[实用新型]一种用于平流层的混流风机、浮空器及浮空器控制系统

说明书

本申请实施例公开了一种用于平流层的混流风机、浮空器及浮空器控制系统，涉及浮空器领域，本申请提供的用于平流层的混流风机，相比于常用的航空风机，提高了压头、流量和响应时间，提升了浮空器的高度调节能力。该用于平流层的混流风机包括壳体和叶轮，其中，壳体内形成有空腔，壳体上设置有与空腔连通的进气口和出气口，出气口用于向浮空器的囊体充气；叶轮设置在空腔内绕叶轮的轴线方向转动，带动气流从进气口流经叶轮后从出气口流出，叶轮与壳体之间形成气体流道，进入叶轮进气侧的气体流道方向与叶轮的轴线方向平行，流出叶轮出气侧的气体流道方向与叶轮的轴线方向呈锐角夹角设置。该用于平流层的混流风机用于调节浮空器的高度。

技术领域

本申请涉及但不限于浮空器领域，尤其涉及一种用于平流层的混流风机、浮空器及浮空器控制系统。

背景技术

现代高空飞艇和高空气球作为一种可在20公里左右高度平流层长期驻流的浮空器，可以携带多种载荷实现通信、导航、观测、预警等功能，具有广阔的应用场景，且浮空器还具有效费比高、覆盖范围广、载荷能力强等特点，展现出广阔的应用前景。

利用主、副气囊结构实现高度调节，是飞艇和气球等类型浮空器独有的控制特点。对于浮空器而言，主气囊用于填充浮升气体提供浮力，副气囊用于填充空气以维持浮空器的压力外形，进一步，通过调节副气囊的体积改变浮空器的浮力，进而可改变浮空器的驻空高度。使用风机将外界空气压缩至副气囊，可使驻空高度降低，利用排气阀将副气囊中空气排出，则可使驻空高度上升。通过驻空高度调节，可以利用不同高度风层以调节飞行轨迹，实现特定的轨迹控制目标，完成特定飞行任务。相关技术中的常用的航空风机体积、流量较小、压头较低、浮空器高度调节响应速度慢，不能满足浮空器高效高度调节的需求。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种用于平流层的混流风机、浮空器及浮空器控制系统，涉及浮空器领域，本申请提供的用于平流层的混流风机，相比于常用航空风机，提高了压头、流量和响应时间，提升了浮空器的高度调节能力。

为了达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种用于平流层的混流风机，包括壳体和叶轮，其中，壳体内形成有空腔，壳体上设置有与空腔连通的进气口和出气口，出气口用于向浮空器的囊体充气；叶轮设置在空腔内绕叶轮的轴线方向转动，带动气流从进气口流经叶轮后从出气口流出，叶轮与壳体之间形成气体流道，进入叶轮进气侧的气体流道方向与叶轮的轴线方向平行，流出叶轮出气侧的气体流道方向与叶轮的轴线方向呈锐角夹角设置。

本申请实施例提供的用于平流层的混流风机，通过将叶轮设置在空腔内，且叶轮绕自身的轴线方向转动，进而带动气流从壳体的进气口流经叶轮后从出气口流出，此时，叶轮与壳体之间形成了气体流道，且进入叶轮进气侧的气体流道方向与叶轮的轴线方向平行，流出叶轮出气侧的气体流道方向与叶轮的轴线方向呈锐角夹角设置，使得气体流道中的气流在流经叶轮的过程中方向发生偏转，由叶轮的轴线方向转为与其轴线方向具有一定锐角夹角的方向，即，相当于混流风机的原理，叶轮让气流既做离心运动又做轴向运动，相比于相关技术中的常用的航空风机，本申请实施例提供的用于平流层的混流风机提高了压头、流量和响应时间，进而提升了浮空器的高度调节能力。

在本申请的一种可能的实现方式中，流出叶轮出气侧的气体流道方向与叶轮的轴线方向的夹角大于等于60度且小于90度。

在本申请的一种可能的实现方式中，叶轮包括轮盘和叶片，其中，轮盘设置在空腔内绕其轴线方向转动，轮盘从进气侧延伸至出气侧；叶片为多个，多个叶片固定在轮盘上靠近壳体一侧的表面，并沿轮盘的圆周方向均匀分布。

在本申请的一种可能的实现方式中，轮盘固定叶片的表面呈贝塞尔曲线延伸。

在本申请的一种可能的实现方式中，叶片为三元扭叶片，且叶片的厚度沿叶片的高度方向逐渐减小。