[发明专利]一种平流层飞艇定点安全回收方法

摘要

一种平流层飞艇定点安全回收方法，包括：平流层飞艇定点安全回收策略、平流层飞艇安全回收预测降落轨迹算法、平流层飞艇低空安全回收方法及平流层飞艇安全回收装置设计方法。该方法实现飞艇的定点安全返场回收，易于实现，保证飞艇部件100％完好回收。飞艇配备高低空两套推进系统，无需额外添加调速与变桨矩机构，适应高低空飞行工况，增加了其动力系统可靠性。本方法中预测降落技术使飞艇无需在急风区进行大动力机动飞行，降低了其动力系统和能源系统的设计约束，降低了急风区进行动力飞行所带来的风险。降落装置的设计可有效降低飞艇降落过程中由于侧风所引起的飞行事故，提高回收安全性；回收平台可大幅度降低未知风险，提高回收效率。

主权项

1.一种平流层飞艇定点安全回收方法，其特征在于，包括下述四个步骤：步骤1：机动至预测降落启动点1.1平流层飞艇根据当前风场和预定降落区域位置，利用预测降落算法计算高空开始实施降落程序时所需的初始位置；1.2平流层飞艇利用航路规划算法规划由飞艇当前位置飞往高空启动降落时的预定位置的平面航路；1.3平流层飞艇利用航路跟踪算法跟踪上述所规划航路，飞行至预定的高空启动降落点；步骤2：成形穿越急流区2.1在平流层飞艇飞至预定的高空启动降落位置后，关闭高空推进装置，同时打开氦气阀门，启动降落程序；2.2在平流层飞艇维持气动外形无动力降落过程，需要通过调节浮力控制系统，对其囊体压差与降落速度进行调节；该浮力控制系统由飞艇的构型决定，单囊体飞艇为氦气主阀门；组合囊体飞艇为主副气囊阀门，分别调节氦气囊与空气囊压强；2.3在平流层飞艇降落至预定低空高度时，调节囊体压差至合理范围后关闭氦气阀门，同时打开低空推进装置；步骤3：低空机动返场3.1在平流层飞艇抵达预定低空高度时，由于预测模型与预报风场存在的误差，飞艇位置会偏离降落装置上空；飞艇根据当前低空风场、当前位置与降落装置位置，利用航路跟踪算法规划低空机动返场三维航路；3.2平流层飞艇用三维航路跟踪算法跟踪前述所规划三维航路使飞艇机动至降落装置上空；3.3在平流层飞艇抵达降落装置上空5～50m高度时，关闭低空推进装置；步骤4：降落回收4.1在平流层飞艇低空机动返场的同时，布置降落装置进行降落准备，将安全回收平台布置至预定位置，并展开降落缓冲网；降落装置主体为布有充气式缓冲拉网的大面积柔性平台；4.2在飞艇飞至降落装置上空5～50m高度时，关闭低空推进装置，调整飞艇姿态使其与安全回收平台平行，关闭调姿装置，实施快速放气，使飞艇迅速降落至降落缓冲网上；然后，继续放气，同时利用锚固绳索将飞艇与缓冲拉网固定；降落完成后，工作人员对飞艇各部件进行分解回收；4.3回收完成后进行转场运输，进行全面检测与维护，准备下次飞行任务。