[发明专利]具有局部气囊的平流层提升系统

说明书

公开了具有局部气囊的平流层提升系统。本发明涉及一种可变提升装置(1)，其特征在于，该可变提升装置(1)包括：容纳空气的加压密闭壳体(2)；设置在所述加压密闭壳体(2)内部的第一密闭气囊(3)，所述第一密闭气囊(3)容纳密度低于空气密度的加压气体，所述第一密闭气囊(3)包括用于对所述第一密闭气囊(3)进行穿孔的穿孔装置。

技术领域

本发明涉及可变提升装置的领域，该可变提升装置使用比空气轻的气体升高到大气中。更具体地，本发明涉及可变提升装置的提升和上升飞行阶段策略，该可变提升装置设有一个用于存储加压空气的储罐和另一个用于存储比空气轻的加压气体(例如，氦、氖、甲烷、乙烷和氢气)的储罐。在下文中，密度低于空气密度的气体将被称为提升气体。

背景技术

可变提升装置可以解释为具有加压柔性外壳(jacket)的平流层飞船平台(被称为“飞艇”)。

传统上，在起飞阶段，可变提升装置主要以空气来填充，提升气体与空气是分开的，并且占用了小于20％的体积。在上升阶段，空气被排出，并且提升气体膨胀以填充可变提升装置的所有体积。

当前，该上升阶段可以通过三种方式达成：

-放气提升技术(deflated lift technique)，该放气提升技术提供了以下可变提升装置，该可变提升装置在起飞时仅包含提升气体。由于没有空气储罐，可变提升装置的总重量大大减少。该方法在气象学领域特别受欢迎。然而，放气提升方法不适用于在外壳上包括设备(例如，发动机或太阳能发电机)的可变提升装置，所述设备需要固定系统的相对刚性的支承件。

-空气气囊法(air ballonet method)，该空气气囊法提供了以下可变提升装置，该可变提升装置设有旨在包含提升气体的主外壳以及包含在该主外壳内部的旨在包含空气的密闭气囊。在上升阶段，密闭气囊将其所包含的空气排空到外部环境中，并且提升气体膨胀，因此占据了密闭气囊释放的体积。但是，由于可变提升装置必须包含两个储罐，因此空气气囊法是相对重的方法。另外，该方法还存在某些风险，例如，在密闭气囊中有泄漏的情况下空气会污染提升气体的风险，或者甚至是在存在未固定在主外壳上的空密闭气囊的情况下扰乱操纵性(manoeuvrability)的风险。

-提升气体气囊法(lift gas ballonet method)，该提升气体气囊法提供了以下可变提升装置，该可变提升装置设有旨在包含空气的主外壳以及包含在该主外壳内部的旨在包含提升气体的密闭气囊。然而，已经出现了该可变提升装置的布局问题，并且可以指出一些风险，例如与密闭气囊可能损坏相关的泄漏的风险。尽管该方法在航空领域受到欢迎，但与空气气囊法一样，它仍然是一种相对重的方法。

发明内容

本发明目的在于通过提出一种可变提升装置来减轻上述全部或一些问题，该可变提升装置包括旨在包含空气的主外壳以及被包含在该主外壳中的旨在包含提升气体的一个或两个密闭气囊。在使用两个密闭气囊的情况下，它们被流体地连接到彼此，以便允许提升气体的交换。

为此，本发明的主题是一种可变提升装置，其特征在于，所述可变提升装置包括：

-加压密闭壳体，加压密闭壳体容纳空气；

-第一密闭气囊，第一密闭气囊设置在加压密闭壳体的内部，第一密闭气囊容纳密度低于空气密度的加压气体，第一密闭气囊包括用于对第一密闭气囊进行穿孔的穿孔装置。

根据本发明的一个方面，该可变提升装置包括第二密闭气囊，该第二密闭气囊设置在加压密闭壳体内部并流体地连接至第一密闭气囊。

根据本发明的一个方面，加压密闭壳体包括船头，并且第一密闭气囊抵靠加压密闭壳体的船头的内面设置。

根据本发明的一方面，加压密闭壳体包括顶表面，并且第二密闭气囊抵靠加压密闭壳体的顶表面设置。