[发明专利]平流层飞艇及其稳态升降和巡航方法

权利要求书

1.一种平流层飞艇，其特征在于，包括主气囊以及设置于所述主气囊内的保形高压气柱，所述主气囊呈扁平状设置，所述保形高压气柱呈环状设置，其内充装氦气，所述保形高压气柱的环形外壁与所述主气囊的内壁接触，所述保形高压气柱的最大直径所在平面与所述主气囊的最大直径所在的平面共面。

2.如权利要求1所述的平流层飞艇，其特征在于，还包括设置于所述主气囊内的头部副气囊、至少两个中部副气囊及尾部副气囊，所述头部副气囊与所述尾部副气囊呈半球状，球面与所述主气囊头部或尾部的内壁接触，所述中部副气囊呈环状，且与所述主气囊的内壁上部和下部接触。

3.如权利要求1或2所述的平流层飞艇，其特征在于，所述保形高压气柱的直径为所述主气囊宽度的1/15～1/10。

4.如权利要求1或2所述的平流层飞艇，其特征在于，所述主气囊的长度与宽度的比例为（1～4）：1，宽度与高度的比例为（1.6~3.5）：1。

5.如权利要求2所述的平流层飞艇，其特征在于，还包括压力控制系统，所述压力控制系统包括连通所述主气囊与所述保形高压气柱的释压阀、入口连通所述主气囊且出口连通所述保形高压气柱的调压气泵、用以检测所述主气囊内压力的压力传感器、用于检测所述保形高压气柱内外压力差的压差传感器、用于向所述头部副气囊与所述尾部副气囊以及所述中部副气囊充入空气的电动鼓风机以及主控制器，所述主控制器包括至少一个输入端及至少一个输出端，所述压力传感器与所述压差传感器分别电性连接所述主控制器的输入端，所述释压阀的执行机构与所述调压气泵的继电开关分别电性连接所述主控制器的输出端。

6.如权利要求1所述的平流层飞艇，其特征在于，所述主气囊从外向内由防老化层、阻气层及编织式载荷承载层构成，相邻两层之间设置有胶粘层，所述保形稳压气柱从外向内由阻气层及编织式载荷承载层构成，所述阻气层及编织式载荷承载层之间设置有胶粘层。

7.一种如权利要求5所述的平流层飞艇的稳态升降方法，其特征在于，包括以下步骤：

a. 地面上，向所述主气囊以及所述保形高压气柱内充入预定量的氦气，并使得所述保形高压气柱的内外压差达到预设值，所述电动鼓风机向头部副气囊、所述中部副气囊与所述尾部副气囊充入空气；

b. 上升过程中，当所述压差传感器检测到所述保形高压气柱内外压力差超过上限阈值时，所述释压阀开启，所述保形高压气柱中的氦气溢出至所述主气囊中；

c. 下降过程中，当所述压差传感器检测到所述主气囊内外压力差低于下限阈值时，所述电动鼓风机启动，向所述头部副气囊、所述中部副气囊以及尾部副气囊充入空气。

8.如权利要求6所述的平流层飞艇的稳态升降方法，其特征在于，步骤a中，所述保形高压气柱的内外压差达到预设值为300帕；步骤b中，所述上限阈值为9,000帕；步骤c中，所述下限阈值为300帕。

9.一种如权利要求5所述的平流层飞艇的稳态巡航方法，其特征在于，包括以下步骤：

当所述压力传感器检测到所述主气囊内压力升高时，所述调压气泵启动，将所述主气囊中的氦气抽入所述保形高压气柱中；

当所述压力传感器检测到所述主气囊内压力降低时，所述释压阀开启，使所述保形高压气柱中的氦气逸散至所述主气囊中。

10.如权利要求8所述的平流层飞艇的稳态巡航方法，其特征在于，巡航时，所述主气囊接近饱和状态。