[发明专利]充气骨架空中展开式飞艇

权利要求书

1.一种充气骨架空中展开式飞艇，它由艇体(1)、尾翼(2)、尾部推进器(3)、连接件(7)、有效载荷舱(8)、太阳能电池板(9)、头锥(10)、第一辅助绳索(11)、自动充气装置(12)、第二辅助绳索(13)和两个高空气球(14)组成，其特征在于所述艇体(1)的维形件为蒙皮(4)，纵向件为刚性骨架(5)，环向件为充气骨架(6)，所述充气骨架(6)通过连接件(7)与刚性骨架(5)连接，所述蒙皮(4)固接在刚性骨架(5)与充气骨架(6)形成的网格的外表面上，所述尾翼(2)设置在艇体(1)的尾部且与蒙皮(4)固接，所述尾部推进器(3)安装在艇体(1)的尾部端面上且与蒙皮(4)固接，所述有效载荷舱(8)通过第一辅助绳索(11)安装在艇体(1)外部的下方，所述第一辅助绳索(11)固接在蒙皮(4)上，所述太阳能电池板(9)安装在艇体(1)的上部部分区域且与蒙皮(4)固接，所述头锥(10)固装在艇体(1)的头部，所述自动充气装置(12)设置在艇体(1)的内部，且与充气骨架(6)连通，艇体(1)的内部有预留氦气。

其中所述的刚性骨架(5)为纵向刚性碳纤维杆骨架(21)；所述的充气骨架(6)为环向骨充气织物环(22)；在飞艇的纵向刚性碳纤维杆骨架(21)和环向充气织物环(22)连接处设计有连接件(7)，连接件分别为刚性连接部件(18)和柔性连接部件(19)，其中刚性连接部件(18)的作用是将纵向刚性碳纤维杆骨架(21)与环向充气织物环(22)连接在一起；而柔性连接部件(19)的作用是将蒙皮(4)与刚性连接部件(18)连接在一起，进而与纵向刚性碳纤维杆骨架(21)与环向充气织物环(22)连接在一起，组成体系；刚性连接部件由Ω形杆(15)，连接套管(16)和螺钉(17)组成；Ω形杆(15)采用铝材，形状为半圆杆段和两个成直角杆段的组合，其中每个直角杆段均与半圆杆段相切且对称放置；半圆杆段的作用是与环向充气织物环(22)充分接触，起到约束环向充气织物环(22)的作用；而直角杆段连接蒙皮(4)的杆段的作用是与蒙皮(4)连接，进而将环向充气织物环(22)约束在蒙皮(4)上；结构采用半圆而非整圆设计的目的是降低因环向充气织物环(22)的平移而导致蒙皮(4)的弯曲变形；连接套管(16)的材料也为铝材，为一圆筒形套管，两端分别插入纵向刚性碳纤维杆和Ω形杆(15)，使得纵向碳纤维杆与Ω形杆(15)在一条直线上，连接为一体，整体承力；螺钉(17)垂直于连接套管钉入连接套管中，固定Ω形杆和纵向碳纤维杆，避免因结构振动而导致各部件分离，材料也为铝材，密度为2.7g/cm³；柔性连接部件由自由面(31)、粘接面(32)和扣眼(33)组成；自由面(31)和粘接面(32)为一个整体，材料相同，材料采用和蒙皮相同的材料，为树脂基Kevlar平纹编织布或树脂基Vectran平纹编织布；柔性连接部件的自由面对折后将连接套管(16)包裹在其中，用绳索(24)穿过扣眼(33)固定。

2.根据权利要求1所述空中展开式飞艇，其特征在于所述充气骨架(6)是复合薄膜材料制成的充气环，所述蒙皮(4)材料的单位面积的重量为100g/m²-200g/m²，所述刚性骨架(5)由轻质高性能碳纤维复合材料制成。

3.根据权利要求1或2所述空中展开式飞艇的升空方法，其特征在于利用高空气球进行辅助升空，飞艇在地面时为折叠状态，飞艇达到一定的高度后，飞艇靠艇体内部的预留氦气膨胀展开形成初步外形，当飞艇达到预定的工作高度后，通过自动充气装置向充气骨架内填充高压气体，形成具有一定刚度的充气骨架，支撑整个艇体，保证飞艇具有一定的气动外形。