[发明专利]基于风帆助航的区域驻留浮空系统

说明书

本发明专利公开了基于风帆助航的区域驻留浮空系统，具体涉及浮空器的技术领域。基于风帆助航的区域驻留浮空系统，包括上气囊、风帆调节机构、第一载荷仓、下气囊和第二载荷仓，上气囊与下气囊内均填充有浮升气体，上气囊、风帆调节机构、第一载荷仓、下气囊之间分别连接有牵引绳；风帆调节机构包括第一帆板和第二帆板，第一帆板的一侧设有舵机，舵机设有连接杆，连接杆与第二帆板连接；第一载荷仓内＝设有牵引绳调节机构，牵引绳调节机构包括电机、涡轮和蜗杆，涡轮转动连接在第一载荷仓内，涡轮外套设有滚筒。采用本发明技术方案解决了浮空器在平流层的南北方向上进行驻留的问题，可使浮空器在平流层南北方向上实现长久驻留。

技术领域

本发明涉及浮空器的技术领域，特别涉及基于风帆助航的区域驻留浮空系统。

背景技术

浮空器是一种比重轻于空气，依靠大气浮力升空的常用飞行器，其具有环保、飞行平稳、噪音小以及驻空时间长等特点，在军用领域和民用领域均具有广阔的应用前景，因此，在现阶段，浮空器成为了各航空大国的研发热点。

现有的浮空器在平流层的东西方向上进行驻留时，可根据不同高度的风向发生明显反转这一特点，通过调节浮空器的高度来控制浮空器在东西方向航行；然而对于平流层的南北方向上，由于风向基本没有变化，因此浮空器在平流层的南北方向没有有效的控制方法。以至于浮空器发展到今天仍未能实现长久的区域驻留。

发明内容

本发明意在提供基于风帆助航的区域驻留浮空系统，解决了浮空器在平流层的南北方向上进行驻留的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：基于风帆助航的区域驻留浮空系统，包括由上至下依次设置的上气囊、风帆调节机构、第一载荷仓、下气囊和第二载荷仓，所述上气囊与下气囊内均填充有浮升气体，所述上气囊与风帆调节机构之间、风帆调节机构与第一载荷仓之间、第一载荷仓与下气囊之间、下气囊与第二载荷仓之间均连接有牵引绳；所述风帆调节机构包括第一帆板和面积小于第一帆板的第二帆板，所述第一帆板与相邻的牵引绳固定连接，所述第一帆板的一侧设有舵机，所述舵机的自由端设有连接杆，所述连接杆与第二帆板连接；所述第一载荷仓内设有牵引绳调节机构，所述牵引绳调节机构包括电机、涡轮和蜗杆，所述电机螺栓连接在第一载荷仓内，所述电机与蜗杆之间连接有联轴器，所述涡轮转动连接在第一载荷仓内，所述涡轮与蜗杆相配合，所述涡轮外套设有滚筒，所述滚筒与牵引绳的一端固定连接。

进一步的，所述上气囊与下气囊之间的牵引绳总长度为4-8km。

通过上述设置，可使上气囊和下气囊分别布置于零风层风速相反的上下两端。

进一步的，所述第一帆板和第二帆板均采用对称机翼。

进一步的，所述第一帆板和第二帆板均采用充气机翼。

通过上述设置，可有效的降低本系统的整体重量，同时提升南北向升力。

与现有技术相比，本方案的有益效果：

1、本方案采用双气囊与帆板结构，利用帆板在东西方向风吹过时产生的南北向升力以抵消浮空器在南北向的漂移；

2、本方案在大帆板力臂(即本方案中的连接杆)上较远处布置角度可调的小帆板，当风吹过小帆板可使大帆板稳定地与风向呈特定夹角，从而可通过调节大帆板与小帆板之间的角度来实现上述特定角度的稳定调节；

3、本方案将上气囊与下气囊分别布置于零风层风速相反的上下两侧，当下气囊拖动上气囊逆风前进时，可使得帆板的相对风速增加，从而提高帆板上产生的升力。

4、本方案通过风帆调节机构来为本浮空系统提供法向气动力，从而抵消了本浮空系统在南北方向的漂移，从而实现了特定空域的长时间区域驻留。

附图说明

图1是本发明基于风帆助航的区域驻留浮空系统的结构示意图；