[发明专利]一种恒升力充气闭孔微结构浮空材料单元

说明书

本发明公开了一种恒升力充气闭孔微结构浮空材料单元，所述浮空材料单元包括立方框架、内部支撑骨架、外气阀、功能凝胶体贮存室、内气阀、弹性蒙皮，其中：所述立方框架的每个面均覆盖弹性蒙皮密封；所述外气阀设置在弹性蒙皮边缘区域；所述内气阀设置在弹性蒙皮中心区域；所述内部支撑骨架设置在立方框架的内部且与每个面的弹性蒙皮中心区域相交，形成镂空的半弹性蒙皮；所述功能凝胶体贮存室设置在内部支撑骨架的内部；所述功能凝胶体贮存室的内部充满功能性凝胶材料。本发明的充气闭孔微结构浮空材料单元可以极大地提高当前浮空器的服役稳定性、可靠性和服役时间，实现长时间稳定驻空。

技术领域

本发明属于浮空技术领域，涉及一种用于分体式弱关联模块化浮空平台的恒升力充气闭孔微结构浮空材料单元。

背景技术

浮空器不仅在生产生活中具有广泛的使用价值，如代替卫星提供定点驻空作业、作为应急通讯站、检测森林火势险情、大气监测等，而且在军事上也拥有广泛的应用前景，如布置空中飘雷阻退进犯来敌等。然而，现有浮空器所采用的大容积冲压维形技术使得产品质量控制难度大、工业生产标准化、规模化困难；而且大型囊体压力控制不易且受到外界环境影响明显，从而使得大型囊体的稳定性和安全性降低。随着生产生活、军事应用需求的提高，具备长久驻空能力，兼具防空驻空与结构承载能力的浮空器成为目前发展的需求。然而，现有设计范式无法满足这些需求，其成本和质量控制也无法行之有效的实施。为了解决和实现高效稳定驻空和快速部署响应，更需要进行相应产品的研发与设计。

发明内容

本发明为了解决现有浮空器存在的上述问题，提供了一种恒升力充气闭孔微结构浮空材料单元，可用于构建分体式弱关联模块化浮空平台。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种恒升力充气闭孔微结构浮空材料单元，包括立方框架、内部支撑骨架、外气阀、功能凝胶体贮存室、内气阀、弹性蒙皮，其中：

所述立方框架的每个面均覆盖弹性蒙皮密封；

所述外气阀设置在弹性蒙皮边缘区域；

所述内气阀设置在弹性蒙皮中心区域；

所述外气阀与内气阀设置在弹性蒙皮的同一面上；

所述内部支撑骨架设置在立方框架的内部且与每个面的弹性蒙皮中心区域相交，形成镂空的半弹性蒙皮；

所述功能凝胶体贮存室设置在内部支撑骨架的内部；

所述功能凝胶体贮存室的内部充满功能性凝胶材料。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1、充气闭孔微结构浮空材料单元在产品制作中，可以实现便利的质量和成本控制，不仅可以实现产品制作的工业化而且可以使产品的标准化成为可能。

2、根据实际工况中需要部署充气闭孔微结构浮空材料单元数量的多少，定向的产品制作和大规模组装可以大幅度提高空间飞行器的应急响应效率。

3、由于充气闭孔微结构浮空材料单元兼具自适应特性和刚度支撑特性，所以其单个单元以及大规模部署的浮空平台的压差维形难度小，整体的结构稳定性提高。

4、传统浮空器对外界环境变化不敏感，本发明的充气闭孔微结构浮空材料单元可以极大地提高当前浮空器的服役稳定性、可靠性和服役时间，实现长时间稳定驻空。

5、充气闭孔微结构浮空材料单元内含功能性凝胶材料，可以实现驻空与毁伤打击功能一体化，为实现大规模占空、驻空、防空提供了设计灵感和必要保证。

附图说明

图1为本发明恒升力充气闭孔微结构浮空材料单元的地面充气状态示意图；

图2是本发明恒升力充气闭孔微结构浮空材料单元的工作状态示意图；