[发明专利]基于调节磁场压载物连续可控释放的浮空系统

说明书

本发明公开了一种基于调节磁场压载物连续可控释放的浮空系统，它包括浮空主体、载荷舱和配重舱；载荷舱内设电源，载荷舱底端开口，载荷舱系于浮空主体下；配重舱包括舱主体、压载物和释放机构，舱主体底端开口，舱主体置于载荷舱内，释放机构包括释放管、永磁体和电磁线圈，释放管连通于舱主体底部，永磁体设置于释放管外，电磁线圈绕于永磁体外，电源向电磁线圈供电，通电后电磁线圈产生的磁场与永磁体的磁场抵消；压载物包括磁性颗粒，压载物置于舱主体内。系统上升到预定高度，由于太阳辐射等影响下降，释放机构工作，电磁线圈通电产生磁场与永磁体的磁场抵消，磁性颗粒在重力作用下洒落，连续减轻自重从而控制整个系统的回升或驻留。

技术领域

本发明属于浮空器技术领域，特别是涉及一种基于调节磁场压载物连续可控释放的浮空系统。

背景技术

飞行在距离地面20km-100km高度的临近空间浮空器，包括高空气球和飞艇等，依靠球囊内轻于空气的气体(氢气、氦气等)提供升力，实现升空、巡航的目的，在区域监视、侦察、应急通信与信息传输等领域具有独特的优势。

在现有浮空器区域驻留技术中，一般都大致涉及浮空器通过充放气和抛压载物的方式维持在一定区域内运动。

(1)浮空器充放气控高。

目前常用的囊体自动充放空气方法是在囊体上设置两处安装孔，分别安装风机和空气阀。风机补充囊体空气，减小提升气体体积，降低浮空器高度；空气阀的阀门一般采用直推式截止阀的构型：阀芯的开启通过电动推杆的驱动力沿阀座中心线作直线运动，关闭时，阀芯在弹簧力的作用下压紧在阀座上实现密封。空气阀工作时，阀门打开，空气排出，提升气体体积增大，提升浮空器高度。存在的缺陷为：风机停止工作时，密封性较差容易漏气；风机工作时，需顶开安装在风机上的密封垫才能进行充气，影响空气进气量，降低风机效率。在浮空器长时间驻空时，由于高空空气稀薄，温差变化大，紫外线辐射强度高等复杂的气候条件，易造成橡胶材料制成的阀芯密封垫老化、变形，进而影响阀门密封性，增加维护成本。且囊体上需设置两处安装孔，对浮空器囊体尺寸大小有要求，不易在小型浮空器上安装。

(2)浮空器抛压载物控高。

目前常用的抛压载物的方法主要使用电机打开阀门来使压载物落下，进行压舱物重量调节，其方式是通过抛洒定量的物体来控制浮空器高度。使用电机打开阀门来使压载物掉落方式，易受环境影响，且电机容易被重物卡住，可靠性不高，同时耗电量较大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种驻留高度精确可控的基于调节磁场压载物连续可控释放的浮空系统。

本发明提供的这种基于调节磁场压载物连续可控释放的浮空系统，它包括浮空主体、载荷舱和配重舱；载荷舱内设电源，载荷舱底端开口，载荷舱系于浮空主体下；配重舱包括舱主体、压载物和释放机构，舱主体底端开口，舱主体置于载荷舱内，释放机构包括释放管、永磁体和电磁线圈，释放管连通于舱主体底部，永磁体设置于释放管外，电磁线圈绕于永磁体外，电源向电磁线圈供电，通电后电磁线圈产生的磁场与永磁体的磁场抵消；压载物包括磁性颗粒，压载物置于舱主体内。

所述舱主体为漏斗型主体，包括圆柱段和圆锥段。

所述释放管为碳纤维管，其中部设有内凹的小径段。

所述永磁体为条形的永磁铁，其长度与所述小径段的长度相匹配，多块永磁铁呈环形阵列贴于小径段外；所述电磁线圈绕于各永磁铁外、通过导线与所述电源接通。

所述释放管的底端设有封盖，封盖可开合。

所述释放管内设开合机构，开合机构包括弹簧、系绳和热熔丝，弹簧的一端与封盖相连、另一端通过系绳与释放管的内壁相连，热熔丝绕于系绳外用以熔断系绳。

所述封盖上均布多个爆破点，爆破点内设电雷管用以打开底盖。