞行器。前者以飞艇及气球为主。飞艇及气球可在地球上空30公里处滞留很长时间,且具有短距垂直起降性能,然而近空间和外太空环境复杂多变,其往往体积较大,故其速度较低,可操纵性及稳定性较差,因此设计上存在较大困难。重于空气的近空间飞行器以无人机及超高音速飞行器为主,它们具有优秀的可操纵性,但是其难以在近空间飞行器进行长期有效的飞行及驻留,且其飞行成本较高,因此无法成为近空间飞行器的主流。此外,如何提供可持续稳定的动力来源是近空间飞行器在临近空间长时间主流的主要挑战。传统的近空间及外太空飞行器,无法在具有长时间飞行、驻留的同时又具有良好的可操纵性及稳定性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对传统近空间飞行器的不足,提出了一种能在近空间及火星等稀薄空气环境下具有长时间飞行、驻留,具有良好的可操纵性、稳定性,同时成本更低廉,环境友好型的近空间飞行器。
为解决以上技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:一种具有飞艇及太阳能飞机双重特点的近空间飞行器,包括上部的飞艇和下部的太阳能飞机。
进一步的,所述飞艇包括艇体,以及位于艇体尾部的飞艇垂直稳定面和飞艇水平稳定面。
进一步的,太阳能飞机包括太阳能飞机机身,固定在飞机机身两侧的机翼,所述机翼设置有若干组螺旋桨,机翼上表面设有太阳能电池板。
进一步的,机翼展弦比大于2。
进一步的,机翼采用飞翼式布局型式,且为复合材料。
进一步的,还包括一连接装置,所述飞艇和太阳能飞机通过一连接装置连接,方便拆装和维护。
与现有技术相比,本实用新型具备以下优点:
在近空间的飞艇需要携带足够的燃料才能为其提供持续的动力,但是这对采用气艇近空间飞行器是一个极大的挑战。而太阳能飞机依靠太阳能电池板为其提供持续的动力,极大的依赖于太阳光辐射。本实用新型结合太阳能飞机和飞艇优势特征,弥补了单个飞艇或者太阳能飞机作为近空间飞行器的不足。其由飞艇主要提供升力,由太阳能飞机主要提供操纵力,同时飞艇和太阳能飞机也可分别提供部分操纵力和升力,通过两者的组合使其具有飞艇的高空停留时间长,可短距垂直起降的优秀性能,同时兼具飞机机动性强,可操纵性强,飞行稳定性好等飞行特性。
其以太阳能为主,储备电能为辅的动力系统进一步确保优秀的近空间续航能力,同时进一步提升了其生存能力,使其在恶劣的环境下也能进行正常的飞行及任务开展。更为重要的是,在动力系统方面,其可以充分利用太阳能飞机和飞艇的优势,在日照充足的条件下,利用太阳能飞机对飞行器产生推进力和操纵力,在太阳能飞机无法提供稳定动力的情况下,可以依靠飞艇携带的动力提供飞行器推进力和操纵力,可以大大提高飞行器的操纵性和驻留高空的时间。此外,本发明中的飞行器也可在飞艇表面贴太阳能电池板,以提供更多的能源动力。
本实用新型的技术优势在于,飞艇设计技术及太阳能飞机设计技术发展趋于成熟,设计制造上将更为便利。有益效果在于,实用新型将飞机技术和飞艇技术有机结合,充分发挥两者优势特征,扬长避短。同时飞机采用太阳能飞机形式,进一步加强了其优秀的近空间续航能力及其生存能力,且成本更加低廉,对环境污染大大减小。可看出,本实用新型专利所提出的飞行器为一种低污染、低成本、充分可行的方案。
附图说明
图1为本实用新型近空飞行器的整体结构示意图;
图2为本实用新型近空飞行器的侧视图;
图3为本实用新型近空飞行器的前视图;
图4为本实用新型近空飞行器的顶视图;
图5为本实用新型近空飞行器的底部太阳能飞机整体结构示意图;
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