CN102874402B - 密闭增压式热气浮空平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密闭增压式热气浮空平台，包括升力系统(1)、吊挂绳(2)、吊舱(3)、系留缆绳(4)、导向盘(5)、液压绞盘(6)、锚泊车(7)和控制系统，升力系统通过吊挂绳与吊舱连接，系留缆绳的上端与吊挂绳的下端交汇点连接，系留缆绳的下端安装在导向盘上，导向盘和液压绞盘依次固定于锚泊车上；升力系统(1)包括囊体(11)、单向泄压阀(12)、增压风机(14)、加热器(15)和增压构件(16)；本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：囊体刚性高、抗风性能强、工作稳定；制造成本低、操作容易、维护简单；安全可靠，事故发生率低；在发生自然灾害等紧急情况时，应急响应快，机动性强。

Description

密闭增压式热气浮空平台

技术领域

本发明涉及浮空平台领域，具体而言，是涉及一种密闭增压式热气浮空平台。

背景技术

飞艇是一种飞行器，初期的飞艇利用氢气等比空气轻的可燃气体作为升空动力，上世纪70年代，飞艇改用氦气，使安全性大大提高。目前，飞艇在各国被广泛应用的领域包括航拍、广告、巡逻、军事侦察、勘探、运输、救灾、通信广播等。在国土面积辽阔，地形复杂，气候差异大，自然灾害频发的国家，例如中国，人们对于救灾方面的应用倍加关注。

如果能在飞艇上搭载通讯设备，成为可在空中系留的平台，就能在自然灾害发生、地面通信基站遭到破坏、灾区情况不明的紧急情况下，使其上升系留在两千米左右的高空形成空中基站，用来替代地面因自然灾害损毁的基站，就可以大大减少灾区的损失，甚至能够挽救成千上万灾民的生命，因此具有重大的意义。

但是，使用氦气作为上升动力的系留式平台具有制造成本高、操作控制复杂和维护困难等缺点。本申请人的在先申请“系留热气飞艇浮空平台”(中国专利申请公开CN102092471A)，将飞艇的特点与系留式热气球的工作原理相结合，采用囊体内部燃烧器加热的方式产生升力，解决了上述问题。但是，该发明所公开的结构还不够完善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：进一步改进现有技术中的系留式热气飞艇浮空平台存在的不足，提供一种增加囊体刚性、提高抗风性能、制造成本低、操作容易、维护简单的密闭增压式热气浮空平台。

本发明的第一技术方案是：

一种密闭增压式热气浮空平台，其特征在于，包括升力系统、吊挂绳、吊舱、系留缆绳、导向盘、液压绞盘、锚泊车和控制系统，

升力系统通过吊挂绳与吊舱连接，系留缆绳的上端与吊挂绳的下端交汇点连接，系留缆绳的下端安装在导向盘上，导向盘和液压绞盘依次固定于锚泊车上；

升力系统包括囊体、单向泄压阀、增压风机、加热器和增压构件；

加热器装配在增压构件的上部表面，处于囊体内部，增压风机装配在增压构件的下部格架内，处于囊体外部；

增压构件与囊体之间有防火密封部；

单向泄压阀安装在囊体的下部壁上。

本发明的第二技术方案是，在第一技术方案中，所说的系留缆绳经由导向盘缠绕在液压绞盘的滚筒上。

本发明的第三技术方案是，在第一技术方案中，所说的吊舱内配备有通信基站设备和发电设备。

本发明的第四技术方案是，在第一技术方案中，囊体的形状为流线型，并且具有Y形尾翼。

本发明的第五技术方案是，在第一技术方案中，所说的控制系统包括地面控制系统和空中控制系统以及一个用于发出地面人工操纵设备的遥控指令、接收空中平台监控数据的通讯电台；

地面控制系统包括人工操作、显示设备；

空中控制系统包括装于囊体上的温度传感器、风速仪、气压传感器、GPS定位仪所构成的监控系统，空中控制系统还包括接受地面人工操作设备的遥控指令、采集监控系统信息、进行A/D转换、GPS数据接收，且向加热器控制电路发出控制加热器主阀开闭的信号、向增压风机控制装置、单向泄压阀控制装置发出控制指令的中央控制器。

优选的是，增压构件与囊体之间的防火密封部由筒状阻燃材料和系绳构成，筒状阻燃材料的上端以缝制方式与囊体连接，下端利用系绳与增压构件连接，在囊体和增压构件之间形成密封空间。

优选的是，单向泄压阀(12)、防火密封部(13)、增压风机(14)和加热器(15)的数量分别为两个。

本发明是一种操作维护简单、使用费用低廉、安全可靠的密闭增压式热气浮空平台，实现了在重大自然灾害情况下的应急通讯。在灾害造成固定通讯和移动通讯设施破坏的紧急状态下，本发明的密闭增压式热气浮空平台可以携带通信基站上升到离地面两千米左右的高空，以保持通讯信号的畅通，本发明的实施牵涉到成千上万灾区民众的安危，这对于自然灾害频繁的国家例如中国具有极其重大的意义。另外，本发明的密闭增压式热气浮空平台还具有对地面情况进行监视侦查的功能。

本发明的密闭增压式热气浮空平台，其系留缆绳的上端与扇形分布的多根吊挂绳的下端交汇点连接，系留缆绳的另一端装于可移动的锚泊车上，是一种可车载移动的装置。需要说明的是：本发明的密闭增压式热气浮空平台不是在悬挂于两千米左右高空的状态下随锚泊车移动，而是在完成工作任务后，将其回收到锚泊车上车载移动。另外，本发明的密闭增压式热气浮空平台在两千米左右的高空工作时，只在设定半径的圆形范围内运动，并不飞行，将囊体做成流线型和带有尾翼，是为了控制其头部迎风，以减小风力的影响。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.囊体刚性高、抗风性能强、工作稳定；

2.制造成本低、操作容易、维护简单；

3.安全可靠，事故发生率低；

4.在发生自然灾害等紧急情况时，应急响应快，机动性强。

附图说明

图1是本发明的密闭增压式热气浮空平台一个实施例的示意图

图2是本发明的密闭增压式热气浮空平台一个实施例的升力系统示意图

图3是本发明的密闭增压式热气浮空平台一个实施例的控制系统方框图

图4是本发明的密闭增压式热气浮空平台一个实施例的防火密封部(13)的示意图

图5是说明本发明的密闭增压式热气浮空平台一个实施例的防火密封部(13)连接方式的局部示意图

图中：

1-升力系统，2-吊挂绳，3-吊舱，4-系留缆绳，5-导向盘，6-液压绞盘，7-锚泊车，11-囊体，12-单向泄压阀，13-防火密封部，14-增压风机，15-加热器，16-增压构件，131-筒状密封材料，132-系绳。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明。图1是本实施例的密闭增压式热气浮空平台的示意图；图2是本实施例的密闭增压式热气浮空平台的升力系统示意图，图3是本实施例的密闭增压式热气浮空平台的控制系统方框图。

由图1、图2和图3可以看出，本实施例的密闭增压式热气浮空平台具有升力系统1、吊挂绳2、吊舱3、系留缆绳4、导向盘5、液压绞盘6、锚泊车7和控制系统。

升力系统1通过吊挂绳2与吊舱3连接，系留缆绳4的上端与吊挂绳2的下端交汇点连接，系留缆绳4的下端安装在导向盘5上，导向盘5和液压绞盘6依次固定于锚泊车7上。

升力系统包括囊体11、单向泄压阀12、增压风机14、加热器15和增压构件16。

加热器5有两个，分别装配在增压构件16的上部表面的左右两处，处于囊体11内部，增压风机14也有两个，分别装配在增压构件16的下部格架内，处于囊体11外部。

增压构件16与囊体11之间有防火密封部13，图4是本实施例的防火密封部13的示意图，由图4可见，防火密封部13由筒状阻燃材料131和系绳132构成，图5是说明本实施例的防火密封部13连接方式的局部示意图，由图5可以看出，在组装状态下，两个筒状阻燃材料131的上端以缝制方式与囊体11连接，下端利用系绳132与增压构件16连接，在囊体11和增压构件16之间形成密封空间。这样，当装配在增压构件16下部格架内的增压风机14对囊体11内加压鼓风时，空气不会从增压构件16和囊体11之间逸出，从而达到密封的效果。

两个单向泄压阀12安装在囊体11的下部壁上，能够从囊体11内部单向排出空气，增压风机14能够将囊体外部的冷空气加压供入囊体11，供向囊体11内部的冷空气在途中可以通过加热器5将其加热至需要的温度。

综合调节单向泄压阀11的开度、增压风机14的加压功率和加热器的加热量，就可以改变囊体11内的空气的压力和温度，根据需要保持囊体11的刚度，实现在系留悬浮状态下提高抗风性能；或者实现密闭增压式热气浮空平台的上升、下降、回收。

系留缆绳4通过导向盘5缠绕在液压绞盘6的滚筒上，根据需要使平台升空到工作高度，完成任务后进行平台的回收。

吊舱3内配备有通信基站设备和发电设备，紧急替代地面损毁的通信基站。

囊体11的形状为流线型，并且具有Y形尾翼，必要时调整囊体11头部使其迎风，以减少气流的影响。

图3是本实施例的控制系统的方框图，由图3可以看出，本实施例的密闭增压式热气浮空平台控制系统，具有地面控制系统26和空中控制系统27以及一个用于发出地面人工操纵设备的遥控指令、接收空中平台监控数据的通讯电台；

地面控制系统26包括人工操纵、显示设备；

空中控制系统27包括装于囊体11上的温度传感器、风速仪、气压传感器、GPS定位仪所构成的监控系统，空中控制系统27还包括接受地面人工操纵设备的遥控指令、采集监控系统信息、进行A/D转换、GPS数据接收，且向加热器5控制电路发出控制加热器5主阀开闭的信号、向增压风机14控制装置、单向泄压阀12控制装置发出控制指令的中央控制器。

应当指出：本发明的保护范围不受本实施例的限制，本发明的保护范围记载在权利要求书中。

Claims (7)

1.一种密闭增压式热气浮空平台，其特征在于，包括升力系统(1)、吊挂绳(2)、吊舱(3)、系留缆绳(4)、导向盘(5)、液压绞盘(6)、锚泊车(7)和控制系统，

升力系统(1)通过吊挂绳(2)与吊舱(3)连接，系留缆绳(4)的上端与吊挂绳(2)的下端交汇点连接，系留缆绳(4)的下端安装在导向盘(5)上，导向盘(5)和液压绞盘(6)依次固定于锚泊车(7)上；

升力系统包括囊体(11)、单向泄压阀(12)、增压风机(14)、加热器(15)和增压构件(16)；

加热器(5)装配在增压构件(16)的上部表面，处于囊体(11)内部，增压风机(14)装配在增压构件(16)的下部格架内，处于囊体(11)外部，其中，增压风机将囊体外部的冷空气加压供入囊体，供向囊体内部的冷空气在途中通过装配在增压构件的上部表面的所述加热器加热至需要的温度；

增压构件(16)与囊体(11)之间有防火密封部(13)，防火密封部由筒状阻燃材料和系绳构成，所述筒状阻燃材料的上端以缝制方式与囊体连接，下端利用系绳与增压构件连接，且在囊体和增压构件之间形成密封空间；

单向泄压阀(12)安装在囊体(11)的下部壁上。

2.根据权利要求1所述的密闭增压式热气浮空平台，其特征在于，所说的系留缆绳(4)经由导向盘(5)缠绕在液压绞盘(6)的滚筒上。

3.根据权利要求1所述的密闭增压式热气浮空平台，其特征在于，所说的吊舱(3)内配备有通信基站设备和发电设备。

4.根据权利要求1所述的密闭增压式热气浮空平台，其特征在于，囊体(11)的形状为流线型，并且具有Y形尾翼。

5.根据权利要求1所述的密闭增压式热气浮空平台，其特征在于，所说的控制系统包括地面控制系统(26)和空中控制系统(27)以及一个用于发出地面人工操纵设备的遥控指令、接收空中平台监控数据的通讯电台；

地面控制系统(26)包括人工操作、显示设备；

空中控制系统(27)包括装于囊体(11)上的温度传感器、风速仪、气压传感器、GPS定位仪所构成的监控系统，空中控制系统(27)还包括接受地面人工操作设备的遥控指令、采集监控系统信息、进行A/D转换、GPS数据接收，且向加热器(15)控制电路发出控制加热器(15)主阀开闭的信号、向增压风机(14)控制装置、单向泄压阀(12)控制装置发出控制指令的中央控制器。

6.根据权利要求1～5任一项所述的密闭增压式热气浮空平台，其特征在于，所说的增压构件(16)与囊体(11)之间的防火密封部(13)由筒状阻燃材料(131)和系绳(132)构成，筒状阻燃材料(131)的上端以缝制方式与囊体(11)连接，下端利用系绳(132)与增压构件(16)连接，在囊体(11)和增压构件(16)之间形成密封空间。

7.根据权利要求1～5任一项所述的密闭增压式热气浮空平台，其特征在于，所说的单向泄压阀(12)、防火密封部(13)、增压风机(14)和加热器(15)的数量分别为两个。