[发明专利]一种囊体结构、浮空器及其工作方法

说明书

本发明提供一种囊体结构、浮空器及其工作方法。所述囊体结构包括用于充氦气的内囊和用于充空气的外囊，所述内囊和外囊为分体式结构，所述内囊通过在外囊上开设的工艺孔套装于所述外囊内。与相关技术相比，本发明所提供囊体结构在气密性高、使用安全性好、维护成本低等，且所述囊体结构在重量方面与传统结构的囊体相近，不会因重量原因影响本发明在浮空器上的应用。

技术领域

本发明涉及浮空器技术领域，尤其涉及一种囊体结构、浮空器及其工作方法。

背景技术

浮空器是一种利用氦气等轻于空气的气体的浮力实现升空和飞行(驻留)的飞行器，其大部分的升力全部由复合材料制成的囊体内充装的轻于空气的气体提供。

由于气体体积随高度变化，为确保囊体的安全，须通过充放空气的方式调节囊体的压力，因此，浮空器囊体一般分为主气囊和副气囊，主气囊用于充装浮升气体，副气囊充空气。现有技术中的副气囊在主气囊内部，与主气囊相交，副气囊的一部分与主气囊的一部分共用，如专利公告号CN110466729A公示的一种软式平流层飞艇的浮力压力质心一体化调节系统；专利公告号CN111232179A公示的长航时可再入返回的临近空间浮空器。

现有的浮空器主、副气囊结构存在以下缺点：

1)囊体的气密性较差，泄露来自于气体从材料缺陷处的泄露和气体从材料高压一侧向低压一侧的渗漏。由于囊体充装氦气，氦气与外界大气仅由囊体材料分割。实际使用时，囊体存在频繁的拉扯、折叠，工作环境中有砂砾，均容易造成囊体产生不易发现的破损，导致气体泄漏；同时，由于囊体材料内外两侧存在较大压差，气体也会从材料表面渗漏，导致浮生气体从囊体表面泄漏出去，囊体的气密性较差；

2)充气及收气的使用安全性差：传统浮空器囊体充、收气一般在野外进行。由于氦气充气及收气速度较慢，在此期间，囊体不饱满，容易受风场影响导致囊体损坏，使用安全性差；当浮空器飞行过程中囊体出现破损或泄漏时，将导致浮空器落地甚至坠毁；

3)维护成本高：由于主气囊容易出现破损，需要经常检漏、修补，花费较高成本；当囊体使用一段年限后，出现气密性下降或承力性能下降的问题，需要更换囊体，费用非常高。

由于传统囊体结构的以上缺点，限制了浮空器囊体推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种囊体结构、浮空器及其工作方法，提高气密性，使用安全。

本发明的技术方案是：一种囊体结构包括用于充氦气的内囊和用于充空气的外囊，所述内囊和外囊为分体式结构，所述内囊通过在外囊上开设的工艺孔套装于所述外囊内。

上述方案中，采用分体式的内、外囊结构，且将内囊通过工艺孔安装在外囊中，是内囊具有洁净的环境，避免损伤及提高气密性。

优选的，所述外囊包括用于承受囊体充气后张力的织物层和用于防止外囊材料老化的耐候层，所述耐候层位于织物层的外侧。通过外囊材料的改进，提高其使用性能，减少破损的几率，提高使用安全性。

优选的，所述内囊包括用于防止氦气泄露的气密层和用于防止所述气密层撕裂或剥离的织物层，所述织物层位于气密层的外侧。通过内囊材料的改进，提高其气密性和使用性能。

优选的，所述内囊的尺寸大于外囊的尺寸。

内囊设计比外囊大，充满气体后，内囊的内外两侧不会有压差，因此不会出现由压差造成的气体渗漏。

优选的，所述工艺孔的大小与内囊折叠后的尺寸匹配。

本发明还提供一种浮空器，包括上述的囊体结构，所述外囊的内部及内囊的外部设有相互连接的固定结构，所述外囊上设有用于给外囊充空气或收空气的充/收空气设备；所述内囊上设有氦气接口，通过一用于给内囊充氦气或收氦气的充/收氦气设备与所述氦气接口相连。