CN109649628A - 一种长航时抗风飞艇系统 - Google Patents

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long endurance
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龙飞
张常东
李俊
张平
胡杨
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/24—Arrangement of propulsion plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B64F3/02—Ground installations specially adapted for captive aircraft with means for supplying electricity to aircraft during flight
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    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft

Abstract

本发明属于浮空器技术领域，具体涉及一种长航时抗风飞艇系统。本发明长航时抗风飞艇系统由抗风飞艇及地面保障设备组成。其中，所述抗风飞艇包括艇身(1)、盒式艇翼(2)、尾翼(3)、能量接收装置(5)、综合控制装置(6)。所述盒式艇翼(2)对称分布于艇身(1)中部，尾翼(3)布置于艇身(1)尾部，艇身(1)底部设置有能量接收装置(5)，用于接收属于地面保障设备的无线能量发射设备(8)的传能。本发明飞艇系统可通过无线传能的方式接受来自地面供能设备的能量，解决飞艇自身能量消耗问题，实现长航时机动飞行，同时，升阻特性强，飞艇飞行过程中的增升效果好，抗风能力强，并大幅增加了飞艇载荷搭载能力。

Description

一种长航时抗风飞艇系统
技术领域
本发明属于浮空器技术领域，具体涉及一种长航时抗风飞艇系统。
背景技术
飞艇由于内部充入了氦气或其他浮升气体，其总体密度与空气相似，其升空所需要的动力与其他飞行器相比较小。飞艇具有留空时间长、载重量大、污染小、使用维护成本低、起降场地要求低等优势。通常而言，飞艇体型较大，相对同样载重吨位的飞机而言风阻巨大，飞行速度相对较低，抗风性能差，在大风天气或其他恶劣天气情况下不宜飞行。常规飞艇的飞行也需要燃料，其航程及航时也一定程度上制约了飞艇的使用范围。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能够有效增大飞艇的航时、航程及抗风能力的长航时抗风飞艇系统。
本发明技术方案是：一种长航时抗风飞艇系统，其由抗风飞艇及地面保障设备组成，其中，所述抗风飞艇包括艇身1、盒式艇翼2、尾翼3、能量接收装置5、综合控制装置6，其中，盒式艇翼2对称分布于艇身1中部，尾翼3布置于艇身1尾部，艇身1底部设置有能量接收装置5，用于接收属于地面保障设备的无线能量发射设备8的传能。
所述盒式艇翼2和飞艇尾部设置有动力推进装置4。
所述动力推进装置4为电动机，其中，6台电动机分别对称布置于盒式艇翼2上、2台电动机布置在飞艇尾部。
所述抗风飞艇上设置有用于提供能源补给的无线能量发射设备8。
所述艇身1采用半硬式结构，外部为柔性囊体材料用于保持气动外形，内部设置有轻质骨架复合材料用于承受气动载荷。
所述地面保障设备还包括地面指挥设备9，所述地面指挥设备9能够与抗风飞艇进行通讯，并根据无线能量发射设备8及抗风飞艇的位置，调配不同区域车载或固定式无线能量发射设备8，控制能量发射方向，根据抗风飞艇航迹，及时调整能量发射角度。
本发明的有益效果：本发明长航时抗风飞艇系统采用浮升一体化飞艇与固定翼飞机混合式布局形式，即浮升一体化组合式气动布局型式，使其升阻特性增强，提高了飞艇飞行过程中的增升效果，增强了其抗风能力，并大幅增加了飞艇载荷搭载能力。本发明飞艇系统可通过无线传能的方式接受来自地面供能设备的能量，解决飞艇自身能量消耗问题，实现长航时机动飞行。本发明所述飞艇系统在搭载无线传能设备后，可为其他需能设备供能，作为能量空中补给站，若不考虑艇载设备的寿命及浮升气体的泄漏问题，可永久在空中飞行，使搭载的任务设备一直处于空中指定位置或航线上工作。尤其在搭载功率大及质量大的任务设备上有较大的优势。
附图说明
图1是本发明长航时抗风飞艇结构示意图；
图2是本发明长航时抗风飞艇系统示意图，
其中，1-艇身、2-盒式艇翼、3-尾翼、4-动力推进装置、5-能量接收装置、6-综合控制装置、7-气体保障设备、8-无线能量发射设备、9-地面指挥设备。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
本发明长航时抗风飞艇系统由抗风飞艇及地面保障设备构成，请参阅图1，所述抗风飞艇由艇身1、盒式艇翼2、尾翼3、动力推进装置4、能量接收装置5、综合控制装置6等构成。其中，飞艇采用半硬式结构，外部为柔性囊体材料用于保持气动外形，内部设置有轻质骨架复合材料用于承受气动载荷，可将任务载荷重量分散到整个囊体。所述盒式艇翼2对称分布于艇身1中部，通过上下艇翼的相互连接，缩短艇翼长度，提高艇翼的结构强度和承受更大的翼载荷，使飞艇升阻特性增强，提高飞艇飞行过程中的增升效果，同时增加了整个艇体的刚强度，提高了其抗风能力，并大幅增加了飞艇载荷搭载能力。所述动力推进装置4采用电动机，其中，6台电动机分别对称布置于盒式艇翼2上、2台电动机布置在飞艇尾部，为飞艇提供所需动力。所述尾翼3布置于艇身1尾部。所述艇身1底部共形安装有能量接收装置5，能量接受装置5中的阵列天线及微波整流电路通过整流可将地面无线能量发射设备8定向辐射出去的特定工作频率微波能量转换为供抗风飞艇使用的电能。
所述地面保障设备由气体保障设备7、无线能量发射设备8及地面指挥设备9组成，其中，气体保障设备7用于提供飞艇气源，无线能量发射设备8将特定工作频率的信号分配到所属移相阵列中，保证微波传输的精度，信号经所属功率放大器阵列放大后由所属反射面天线阵列按预定方向辐射出去，抗风飞艇在微波信号辐射范围内，通过能量接收装置5所属阵列天线及整流电路将微波信号转化为电能，由综合控制装置6统筹管理。所述地面指挥设备9用于通讯和系统控制。
当飞艇在高空飞行时需要消耗能量，当能量消耗到一定程度时，即需能状态，飞艇以广播方式向地面指挥设备9报告自身位置。地面指挥设备9根据无线能量发射设备8及抗风飞艇的位置，调配不同区域车载或固定式无线能量发射设备8，控制能量发射方向，根据抗风飞艇航迹，及时调整能量发射角度。抗风飞艇在飞经此传能辐射范围的时间里，可以通过搭载的能量接收装置5得到及时的能量补充，如图2所示。
同时，抗风飞艇在搭载无线能量发射设备8后，抗风飞艇还可以为其他抗风飞艇及无人机等需能平台提供能源补给，即通过向其他安装有能量接收装置5的飞艇或无人机等飞行器辐射传输能量，进行补给。

Claims (6)

1.一种长航时抗风飞艇系统，其特征在于，由抗风飞艇及地面保障设备组成，其中，所述抗风飞艇包括艇身(1)、盒式艇翼(2)、尾翼(3)、能量接收装置(5)、综合控制装置(6)，其中，盒式艇翼(2)对称分布于艇身(1)中部，尾翼(3)布置于艇身(1)尾部，艇身(1)底部设置有能量接收装置(5)，用于接收属于地面保障设备的无线能量发射设备(8)的传能。
2.根据权利要求1所述的长航时抗风飞艇系统，其特征在于，所述盒式艇翼(2)和飞艇尾部设置有动力推进装置(4)。
3.根据权利要求2所述的长航时抗风飞艇系统，其特征在于，所述动力推进装置(4)为电动机，其中，6台电动机分别对称布置于艇身(1)上、2台电动机布置在飞艇尾部。
4.根据权利要求2所述的长航时抗风飞艇系统，其特征在于，所述抗风飞艇上设置有用于提供能源补给的无线能量发射设备(8)。
5.根据权利要求1所述的长航时抗风飞艇系统，其特征在于，所述艇身(1)采用半硬式结构，外部为柔性囊体材料用于保持气动外形，内部设置有轻质骨架复合材料用于承受气动载荷。
6.根据权利要求2所述的长航时抗风飞艇系统，其特征在于，所述地面保障设备还包括地面指挥设备(9)，所述地面指挥设备(9)能够与抗风飞艇进行通讯，并根据无线能量发射设备(8)及抗风飞艇的位置，调配不同区域车载或固定式无线能量发射设备(8)，控制能量发射方向，根据抗风飞艇航迹，及时调整能量发射角度。
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