CN114834626A - 一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，包括客舱、飞行壳罩体和多个气囊体，飞行壳罩体内设有多个气囊和客舱，飞行壳罩体外设有防水透气膜；气囊内充入轻于空气的气体。本发明的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器飞行壳罩体外设有防水透气膜；透气防水对气囊进行了有效的安全保护，防止高空中的水气透过壳罩而对气囊造成损害，透气性为了保证气囊在充气时，将壳罩内的空气能够迅速的排除，排出排入空气的速率高，不用外加辅助排气装置，升降效率高，升降响应速度快。

Description

一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器。

背景技术

飞艇是一种轻于空气的航空飞行器，它与热气球最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装置。飞艇由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成。艇体的气囊内充以密度比空气小的浮升气体，有氢气或氦气，借以产生浮力使飞艇升空。吊舱供人员乘坐和装载货物。尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。大型民用飞艇还可以用于交通、运输、娱乐、赈灾、影视拍摄、科学实验等等。传送的飞行器中只有一个气囊，当气囊出现故障时，会对飞艇的飞行安全造成致命性的损害，且当在高空飞行时，由于高空的温度较低，当飞艇向内排气容易产生水气冻结的问题，从而给飞行安全造成影响。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决现飞机、飞艇、和还没有他人这样用的卫星、空间站所无法达到的技术缺陷之一。

本发明一方面的实施例提供一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，包括客舱、飞行壳罩体和气囊，飞行壳罩体内设有气囊和客舱，飞行壳罩体外设有防水透气膜；气囊内充入轻于空气的气体。

优选的是，防水透气膜为无纺布防水透气膜。

发明创新的是，运载器无论是用于飞机、飞艇、卫星、空间站、无人飞行器或转发站，其运送、承载的外壳均是“防水透气”的膜或防水透气的壳体。

在上述任一方案中优选的是，气囊为一个或多个。内置动力的气囊可以是单一的一个气囊，也可以是多个气囊，当为多个气囊时，根据需要，每个气囊之间可以设置成串联或并联排列，也可以互相连通。控制气体收缩囊体容积，达到轻于空气动力升力大小。

在上述任一方案中优选的是，还包括第一微型泵和第一气体压力控制阀，每个气囊上设有第一气体压力控制阀，第一气体压力控制阀与第一微型泵连接。

在上述任一方案中优选的是，当为多个气囊时，每个气囊依次连接。

在上述任一方案中优选的是，还包括第二微型泵和第二气体压力控制阀，气囊之间通过第二气体压力控制阀连通，第二微型泵与气囊连接。第二微型泵与相互连通的气囊中的一个气囊连接，当对连接有第二微型泵的一个气囊充放气时，相互连通的气囊逐渐的被充入气体，充放气更加均匀和安全。

在上述任一方案中优选的是，还包括设备仓，设备仓设在飞行壳罩体内。

根据升力需要，无论是用单体囊还是多个囊，以及是否使用气体压机及是否使用任何气体阀门、任何轻于空气气体储罐，包括用囊体代储的技术方案均在本发明保护范围。

气囊内充入轻于空气的气体为氦气或氢气，当把用轻运输的轻于空气动力的氢气、天然气加入运载器，即做被运输气体也做轻于空气动力使用也在本发明保护范围。

用运载器自身部分壳体做轻于空气动力气体压储舱时，均在本发明保护使用范围；还包括设备仓，设备仓等设在飞行壳罩体内的储气舱和囊。

无论是用于飞机、飞艇、气球、卫星、空间站、空中基站、空间广播、互联网、物联网、空中可见光和无线雷达、各类运载器使用，均在本发明保护范围。

与飞机复合设计新飞行器，以及用运载器壳体设计成天线、或附风、光磁电动力及风、电磁、离子涡扇、桨翼推进本运载器技术，均在本技术发明保护范围。

与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果为：

1、本发明的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器飞行壳罩体外设有防水透气膜；透气防水对气囊进行了有效的安全保护，防止高空中的水气透过壳罩而对气囊造成损害，透气性为了保证气囊在充气时，将壳罩内的空气能够迅速的排除，排出排入空气的速率高，不用外加辅助排气装置，升降效率高，升降响应速度快。

2、本发明的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器设有多个独立的气囊或依次相连的气囊，当其中一个气囊出现问题时，不会影响其余气囊，安全性更高，适用于承载搭运各种人员、物品、货物，包括量子、光学无线电装置、雷达、相机、物品用于卫星、飞机、水陆空多用机，及无人飞行器等更广应用范围。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例一种空间和亚太空飞行运载飞行器的外壳结构示意图。

图2为根据本发明实施例一种空间和亚太空飞行运载飞行器的内部结构示意图。

其中：1-飞行壳罩体；2-客货舱；3-气囊；4-设备仓。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明实施例的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，包括客舱2、飞行壳罩体1和气囊3，飞行壳罩体1内设有气囊3和客舱2，飞行壳罩体外设有防水透气膜；气囊内充入轻于空气的气体。使飞行器罩体产生升力。

可选的，防水透气膜为无纺布防水透气膜或轻金属片空气水分子分离筛结构设计。运载器无论是用于飞机、飞艇、卫星、空间站、无人飞行器或转发站，其运送、承载的外壳均是“防水透气”的膜或防水透气的飞行壳罩体。

无纺布防水透气膜具有良好的透气和防水性能，具有高水平的拉伸度和撕裂强度以及良好的均匀性。同时，飞行壳罩体1外还可以蒙有水空气分离筛的金属皮，或电波穿过不反射有水/空气分离筛膜的无纺复合布蒙皮，除解决低空中水份被隔在飞行器外的作用，并解决飞行壳罩体1容器升空中,空气进出罩体容器，使飞行器壳罩内气囊3快速排开空气产生升力，排入空气则下降，外加辅助推进动力则可以前进、后退或辅助高速升降。本发明与传统的直接将轻于空气动力的气体注入飞艇等轻于空气动力飞行器不同处之一，传统的飞艇靠自身轻于空气动力气体承压，部分硬壳式密封飞艇靠密封壳内飞艇袋经排气嘴排出空气，飞行器通过排气装置排气，飞行器的下降靠向轻于空气的飞艇容器内风扇排入空气来下降，不仅升降慢，且不易控制，本发明方案排出排入空气的速率高，不用外加辅助排气装置，升降效率高，升降响应速度快。

进一步的，气囊3内充入轻于空气的气体为氦气或氢气。还包括设备仓4，设备仓4设在飞行壳罩体1内。也可以设置货仓或配重仓等。

进一步的，多个气囊3分别为多个独立的气囊3，还包括第一微型泵和第一气体压力控制阀，每个独立气囊3上设有第一气体压力控制阀，第一气体压力控制阀与第一微型泵连接。每个独立的气囊3上分别设有一个第一气体压力控制阀，每个第一气体压力控制阀与一个第一微型泵连接，第一微型泵将储气罐中轻于空气的气体，通过压力控制阀充入独立的气囊3中，提升升力，实现上升，当下降时第一微型泵将轻于空气的气体回收到储气罐中，实现下降。

进一步的，多个气囊3依次连接。还包括第二微型泵和第二气体压力控制阀，气囊3之间通过第二气体压力控制阀连通，第二微型泵与气囊3连接，第二微型泵与依次连接的气囊3之中的一个气囊3连接，第二微型泵通过压力控制阀向气囊3中充气或回收轻于空气的气体，以实现飞行器的升降。

本发明还包括控制器，控制微型泵对气囊3进行充气或泄气。轻于空气的气体为氦气或氢气。

本发明的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器工作原理为：上升时，由微型泵向气囊中充入轻于空气的气体，增加承托本飞行壳罩体内的轻于空气运载气囊组体积，通过飞行器壳体蒙皮，即无纺布膜排空气来达到快速上升，当下降时，通过排出气囊中的轻于空气的气体，来实现飞行器的下降。亚太空也叫次太空，是一般飞机飞行高度上限到100km高空范围，本飞行器发明适用于水中至水平面以上100Km以内空间。

浮力是指浸在气体或液体流体内的物体受到流体竖直向上托起的作用力。

浮力的定义式为F浮＝G排，计算公式为：F浮＝ρgV排，其中，ρ液表示液体或气体的密度，单位为千克/立方米；g表示重力加速度的常数，一般g＝9.8N/kg；V排表示排开气体或液体的体积，单位为立方米。

囊飞行器的浮力＝空气密度1.293kg/N立方米至所使用气体密度。

氢气密度＝0.0899；氦气＝0.135。

为更精确的计算，也可以据地球纬度到地球轴心半径，套入重力加速度g的公式，计算实际的g数值。

重力加速度公式：g＝GM/r^2。重力加速度是一个物体受重力作用的情况下所具有的加速度。也叫自由落体加速度，用g表示。重力加速度是物理名词，通常指地面附近物体受地球引力作用在真空中下落的加速度，记为g。为了便于计算，其近似标准值通常取为980厘米/秒的二次方或9.8米/秒的二次方。M为物体的质量，g为万有引力系数。r是所处地球纬度的轴心半径。

根据本发明实施例中的技术方案，可以设计成飞艇、飞机、卫星、空间站承载客货及设备空间飞行的发行器；本发明实施例中的方案与现有技术的区别在于，现有技术中的充填轻于空气动力的飞艇空间飞行器的吊舱运载壳体是密封的；也不同于固定翼和旋翼飞机飞行器的壳体密封状态；更不同于火箭推进的卫星或空间站的运载方式，而是运载器就设计成卫星和空间站外观，始终与动力部分在一起，包括可以选择定位推进火箭、或霍尔电推、或低层选择空气推进器。

本发明可以做成飞艇、飞机、卫星、空间站和特定形状的飞行器外观壳体，用壳体承载传统客货，含搭置常压舱在内及设备舱的空间和亚太空运载器壳体。本发明运载器飞行壳罩体是“透气防水”的，而不像飞艇、飞机那样密封。

运载器内可安置密度比空气小的轻于空气浮升气体的(氢气、氦气或天然气)气囊，借以产生浮力使运载器升空，节能环保、轻于空气气体可重复使用，减少运载器推力经济同时，还可通过控制运载器内囊的总容积大小实现上升下降及空中无耗能悬浮停留。

根据本发明的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，运载器外观可设计成实用飞行器外形：

1、飞机外观，实现减少发动机动力，节能、安全飞行或垂直起降及空中悬停。

2、卫星或空间站外型，靠内置轻于空气动力飞行几或几十公里高程，在用其可选辅助桨翼、火箭、或各种电推上升及悬停于空间或亚太空间，提供极近地无线、通讯、气象、广播、防火、光学及多普勒雷达和军事服务及空间预警雷达、带战斗部飞行器或作战飞行器载体使用。

3、飞艇及类气球：可以更安全飞行及升降可控，下降只用收纳气囊就可以实现。

本发明不会产生向飞行壳罩体内排气中带入的水气冻结问题，下降则靠将囊袋组中轻于空气动力气体压缩到储气罐或向其它耐低压囊增压储气，减少承载飞行器壳体总气囊体积，通过降低升力来实现。本发明的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器由多个气囊组合而成，比单一气囊的飞行器或大气袋更安全。

本发明飞行器壳罩做成形状各异，如飞机、卫星、空间站等不同几何体形的可载人、货的空气整流飞行壳罩体飞行器，通过罩体内安置多个轻于空气动力气囊，使飞行壳罩体容器产生升空力。无论是在本发明内部还是任何部位加挂人物载仓，或增压控温、控湿载人舱，外观如何形状，凡用本发明均在本发明保护范围。本发明无论外蒙皮采用何种膜或金属材料，或采用什么形状支撑龙骨、衍架结构，以及外观形状无论怎么变化，均在本发明保护范围。飞行壳罩体内的无论是动力气囊体或为轻于空气动力器，不管是一个、还是无数个囊体或级组容器，结构无论如何变化，均在本专利保护范围；本发明主要用做生产承载搭运各种人员、物品、货物，包括量子光学无线电装置、雷达、相机、物品用于卫星、飞机、水陆空多用机，空间站或其它工作部之载体飞行器使用，以及用于各种有空气范围内的空间及亚太空，或说次太空空间，或水中飞行使用，或本发明囊无论充装何种气体均在本发明保护范围。本发明结合外部喷气空气动力翼或旋翼飞行器生产的复合飞行器、飞机、卫星空间站均在本专利保护范围。

本发明附加的空气、液固态火箭推进器、电磁及等离子推进器和空气浆翼、涡扇动力的结合体助力飞行，均在本发明保护之飞行器专利保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (8)

1.一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，其特征在于，包括客舱、飞行壳罩体和气囊，所述飞行壳罩体内设有所述气囊和所述客舱，所述飞行壳罩体外设有防水透气膜；所述气囊内充入轻于空气的气体。

2.如权利要求1所述的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，其特征在于，所述防水透气膜为无纺布防水透气膜。

3.如权利要求1所述的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，其特征在于，所述气囊为一个或多个。

4.如权利要求3所述的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，其特征在于，所述气囊为多个独立的气囊。

5.如权利要求4所述的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，其特征在于，还包括第一微型泵和第一气体压力控制阀，每个所述气囊上设有所述第一气体压力控制阀，所述第一气体压力控制阀与所述第一微型泵连接。

6.如权利要求4所述的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，其特征在于，每个所述气囊依次连接。

7.如权利要求6所述的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，其特征在于，还包括第二微型泵和第二气体压力控制阀，所述气囊之间通过所述第二气体压力控制阀连通，所述第二微型泵与所述气囊连接。

8.如权利要求1所述的一种适用于多用途空间及亚太空飞行运载器，其特征在于，还包括设备仓，所述设备仓设在所述飞行壳罩体内。

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