[发明专利]长航时可再入返回的临近空间浮空器

说明书

本发明公开了一种长航时可再入返回的临近空间浮器，所述浮空器由囊体和再入体组成。囊体部分包括主气囊、副气囊、方向舵、升降舵。方向舵安装于主气囊尾部上方，用于调整浮空器的偏航方向；升降舵包括分别安装于主气囊尾部两侧的尾翼对，用于调整浮空器的俯仰角。主气囊中充有氦气，副气囊内置于主气囊中，内部充有空气，通过软管和阀门与外部空气连通；副气囊设置有鼓风机和排气阀，用于充气和放气。多对副气囊分布于主气囊中不同位置，每一对副气囊沿主气囊的轴线对称分布。该浮空器的再入体部分可以与主体分离，通过主发动机加速，由襟翼舵控制姿态，以高超声速滑翔式再入，克服传统发射方式的缺点，降低发射成本。

技术领域

本发明涉及临近空间浮空器技术领域，具体地涉及一种长航时可再入返回的临近空间浮空器。

背景技术

临近空间是指距地面20～100公里的空域，由于其重要的开发应用价值而在国际上引起广泛关注。临近空间浮空器如高空气球、平流层飞艇等具有显著的特点：与卫星相比，效费比高、机动性好、有效载荷技术难度小、易于更新和维护；与传统飞机相比，持续工作时间长、侦查覆盖范围广、生存能力强，气球或软式飞艇的囊体采用非金属材料而且低速运行，雷达和热反射截面很小，传统的跟踪和瞄准办法不易发现。所以对临近空间浮空器技术的研究成为了目前的热门方向之一。

近年来在航空航天领域，可以依靠气动升力，实现远距离的再入飞行的升力式再入飞行器得到了广泛研究和快速发展。此类飞行器可采用升力体、旋成体、乘波体等构型，可由运载火箭送入预定高度，也可由空基运输机运载发射，统称为高超声速滑翔式再入飞行器。由于其在增大射程、突破导弹防御系统、再入段具备机动能力等方面的优势，被认为是实现远程快速精确打击和力量投送的具有广阔应用前景的再入飞行器。但是传统的地基发射，发射燃料成本高，准备时间长，发射位置固定，导致反应速度慢，机动性较差。而采用运输机投射，由于飞机飞行时间有限，导致任务周期较短，不能长时间巡航探测目标，一定程度上限制了打击能力。因此，如何改善发射方式来弥补以上缺陷，充分发挥再入飞行器的优势，在空天技术领域具有很大的研究价值。

当前国内外设计的临近空间飞行器可以分为两类，分别是飞艇和高超声速飞行器。例如专利CN 109693778 A，CN 108725741 A和CN 109720534 A在飞艇外部增加了螺旋桨提高机动能力。但仅靠螺旋桨，依旧不能提供快速对准能力和高机动性。在期刊《飞航导弹》2019年第2期第1-15页《2018年国外高超声速飞行器技术发展综述》中阐述了高超声速飞行器的研究现状。目前高超声速飞行器，采用的火箭助推发射，发射成本高，且缺乏高空长时间驻留能力。所以研究一种能够长航时侦察与高速再入的浮空器具有重要的意义。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种长航时可再入返回的临近空间浮空器，该浮空器的再入体部分可以与主体分离，以高超声速滑翔式再入大气层内，克服传统发射方式的缺点，降低发射成本。

技术方案：本发明公开了一种长航时可再入返回的临近空间浮空器，该浮空器包括囊体和再入体；所述囊体尾部上方安装有上尾翼，用于调整浮空器的偏航方向；所述囊体尾部两侧安装有尾翼对，用于调整浮空器的俯仰角；所述再入体设置于囊体下方，所述再入体与囊体通过连接结构连接；所述囊体包括主气囊和多对副气囊；所述主气囊中充有氦气，为浮空器提供浮升力；所述副气囊内置于主气囊中，内部充有空气，通过软管和阀门与外部空气连通；所述副气囊设置有鼓风机和排气阀，用于充气和放气；所述多对副气囊分布于主气囊中不同位置，每一对副气囊沿主气囊的轴线对称分布。

为保护囊体，囊体外部设置网状框架，所述网状框架结构通过连接结构与再入体连接；所述连接结构为爆炸螺栓。

爆炸螺栓外部设置有爆炸螺栓盒，以减少爆炸产生的碎片冲击。

所述爆炸螺栓盒上设置有通孔，以减轻重量。