一种硬式飞艇的制作方法

本实用新型涉及飞艇技术领域，具体涉及一种硬式飞艇。

背景技术：

硬式飞艇包括平流层飞艇和对流层飞艇。

目前的硬式飞艇从外形来说，一般采用流线型，由于艇体曲线曲翘的原因制造工艺难度大成本高；而从结构来说一般采用软式结构并以外气囊存储氦气、内气囊存储空气的方式更容易使氦气泄漏。

为了解决平流层飞艇超热超压问题，还需要通过加强囊体材料抗拉伸能力来代偿，带来囊体材料超重以及成本增加问题。

因此，设计一种新型的硬式飞艇是目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种硬式飞艇，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本实用新型的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本实用新型的实践而习得。

根据本实用新型的一示例实施方式，公开一种硬式飞艇，其特征在于，所述硬式飞艇的表面为艇形轮廓线沿由艇形轮廓线的起点和终点的连线为中轴线旋转360度形成的旋转曲面，其中，

艇形轮廓线由沿着从起点到终点的方向依次衔接的四分之一椭圆弧、与中轴线平行的平直线、过渡圆弧、斜直线构成。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中四分之一椭圆弧与平直线相切。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中过渡圆弧与平直线相切。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中过渡圆弧与斜直线相切。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中斜直线与中轴线的夹角处于 20°到40°之间。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中斜直线与中轴线的夹角为 30°。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中中轴线的长度与中轴线到平直线的距离的比例处于6到8之间。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中中轴线的长度与中轴线到平直线的距离的比例为6.875。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中平直线的长度与中轴线的长度的比例为47.92％到60.94％之间。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中平直线的长度与中轴线的长度的比例为54.55％。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中飞艇在平直线处的直径为飞艇的最大直径。

根据本实用新型的一示例实施方式，所述硬式飞艇包括：

内气囊，内气囊中充有氦气；

包围内气囊的外气囊，外气囊的囊体和内气囊的囊体之间的空间中充有空气，其中外气囊的囊体的外表面形成所述硬式飞艇的表面；以及

外气囊框架，形成在外气囊外表面，由加强环和杆件构成。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中内气囊由多个沿飞艇轴向依次排布的舱室内气囊构成。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中四分之一椭圆弧所在的椭圆的长轴和短轴等长。

根据本实用新型的一些实施方式，本实用新型的飞艇体形由一个半椭圆球、一个圆柱体、一个圆台体和一个圆锥体组合而成，简化了制造工艺，降低了制造成本。

根据本实用新型的另一些实施方式，通过将本实用新型的飞艇体形长径比控制在3到4之间，从而得到较小的阻力系数和较大的体积与表面积比。

根据本实用新型的又一些实施方式，通过内气囊存储氦气、外气囊存储空气的气囊布局方式的硬式飞艇结构，在重量增加不多的情况下明显提高飞艇耐超热超压的能力。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本实用新型的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1示出根据本实用新型一示例实施方式的艇形轮廓线和中轴线的示意图。

图2示出根据本实用新型一示例实施方式的硬式飞艇的侧视图。

图3示出根据本实用新型另一示例实施方式的硬式飞艇的侧视透视图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本实用新型概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的，因此不能用于限制本实用新型的保护范围。

本实用新型的目的在于公开一种硬式飞艇，所述硬式飞艇的表面为艇形轮廓线沿由艇形轮廓线的起点和终点的连线为中轴线旋转360度形成的旋转曲面，其中，艇形轮廓线由沿着从起点到终点的方向依次衔接的四分之一椭圆弧、与中轴线平行的平直线、过渡圆弧、斜直线构成。本实用新型的飞艇体形由半椭圆球、圆柱体、圆台体和圆锥体组合而成，简化了制造工艺，降低了制造成本。同时，通过将飞艇体形长径比控制在3到4之间，从而得到较小的阻力系数和较大的体积与表面积比。此外，通过内气囊存储氦气、外气囊存储空气的气囊布局方式的硬式飞艇结构，达到在重量增加不多的情况下达到飞艇耐超热超压的能力。

下面结合附图1-3对本实用新型的硬式飞艇进行具体说明，其中，图1示出根据本实用新型一示例实施方式的艇形轮廓线和中轴线的示意图；图2示出根据本实用新型一示例实施方式的硬式飞艇的侧视图；图3示出根据本实用新型另一示例实施方式的硬式飞艇的侧视透视图。

首先结合附图1-2对本实用新型一示例实施方式的硬式飞艇进行具体说明，其中，图1示出根据本实用新型一示例实施方式的艇形轮廓线和中轴线的示意图；图2示出根据本实用新型一示例实施方式的硬式飞艇的侧视图。

如图1-2所示，根据本实用新型的一示例实施方式，公开一种硬式飞艇，其特征在于，所述硬式飞艇的表面为艇形轮廓线1沿由艇形轮廓线1 的起点11和终点12的连线为中轴线2旋转360度形成的旋转曲面，其中，艇形轮廓线由沿着从起点到终点的方向依次衔接的四分之一椭圆弧、与中轴线平行的平直线、过渡圆弧、斜直线构成。也就是说，本实用新型的飞艇体形实际上由半椭圆球、圆柱体、圆台体和圆锥体组合而成，从而相对于常见的流线型飞艇体形来说简化了制造工艺，降低了制造成本。

具体来说，现有的流线型飞艇外囊体材料裁片形状不规则、工艺复杂。因此剪裁的囊体材料耗损大、制造时间长、成本高，而本实用新型的外囊体材料裁片形状规则、工艺相对简单、因此剪裁的囊体材料耗损小，制造时间短、成本低。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中四分之一椭圆弧与平直线相切。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中过渡圆弧与平直线相切。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中过渡圆弧与斜直线相切。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中飞艇在平直线处的直径为飞艇的最大直径。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中飞艇四分之一椭圆弧所在的椭圆的长轴和短轴的比例可为1.25，其中长轴的延伸方向与中轴线的延伸方向相同。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中四分之一椭圆弧所在的椭圆的长轴和短轴等长。即所述椭圆此时实际上为圆形，所述四分之一椭圆弧此时实际上为四分之一圆弧，所述半椭圆球此时实际上为半圆球。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中斜直线与中轴线的夹角处于 20°到40°之间。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中斜直线与中轴线的夹角为 30°。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中中轴线的长度与中轴线到平直线的距离的比例处于6到8之间，也就是将飞艇体形的长径比(长度和直径的比例)控制在3到4之间，从而得到较小的阻力系数和较大的体积与表面积比。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中中轴线的长度与中轴线到平直线的距离的比例为6.875。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中平直线的长度与中轴线的长度即飞艇的长度的比例为47.92％到60.94％之间。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中平直线的长度与中轴线的长度即飞艇的长度的比例为54.55％。例如，其中平直线的长度为60米，中轴线的长度即飞艇的长度为110米。

下面结合附图3对本实用新型另一示例实施方式的硬式飞艇进行具体说明，其中，图3示出根据本实用新型另一示例实施方式的硬式飞艇的侧视透视图。

如图3所示，根据另一示例实施方式的硬式飞艇除了具有前述示例实施方式的所述艇形轮廓线1和中轴线2外，其艇体由以下各部分构成：内气囊4，内气囊中充有氦气；包围内气囊的外气囊3，外气囊的囊体和内气囊的囊体之间的空间中充有空气，其中外气囊的囊体的外表面形成所述硬式飞艇的表面；以及外气囊框架5，形成在外气囊外表面，由加强环52和杆件51构成。

本示例实施方式的硬式飞艇的外气囊存储氦气、内气囊存储空气的气囊布局方式的硬式飞艇结构由于外气囊的囊体去除了传统的平流层飞艇所必需的防氦气泄漏功能层和增强受力层，因此在同等外气囊囊体材料面密度情况下外气囊囊体材料的强度得到提高。

进一步的，外气囊框架中的多个加强环环绕外气囊外表面设置或者说套在外气囊外表面，从而进一步提高了外气囊的抗超压能力。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中加强环可由刚性材料构成。具体来说，加强环可选择由具有一定刚性和弹性而重量又较轻的材料构成。

根据本实用新型的一示例实施方式，所述硬式飞艇还包括设置在外气囊外表面和外气囊框架之间且环绕外气囊外表面的绳索。

由以上的示例实施方式可以看到，本实用新型的硬式飞艇利用刚性加强环和杆件构成的框架、绳索以及高强度外囊材料等组成的刚柔混合结构，提高了外气囊的抗超压能力。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中内气囊由多个沿飞艇轴向依次排布的舱室内气囊构成。

根据本实用新型的一示例实施方式，相邻两个舱室内气囊之间由加强环维系的绳索隔离。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中内气囊的囊体包括防氦气泄漏功能层。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中外气囊的囊体不包括防氦气泄漏功能层，从而降低了成本和重量。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中外气囊为零压超压外气囊。

由以上的示例实施方式可以看到，本实用新型的硬式飞艇通过零压超压外气囊、氦气囊内置分舱的囊体设计方案，提高囊体材料强度的利用率。同时也进一步提高了硬式飞艇的整体安全性、可靠性和损管能力。

对如图3所示的根据另一示例实施方式的硬式飞艇的囊体结构进行的安全性评估结果表明：

1、在超热情况下可满足超热超压的要求。

2、增加了加强环和绳索约束，对囊体材料的要求降低。

结论：本示例实施方式的硬式飞艇方案的超热超压应对策略有效，且同时降低了重量和成本。

通过以上的详细描述，本领域的技术人员易于理解，根据本实用新型实施例的硬式飞艇具有以下优点。

根据本实用新型的一些实施方式，本实用新型的飞艇体形由一个半圆球、一个圆柱体、一个圆台体和一个圆锥体组合而成，简化了制造工艺，降低了制造成本。

根据本实用新型的一些实施方式，通过将本实用新型的飞艇体形长径比控制在3到4之间，从而得到较小的阻力系数和较大的体积与表面积比。

根据本实用新型的一些实施方式，通过外气囊存储空气、内气囊存储氦气的气囊布局方式的硬式飞艇结构，在重量增加不多的情况下明显提高飞艇耐超热超压的能力。

根据本实用新型的另一些实施方式，通过利用刚性加强环和杆件构成的框架、绳索以及高强度外气囊囊体材料等组成的刚柔混合结构，提高外气囊的抗超压能力。

根据本实用新型的又一些实施方式，通过零压超压外气囊、氦气囊内置分舱的囊体设计方案，提高囊体材料强度的利用率。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由提出的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。