[实用新型]一种系留浮空气球平台

说明书

技术领域

本实用新型属于轻于空气飞行器领域,具体涉及一种系留浮空气球平台。

背景技术

浮空器是一种依靠密度轻于空气的浮升气体实现定点滞空或飞行的航空飞行器，具有效费比高、滞空时间长等特殊使用优势，在通信、信息传输等技术领域内具有广泛应用前景。

为了实现对宽广地面及偏远山区用户的通信、信息传输等目的，将通信、信息传输用的无线移动通讯基站等设备安装到浮空器上，并且通过地面供电等措施，保障空中基站正常工作，依赖浮空器平台滞空时间长的优势，在一定时间范围内可实现平台无人值守工作。

然而在偏远地区，由于敷设供电线路成本高，能够为空中通讯基站提供电源的方法只有蓄电池或地面太阳能电站。其中，蓄电池容量有限，需要工作人员频繁更换电池，而地面太阳能电站受风沙、日照角度与时间的影响，供电能力有限，并且由于地面太阳能电站架设周期长、费用高，难以适应空中通讯基站的快速部署需求。

目前作为空中通讯基站平台的艇型或球型浮空器都是单个设计，一方面，由于其尺寸体积大，对浮空器囊体材料强度要求高，从而导致浮空器制造成本高昂。另一方面，这种单一的艇型或球型浮空器不适于高效能硬质太阳能电池板在囊体上的固定安装。而且体积庞大的浮空器平台在滞空状态时，受风力的影响，会朝某一个方向旋转，抗风性能弱。同时还存在升空回收操作困难等不足。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型旨在提供一种对囊体材料要求低、成本低、抗风性好、可实现长期无人值守的系留浮空气球平台。

本实用新型解决问题的技术方案是：一种系留浮空气球平台，包括由至少三个相互连接并紧密接触的浮空气球构成的气球阵、固定于气球阵顶部的太阳能电池组件、固定于气球阵底部的设备安装台、主系留绳、以及固定于地面的地面系留装置；

每一个浮空气球的底部均连接有聚合绳，所有聚合绳汇集到一起并与主系留绳上端连接，主系留绳下端与地面系留装置连接。

上述方案中，浮空气球的囊体可采用球型充气膜结构，采用轻质柔性复合材料，如高分子薄膜材料、PU或PVC涂层复合材料制造，具有较低的材料重量，较好的气密性。气球囊体顶部及底部的连接处均采用柔性连接。设备安装台为采用轻质、高强刚性材料（如铝合金、碳纤维复合材料等）制造的刚性结构桁架，其上设置有安装接口，通过安装接口装配连接各种电子设备。

优选的，气球阵由三个充满浮升气体（氢气、氦气等）的浮空气球构成。

一种优选的方案中，在其中一个浮空气球的下部设有迎风兜，所述迎风兜为与浮空气球固定连接的可摆动、扭曲的柔性平面，迎风兜的下端连接有张拉绳，张拉绳的另一端与主系留绳的上端连接。

另一种优选的方案中，在位于同一直线上的浮空气球中、每个浮空气球下部均设有迎风兜，所有迎风兜位于同一直线上并朝向同一方向，每个迎风兜的下端连接有张拉绳，张拉绳的另一端与主系留绳的上端连接。

在不设计迎风兜的情况下，滞空时，气球受到高空的风影响，可能存在朝某一方向不停旋转的问题。

上述方案中，在设置一个迎风兜的情况下，朝某一侧面吹来的风被迎风兜遮挡，浮空气球随之转动一定偏角，但在主系留绳的约束下，又会回转，使得在风力影响下，气球始终在一个小角度范围内来回小幅偏摆。设置两个或更多个迎风兜是为了增大兜风的面积，从而缩小偏摆幅度。因此，通过迎风兜可使得系留浮空气球平台在滞空工作时，实现其姿态的自动调节，避免朝某一个方向不停旋转的问题。迎风兜可采用三角形或等腰梯形结构，采用柔性高分子复合材料制作，与囊体底部可靠连接。

进一步的，所述浮空气球的囊体内设有空气囊、以及控制空气囊内的空气进出的控制组件。

所述控制组件包括阀门、风机等常规压力控制部件，是现有技术常用的部件。目的是使囊体保持较为恒定的工作压力，进一步提高囊体工作时的安全性。

进一步的，在相邻浮空气球的接触面之间设有将相邻的浮空气球之间相对固定的交叉系绳。设计交叉系绳是为了提高气球的整体平稳性和结构安全。

具体的，所述地面系留装置包括固定于地面的柔性垫、用于收放主系留绳的主卷扬机，主卷扬机设置在浮空气球的正下方。所述柔性垫可以为气垫、海绵垫、泡沫垫等。

所述柔性垫与浮空气球的数量相同，且为中空的环形结构，其环心的间距与浮空气球之间的球心间距相等。

优选的，每一个浮空气球的底部还设有辅助系留绳，所述地面系留装置还包括固定在地面上的辅助卷扬机，辅助卷扬机与辅助系留绳的数量相同，所述辅助系留绳的另一端与其对应的辅助卷扬机连接。