[发明专利]一种长航时飞艇

说明书

技术领域

本发明涉及浮空飞行器领域，具体涉及一种长航时飞艇。

背景技术

目前，飞艇的巡航动力装置一般采用活塞发动机，其长航时一般3天以上飞行是现阶段的技术难点，主要原因有两点：一是飞行过程燃油消耗会导致飞艇总重“变轻”，而浮力不变；二是温差变化昼夜、高度变化会导致飞艇的“净浮力”发生大幅度波动，给飞艇的飞行姿态控制带来了困难。为了实现飞艇的长时间续航一般会采取：

a 动升力技术

通过改变尾翼舵面的偏角可使飞艇产生正或负攻角，从而具有向上或下的动升力。飞艇在巡航过程中，过大的正或负攻角，会导致飞艇的阻力系数迅速增大、推进效率降低，不利于长航时飞行。

b 放氦氢气技术

在飞艇升空前，在充入必要的氦气量的基础上，再充入一定量的计划排放的浮生气体如氢气，从而使浮力满足飞艇的起飞要求，升空后随着燃油不断消耗，将多余的浮升气体逐渐放掉，以实现重浮力的平衡。然而氦气是稀缺资源，氢气易燃易爆。

c 氦气压缩技术

在飞行过程中，将氦气囊中适量的氦气压缩至氦气存储设备中，减小了氦气囊的体积，从而减小飞艇浮力。氦气压缩设备和氦气储存设备的研制，在功耗和重量等方面存在较大困难。

航空发动机排放的尾气中含有大量的高品位热量和水蒸气，如能将热量充分利用并收集发动机尾气中的部分水存储在飞艇上，便可有效的补充燃油消耗所产生的重量减少，在一定程度上提高飞艇的长航时能力和载重能力。

发明内容

本发明的目的就是针对上述之不足，而提供一种长航时飞艇。

本发明包括水蒸气室、氦气室、空气室、吊舱、水蒸气发生器、空气冷凝器、水分离器、冷水箱、热水箱和飞机活塞式发动机和艇身，艇身上设有排气口和充气口，水蒸气室上设有排气口和充气口，艇身内设有氦气室、一对空气室和水蒸气室，水蒸气室的排气口通过管道与艇身上的排气口相通，水蒸气室的充气口通过管道分别与艇身上的充气口和一对空气室的其中一个空气室相通，吊舱安装在艇身上，飞机活塞式发动机安装在吊舱上，水蒸气发生器、空气冷凝器、水分离器、冷水箱和热水箱分别安装在吊舱内，热水箱和的出水口与水蒸气发生器的进水口相通，水蒸气发生器的进气口与飞机活塞式发动机的尾气排气口处相通，水蒸气发生器的蒸汽出气口通过管道分别与水蒸气室、大气和空气冷凝器相通，且蒸气发生器的蒸汽出气口处与大气和空气冷凝器之间设有三通电动活门，空气冷凝器通过管道与水分离器的进口相通，水分离器的出气口通过抽吸风机与大气相通，冷水箱上设有A出水口和B出水口，水分离器的出水口通过管道与冷水箱的进水口相通，冷水箱的A出水口处设有排水阀，冷水箱的B出水口通过管道与热水箱的进水口相通。

水蒸气室1内设有温度传感器和压力传感器。

水蒸气室1的顶部通过绳索与艇身顶部相连。

水蒸气室内表面涂覆憎水涂层。

艇身上的排气口和充气口处分别设有排气电动活门和手动活门。

水蒸气室与一对空气室的其中一个空气室之间设有充气电动活门。

空气冷凝器与水分离器之间设有流量传感器。

本发明优点是：在低能耗设计的基础上，从调节飞艇浮力和收集压舱水两方面解决了制约飞艇长航时飞行的重浮力平衡难题。具体体现在以下三点：1、充分使用飞艇发动机能量约1/3的能力被尾气带走，利用水的相变迅速获取热量并产生水蒸气给飞艇提供辅助升力，减小了氦气的消耗，无需使用额外能源，同时冷却了发动机尾气，为从尾气中收集压舱水提供基础。2、在浮力需求减少时，可将水蒸气排出，充入空气，同时收集发动机尾气冷凝水作为压舱物增加飞艇重量，利于飞艇实现长航时飞行。3、利用发动机螺旋桨尾流对空气冷凝器进行冷却，减少能源消耗，降低重量。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明工作原理结构示意图。

具体实施方式