[发明专利]大型高空硬式多气囊太阳能动力飞艇和制造方法

说明书

本发明是采用超轻金属镁锂合金为原料制成的多气囊的，外套内双圆柱笼形骨架结构的，尾部带有一对垂直尾翼和一对水平尾翼的纺锤状硬式飞艇。

1、当前世界各国在飞艇制造领域大多造的是软式飞艇，软式飞艇的缺点是飞不高载重量小，而硬式飞艇也大多是用铝合金做结构材料的，铝合金的密度是2.8，这种金属在技术上也没有什么大的突破了，所以自重和载重比也上不去了。最近由中铝超轻金属研究所研制成功的镁锂合金密度确是1.3-1.6，还有一种型号的可以在水里漂着，而它的强度硬度和抗拉申度，钢性等各项技术指标都高于铝合金材料，在世界上发达国家的轻金属材料领域也是首屈一指的顶尖技术了，所以用镁锂合金做硬式飞艇的原材料是非常理想的。制造大型硬式飞艇的结构技术并不难，早在1936年德国就制造了兴登堡号大型硬式飞艇了，只不过用的氢气不安全而淘汰。

本发明飞艇结构的制造方法很简单：首先用镁锂合金制成16段工字梁，在每段的中心位置打一个大圆孔，每段的弧度均是22.5度，把16段合起来正好360度，用铝合金夹板两而夹件每段工字梁的两端，上多条螺栓连接固定好，形成一个整圆环型的工字梁(简称隔框梁)，将多个隔框梁沿同一中心轴线等距离平行排列，用16根桁管横穿过每一段的中间圆孔，形成一个长圆柱状的筷子笼型外结构骨架，再用16根定尺的长方型桁条在左右两个隔框梁的每段衔接处横向转一圈等距离的连接固定好，以加强结构强度和固定隔框梁的左右受力和横向位移，然后再用同种方法制作一个 直径较小的，长度相同的圆柱笼内结构骨架放进外结构骨架的里面，横向内外圆柱笼的两头对齐，竖向把内外隔框梁的两个圆环放在同一平面上，两个圆心在同一个点上，用16根定尺圆管沿垂直面转一圈360度按16等份角度垂直固定连接好外隔框梁和内隔框梁，使整体形成纵向是一个大外圆柱笼套着一个小内圆柱笼，横向有多个相等距离隔框梁的双艇壳多气室的主体结构。

2、主体结构制成后在横向的左右两组隔框梁之间和竖向的内外圆柱笼结构之间，形成了一个水平方向横着的空心圆柱体空间，我们管这个空间叫做气室，多个隔框梁之间就产生了多个气室，每个气囊都按着这个空心圆柱体空间的尺寸大小做成空心圆柱体状态的涤纶加尼龙布气囊，每个气室都装入一个气囊，这样就形成了多气囊同时工作的布局，每个气囊配一台氦气压缩机和一个储气罐，在飞艇上升时压缩机逐渐抽出气囊中的氦气压入储气罐，防止高空气压变小，气囊内的压力过大而涨破气囊，在飞艇下降时储气罐逐渐放出氦气到气囊中，防止外界气压越来越大压缩气囊的体积，使浮力迅速变小飞艇急速下降，这样通过遥控自动控制系统根据任务的需求和飞艇的高度操作压缩机抽气或储气罐放气，就可以调节飞艇的升降了，使氦气循环使用飞艇永久在空中飞行，同时此种设计还废除了以往飞艇传统构造中的副气囊，节约了大量的艇内空间和重量，同样的艇内空间可以增加气囊的体积，气囊大了浮力也大了，也就增大了载重量。

3、为了满足四台电动机和通信导航设备及雷达设备的大量用电需求，在飞艇蒙皮的上半部表面从艇首到艇尾(前后整流罩除外)贴满薄膜型太阳能发电板，并在艇壳外的中部两侧贴着艇身垂直安装两块可水平打开的大型太阳能帆板，以增大供电量和蓄电池的冲电量。

4、在艇壳外前段和后段的两侧腰线以下各安装有两台大功率直流电动机，每台配一具碳纤维螺旋桨，把重部件安装尽量靠下可以降低重心，防止艇身横滚，这样利用重力作用增加了艇体的稳定性，四台电动机可四台同时工作也可同时两台工作，速度可以快一点也可以慢一点。

总之此种硬式飞艇结构强度大，白重轻，载重量大，按载重量分为5吨和10吨两种型号，多气囊同时工作即使坏两个气囊飞艇仍能正常飞行，氦气循环使用，发电板多面积大，发电量也就大，在高空基本上无风无云，且艇上还装有应急化学能蓄电池备用，因此可无人遥控长期飘浮在高空工作或执行任务，是商业运输旅游和科研探测及军队空中预警的最佳平台。

附图说明：

图1是1/16圆的弧形工字梁侧面图。

图2是两段工字梁用前后夹板固定连接图。

图3是外圆框梁和内圆隔梁图。

图4是内外圆隔框梁之间用16根撑杆固定连接图。

图5是主结构骨架的侧面图。

图6是整体结构和各种设备的安装位置侧面图。

图7是气囊和储气罐及压缩机装入主结构的位置图。

图8是整体飞艇的太阳能发电板安装位置和四台电动机的安装位置图。

说明书附图数字说明：

1、工字梁12、储气罐

2、夹板13、气囊

3、撑杆14、内桁管