[发明专利]平流层探针

说明书

本发明公开了一种平流层探针，包括：底座和平流层平台；核心筒，核心筒设置于底座上；外围结构，位于核心筒外侧，承受主体结构的侧向荷载；气囊，填充结构内部空腔和/或包裹于构件外，以产生浮力平衡结构部分自重；连接构件，连接核心筒与外围结构。该平流层探针设计考虑风荷载的影响，符合结构的实际工作环境，可以为高层大气研究提供基础，也可以为传输通讯信号和放飞飞行器提供较好的条件。

技术领域

本发明涉及空间技术领域，特别涉及一种平流层探针。

背景技术

空间地球科学、空间物理、天文观测等领域的长期观测和试验需要尽量减小地球大气层的影响。部分宇宙射线的粒子只有在一定海拔高度以上才能够观测到，同时在高空也可以避免天气因素对观测的影响。目前的临近空间观测平台基本为各类高空飞行器，观测时间较短，并且难以保持稳定的观测条件。

建设平流层探针等固定式的临近空间观测平台将为空间探测与高空研究提供特殊的、新型的、高性价比平台。基于平流层探针开展上述空间科学研究，对于这些领域取得重大科学突破具有重要的意义。

微重力实验主要通过高空自由落体实现，超高建筑将提供较长的自由落体时间，对于微重力和生命科学等领域的长期观测和试验提供重要的设备支持。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种平流层探针，该平流层探针为高层大气研究和微重力研究等提供基础，也可以为传输通讯信号和放飞飞行器提供较好的条件。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种平流层探针，包括：底座和平流层平台；核心筒，所述核心筒设置于所述底座上；外围结构，位于所述核心筒外侧，承受主体结构的侧向荷载；气囊，填充结构内部空腔和/或包裹于构件外，以产生浮力平衡结构部分自重；连接构件，连接所述核心筒与所述外围结构。

本发明实施例的平流层探针，基于已有并在实际建筑结构中使用的FRP材料进行设计，考虑风荷载的影响，并利用主动控制技术减小核心筒的振动和位移，还设计有气囊，气囊中低密度气体的质量可以调节，根据情况改变结构不同部分所受的浮力，从而在一定程度上调节结构受力情况，有利于结构稳定和正常工作。

另外，根据本发明上述实施例的平流层探针还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：设置于所述底座上的多根外立柱，所述多根外立柱之间通过多根环形连接梁相连；多根斜拉杆，所述多根斜拉杆设置于所述多根外立柱之间，增强所述多根外立柱与所述环形连接梁形成的框架结构的刚度；多根连接杆，所述多根连接杆连接所述核心筒与所述多根外立柱；构件内气囊，存在于所述构件内部的空腔中，用于产生浮力以平衡结构部分自重；构件外气囊，由第一气囊和第二气囊组成。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：外筒，在预设高度下所述外筒的外侧存在连接所述外筒的外壳；第三气囊，所述第三气囊位于所述核心筒与所述外筒之间，以产生浮力平衡结构部分自重；多层细索网，用于约束所述第三气囊的位置，并传递浮力至所述主体结构；多条车幅式拉索，所述多条车幅式拉索连接所述核心筒与所述外筒。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：斜拉索，所述斜拉索连接所述主体结构与地面以承受部分侧向荷载。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一气囊和所述第二气囊均由刚性气囊骨架支撑，用于产生浮力以平衡结构部分自重，所述第二气囊的横截面为圆形，所述第一气囊横截面为流线型。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：滑轨，所述滑轨设置于所述气囊骨架与所述构件之间，以使所述气囊骨架绕所述构件轴线旋转。