[实用新型]一种平流层飞艇

说明书

本实用新型涉及飞艇技术领域，提供一种平流层飞艇，所述平流层飞艇包括：硬式框架，形成在艇体表面；以及动力系统支架，所述动力系统支架包括呈棱台状的桁架结构，其中桁架结构的底部搭接在硬式框架上；以及桁架结构的顶部用于安装动力系统。本实用新型通过在硬式框架上搭接动力系统支架，克服了在平流层飞艇底部吊舱安装动力系统支架易产生波浪运动的缺点，使平流层飞艇水平飞行的波浪运动趋势得到抑制，从而减少底部吊舱阻力，减少动力耗能。同时，通过多根斜拉张紧绳索的拉力或多根斜拉支撑杆件的支撑力和拉力使桁架结构更加稳定。此外，通过利用刚性加强环和杆件构成的硬式框架，提高飞艇的抗超压能力。

技术领域

本实用新型涉及飞艇技术领域，具体涉及一种平流层飞艇。

背景技术

在平流层环境下由于太阳辐射的影响平流层飞艇存在超温超压的现象，对于平流层飞艇的系统总体设计提出了极高的要求。根据平流层飞艇有限元热仿真计算现有软式结构的平流层飞艇热平衡温差大于平流层飞艇的抗热能力，容易出现安全系数小于1的现象。这个结果对平流层飞艇的研制可能会产生颠覆性的影响。解决平流层飞艇超温超压问题是目前研制平流层飞艇迫切需要解决的问题之一。

具体来说：1、超温超压是指平流层飞艇在工作高度受太阳辐射后内部气体温度升高造成气体膨胀形成的艇内外压差超过飞艇设计范围的现象。2、热平衡温差是指采用有限元热分析软件仿真计算出平流层飞艇受太阳能辐射后全艇最高均值温度与夜间全艇最低均值温度的差值。3、抗热能力是指平流层飞艇在工作高度经太阳辐射以后平流层飞艇囊体强度能够忍受飞艇内气体平均温升的极限值。4、三个平衡是指平流层系统总体顶层设计时采用的能量平衡、热平衡、重量平衡，这三个平衡相互耦合：能量平衡是指平流层飞艇在工作高度和工作地域昼夜之间的太阳能电池发电量以及蓄电池蓄电总量必须满足平流层飞艇昼夜之间抗风所需电量和飞艇系统用电以及任务系统用电的总电量；热平衡是指平流层飞艇在工作高度受太阳辐射后内部气体温度升高造成内部气体膨胀形成的艇内外气压差不能超过飞艇设计的耐压范围；重量平衡是指平流层飞艇在工作高度排开的空气质量等于平流层飞艇质量与艇内气体质量。

而目前在研的平流层飞艇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，为了解决平流层飞艇超热超压问题，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。

同时，一般的中低空飞艇都是将吊舱放在底部，并且采用将动力系统支架安装在吊舱上的方法。这种方法将发动机支架放置在向下距离飞艇浮心过大处，由于布局不合理严重影响了飞艇推进系统效率；同时力矩的影响在飞艇水平飞行时易出现上下起伏的波浪式飞行状态，这种波浪式飞行状态相对于水平飞行的平流层飞艇需要付出更多的能量。且由于底部吊舱突出，加大了飞艇阻力系数，也进一步使飞艇需要付出更多的能量。

在平流层软式飞艇总体设计方面美国洛克希德马丁公司采用了软式飞艇安装两侧发动机支架的方法。具体来说是将底托将竖立杆立于具有气体刚性的软式飞艇外表面。然后通过外置布帘拉出紧固钢丝分为多个方向拉紧竖立杆，竖立杆顶部连接动力系统安装平台，将动力系统安装在安装平台上。但这种方法必须建立在平流层飞艇内外压差较大使飞艇外囊体达到一定的气弹性刚度才能实行。且外置布帘致使平流层飞艇的阻力系数增大。

因此，设计一种新型结构的平流层飞艇是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种平流层飞艇，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，公开一种平流层飞艇，所述平流层飞艇包括：

硬式框架，形成在艇体表面；以及

动力系统支架，所述动力系统支架包括呈棱台状的桁架结构，其中