[发明专利]一种浮空器的多气柱囊体结构及浮空器

说明书

本发明公开了一种浮空器的多气柱囊体结构和浮空器，包括外部气囊，还包括并列设置在外部气囊内部的氦气柱和空气柱；氦气柱和空气柱均设置有若干个；每个氦气柱包括氦气柱状气囊、第一风道和氦气阀门；每个空气柱包括柱型空气囊，第二风道、空气阀门和第三风道。本发明通过开、闭氦气阀门和空气阀门，进而来调节氦气柱和空气柱内的气压，氦气柱和空气柱承受主要气体压力差，大大减少外部气囊受的内外气压差；且氦气柱和空气柱相对于外部气囊的最大半径减少很多，氦气柱和空气柱的最大应力比浮空器外部气囊的最大应力小很多；且每一个氦气柱都能通过第二风道、空气阀门独立控制，可提高氦气存贮整体气密安全性，进而提高浮空器整体气密性。

技术领域

本发明涉及浮空器总体设计技术领域，具体为一种浮空器的多气柱囊体结构及浮空器。

背景技术

浮空器由于大气密度低，要想有较大的载荷需要巨大的体积才能产生足够的升力。根据表面受力分析，相似外形、相同内外气压差，体积越大浮空器的外表面应力越大。并且长航时浮空器的还存在白天超热超压的问题，进一步恶化了表面囊体的受力水平，严重威胁到浮空器安全。如专利CN106114810A公开了一种浮空器囊体和浮空器，浮空器囊体包括主囊腔和隔热囊腔，主囊腔内主要填充用于提供浮力的气体，隔热囊腔设置在主囊腔的外侧，用于在主囊腔和外界环境之间提供隔热，避免外界的热量直接传到主囊腔内并加热气体。

高空浮空器还存在气密性问题，如果氦气囊出现了漏气，那高度就立刻下降。整个浮空器的氦气囊没有余度备份，是一个单点故障，一旦出现漏气很难补救。如专利CN105015758A公开了一种变囊体气囊及浮空器，其气囊内设置副气囊。

一般出于减少应力集中和减少气动阻力考虑，高空浮空器的外形采用旋成体。某些载荷更偏好平坦的外表面来布置，而旋成体表面就很难适应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术的浮空器表面气囊应力过大和气密安全性差的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种浮空器的多气柱囊体结构，包括外部气囊，还包括并列设置在所述外部气囊内部的氦气柱和空气柱；所述氦气柱和所述空气柱均设置有若干个且相互并列设置；

每个所述氦气柱包括氦气柱状气囊、第一风道和氦气阀门；所述第一风道一端与所述氦气柱状气囊内部连通，所述第一风道另一端伸出至所述外部气囊外部；所述氦气阀门连接在所述第一风道上；

每个所述空气柱包括柱型空气囊、第二风道、空气阀门和第三风道；所述第二风道一端与所述柱型空气囊一端连通，所述第二风道另一端伸出至所述外部气囊外部；所述空气阀门连接在所述第二风道上；所述第三风道一端与所述柱型空气囊另一端连通，所述第三风道另一端伸出至所述外部气囊外部。

本发明在外部气囊内部排列设置有若干个氦气柱和若干个空气柱，且每个气柱都通过独立的风道与外界大气联通，通过开、闭氦气阀门和空气阀门，进而来调节氦气柱和空气柱内的气压，氦气柱和空气柱承受主要气体压力差，大大减少外部气囊受的内外气压差；同时因为氦气柱和空气柱没有直接受到太阳光的照射，氦气柱和空气柱自身的超热超压程度远小于只有氦气囊与副气囊的浮空器，而且氦气柱和空气柱相对于外部气囊的最大半径减少很多，氦气柱和空气柱的最大应力比浮空器外部气囊的最大应力小很多；且每一个氦气柱都能通过第一风道和氦气阀门独立控制，可提高氦气存贮整体气密安全性，每一个空气柱都能通过第二风道、空气阀门，可提高空气存贮整体气密安全性。

优选地，还包括抓手，所述氦气柱、空气柱与所述外部气囊之间通过所述抓手连接；所述抓手为添加囊体材料粘合形成的加强系挂点。

优选地，所述外部气囊上设置有轴流风机和外部阀门；通过在外部气囊上设置有独立的轴流风机和外部阀门，可以一直保持外部气囊内外较小的气压差。