用于伞张式飞艇气囊超压及变形控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及伞张式飞艇气囊技术领域，具体涉及用于伞张式飞艇气囊超压及变形控制装置。
【背景技术】
[0002]目前，变体飞艇即是20世纪末由中国人提出理论和开展相关科学试验，并在2006年获得中国和美国发明专利的新概念飞艇。变体飞艇相对于常规飞艇的最大特点在于，变体飞艇采用了容积和外形可变的气囊结构，该结构可根据飞艇飞行高度、升降速度以及外部大气环境的变化等因素主动调节气囊容积，实现气囊超压的可控和基本恒定，从而省去了传统飞艇所必须的副气囊及压力调节装置。在有效载重及压力高度相同时，能有效减小所需气囊体积、气囊材料强度要求以及艇载设备(主要是增压装置)对能源的消耗。因此，在现有技术条件和工艺水平下，变体飞艇比常规飞艇更易实现在平流层或更大高度空间内飞行目的。
[0003]伞张式飞艇属于变体飞艇的一种，其核心装置为伞张式气囊。气囊为软式气囊结构，可在伸展机构和气囊超压的共同作用下发生几何形状的变化。飞艇在地面锚泊或近地面飞行时，气囊外形为细长的雪茄状。在升空过程中，随着飞行高度的增加，大气压力、密度以及温度等属性会相应降低，根据理想气体状态方程，若维持气囊容积不变，则气囊超压和作用在气囊的应力会不断的增加；为保证气囊超压在给定范围内，气囊容积需要相应增大，而气囊容积的增大，就需要通过减少伸展机构的伸长量，使气囊外形逐渐由细长的雪茄形变为椭球形或近似球形，从而实现气囊超压可控和基本恒定，飞艇的回收过程中，伞张式气囊的变形过程与升空过程相反。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对如何实现伞张式气囊超压及变形控制方面并未提出解决办法之不足，而提供用于伞张式飞艇气囊超压及变形控制装置。
[0005]本发明包括水平面平行四边形伸展机构、竖直面平行四边形伸展机构、电动绞盘、一组滑轮组件和钢索，水平面平行四边形伸展机构包括四根A桁架式杆件，竖直面平行四边形伸展机构包括四根B桁架式杆件，其中水平面平行四边形伸展机构与竖直面平行四边形伸展机构存在A交点和B交点，两个交点处相邻的桁架式杆件分别通过耳朵铰链相铰接，其余水平面平行四边形伸展机构与竖直面平行四边形伸展机构各自交点处分别通过耳朵铰链相铰接，一组滑轮组件分别安装在水平面平行四边形伸展机构的C交点和D交点与竖直面平行四边形伸展机构的E交点和F交点处的耳朵铰链处，电动绞盘安装在竖直面平行四边形伸展机构的E交点处的滑轮组件上，钢索一端固定于电动绞盘上，另一端通过缠绕方式将一组滑轮组件分别串在一起最终固定于竖直面平行四边形伸展机构E交点处的耳朵铰链上。
[0006]本发明的优点是:伞张式飞艇飞行过程中，通过主动控制伞张式气囊外形及容积变化，消除大气特性变化对气囊超压的影响，实现气囊超压的可控和基本恒定，满足伞张式气囊囊体的刚度需求。
[0007]
【附图说明】
图1是本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]本发明包括水平面平行四边形伸展机构、竖直面平行四边形伸展机构、电动绞盘
3、一组滑轮组件和钢索5，水平面平行四边形伸展机构包括四根A桁架式杆件1，竖直面平行四边形伸展机构包括四根B桁架式杆件2，其中水平面平行四边形伸展机构与竖直面平行四边形伸展机构存在A交点6和B交点7，两个交点处相邻的桁架式杆件分别通过耳朵铰链相铰接，其余水平面平行四边形伸展机构与竖直面平行四边形伸展机构各自交点处分别通过耳朵铰链相铰接，一组滑轮组件4分别安装在水平面平行四边形伸展机构的C交点8和D交点9与竖直面平行四边形伸展机构的E交点10和F交点11处的耳朵铰链处，电动绞盘3安装在竖直面平行四边形伸展机构的E交点10处的滑轮组件上，钢索5 —端固定于电动绞盘3上，另一端通过缠绕方式将一组滑轮组件分别串在一起最终固定于竖直面平行四边形伸展机构E交点10处的耳朵铰链上。
[0009]工作方式:驱动单元由一个电动绞盘3、一组滑轮组件及和一根钢索5组成。通过驱动电动绞盘3运动、收放钢索5，即可完成对四个耳朵铰链(即C交点8、D交点9、E交点10和F交点11处的耳朵铰链，参见图1)相对球体几何中心距离的控制。
[0010]本发明带来的有益效果如下: a、结构形式简单、技术成熟
双平行四边形伸展机构采用桁架式杆件设计形式、驱动单元采用钢索缠绕滑轮组件的设计形式，均为工程应用中常见形式、技术成熟可靠。
[0011]b、受力形式好、承载能力高
双平行四边形伸展机构与气囊共有六处连接点，气囊作用在伸展机构上的力相对分散，伸展机构的可承载能力有较大提高；驱动单元中钢索反复缠绕滑轮组件的方式，在钢索受力不变的条件下，可将总承载能力提高3.414倍。
[0012]C、机构运动协调一致性好、稳定性高
伸展机构基于平行四边形同步性原理进行设计，通过四耳铰链件将两四边形伸展机构组合在一起，确保两四边形伸展机构运动一致性；四耳铰链件和双耳铰链件处也采用平行四边形同步一致性原理，有效保证所有桁架式结构运动的稳定性。
[0013]d、控制方式简单、技术可达性好
双平行四边形伸展机构的驱动元仅为一台电动绞盘，通过控制电动绞盘即可驱动伸展机构运动，实现伞张式气囊超压的可控及基本恒定。
[0014]e、可扩展性高
采用双平行四边形伸展机构的伞张式气囊共有六处连接接口，可挂载艇载设备及矢量推力系统，也可实现多伞张式气囊串联、并联组合，组成更大浮力体，可扩展性高。
【主权项】
1.用于伞张式飞艇气囊超压及变形控制装置，其特征在于它包括水平面平行四边形伸展机构、竖直面平行四边形伸展机构、电动绞盘(3)、一组滑轮组件和钢索(5)，水平面平行四边形伸展机构包括四根A桁架式杆件(I )，竖直面平行四边形伸展机构包括四根B桁架式杆件(2)，其中水平面平行四边形伸展机构与竖直面平行四边形伸展机构存在A交点(6)和B交点(7)，两个交点处相邻的桁架式杆件分别通过耳朵铰链相铰接，其余水平面平行四边形伸展机构与竖直面平行四边形伸展机构各自交点处分别通过耳朵铰链相铰接，一组滑轮组件(4)分别安装在水平面平行四边形伸展机构的C交点(8)和D交点(9)与竖直面平行四边形伸展机构的E交点(10)和F交点(11)处的耳朵铰链处，电动绞盘(3)安装在竖直面平行四边形伸展机构的E交点(10)处的滑轮组件上，钢索(5)—端固定于电动绞盘(3)上，另一端通过缠绕方式将一组滑轮组件分别串在一起最终固定于竖直面平行四边形伸展机构E交点(10)处的耳朵铰链上。
【专利摘要】用于伞张式飞艇气囊超压及变形控制装置，它包括水平面平行四边形伸展机构、竖直面平行四边形伸展机构、电动绞盘（3）、一组滑轮组件和钢索（5），水平面平行四边形伸展机构包括四根A桁架式杆件（1），竖直面平行四边形伸展机构包括四根B桁架式杆件（2）。本发明的优点是：伞张式飞艇飞行过程中，通过主动控制伞张式气囊外形及容积变化，消除大气特性变化对气囊超压的影响，实现气囊超压的可控和基本恒定，满足伞张式气囊囊体的刚度需求。
【IPC分类】B64B1-58
【公开号】CN104590539
【申请号】CN201410408101
【发明人】李辉, 周雷, 朱强, 张家飞
【申请人】中国特种飞行器研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年8月19日