CN116812136A - 一种系留浮翼平台系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种系留浮翼平台系统及运行方法，依靠囊体内充入气体作为浮升气体获得升力、同时通过尾翼可借助风力获得辅助升力，并通过立面輿面控制迎风航向、利用系缆实现定点留空。具有小型化、低成本、易操作、机动性好等特点，可以实现简便、快捷地展开并升空作业。系留浮翼平台系统主要应用为升空平台，可搭载通信、监控等载荷实现通信接入、通信中继、视频监控、目标搜索等功能；可定点作业,也可车载、舰载作业。

Description

一种系留浮翼平台系统及运行方法

技术领域

本发明涉及升空作业技术领域，尤其涉及一种系留浮翼平台系统及运行方法。

背景技术

在战场目标态势系统中，硬件系统系留浮翼平台系统为载台，搭载监测测向天线阵，长时间滞留空中进行监测测向。

地面上的无线电监测测向设备，无论是移动式架设还是固定式架设的，都无法摆脱地形地貌的影响，如高大建筑物、山丘等，都会对监测测向的结果造成影响，主要在对信号的遮挡，现有技术中将设备系留在空中，目前常用的方式有两种，一种是系留无人机，一种是系留气球。系留无人机是利用螺旋桨旋转产生升力，需要地面不断的给无人机供电，这种设备每八个小时就需要回收，对螺旋桨、电机、电调等用电器件进行检查和维护。因此，需要一种利用系留气球升空的装置搭载测向天线阵进行测向操作，为战场目标态势系统提高数据。

发明内容

为实现上述利用系留气球升空的装置搭载测向天线阵进行测向操作，为战场目标态势系统提高数据的需求，本发明提出了一种系留浮翼平台系统及运行方法。

一方面，一种系留浮翼平台系统及运行方法，包括充入气体维持平台升空的囊体、收放线器和充气装置，气体维持平台升空的囊体、收放线器和对囊体进行充气的充气装置，所述囊体与收放线器通过系缆连接。

具体的所述囊体还设置有利用尾翼提供辅助升力并利用立面翼保持航向的骨架。

具体的，所述骨架上还设置有机载电源。

具体的，所述囊体下方地面铺设地垫。

具体的，所述充气装置还设置有放置气瓶进行充气的气瓶架。

具体的，所述收放线器外罩内还设置有地面电源。

另一方面，一种系留浮翼平台系统运行方法，基于系留浮翼平台系统实现，包括以下步骤：

铺设地垫，展开浮翼囊体并系缆保护，预充气后装配骨架；

将囊体充气至保型后，装配系缆、电源和载荷并通电自检，然后放飞升空作业，撤收时反向操作。

进一步，还包括：

地面电源为空中部分供电，地面电源与机载电源进行信息交互，空中部分搭载载荷进行任务的执行；

地面电源通过系缆为机载电源供电，机载电源为载荷供电并设置光缆用于信号传输；

系缆通过收放线器固定，系留空中平台，同时为空地电连接和数据连接；

收放线器收放系缆并锚泊，充气装置进行高压气体减压并为囊体充气铺设地垫保护囊体的展开。

本发明的有益效果：本发明提出了一种系留浮翼平台系统及运行方法，依靠囊体内充入气体作为浮升气体获得升力、同时通过尾翼可借助风力获得辅助升力，并通过立面輿面控制迎风航向、利用系缆实现定点留空。具有小型化、低成本、易操作、机动性好等特点，可以实现简便、快捷地展开并升空作业。系留浮翼平台系统主要应用为升空平台，可搭载通信、监控等载荷实现通信接入、通信中继、视频监控、目标搜索等功能；可定点作业,也可车载、舰载作业。

附图说明

图1是本发明系留浮翼平台系统架构图；

图2是本发明实施例中系缆示意图；

图3是本发明实施例中收放线器结构示意图。

其中，1-囊体，2-收放线器，3-地面电源，4-机载电源，5-充气装置，6-气瓶架，7-地垫，8-骨架。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

本发明提出了一种系留浮翼平台系统及运行方法，如图1所示，包括充入气体维持平台升空的囊体1、收放线器2和充气装置5，气体维持平台升空的囊体1、收放线器2和对囊体1进行充气的充气装置5，所述囊体1与收放线器2通过系缆连接。

具体的所述囊体1还设置有利用尾翼提供辅助升力并利用立面翼保持航向的骨架8。

具体的，所述骨架8上还设置有机载电源4。

具体的，所述囊体1下方地面铺设地垫7。

具体的，所述充气装置5还设置有放置气瓶进行充气的气瓶架6。

具体的，所述收放线器2外罩内还设置有地面电源3。

在本实施例中，囊体1采用薄膜材料成型，骨架8采用铝合金、碳纤维等材料加工而成；囊体与1骨架8形成的平台结构尺寸如下表所示。

在本实施例中，电源通过铝箱包装运输，开设后机载电源4挂载与浮翼平台上，地面电源3装配于收放线器2外罩内；系缆结构如图2所示，运输包装采用线筒绕制收纳在纸箱内，开设后装配在收放线器2的线筒上，收放线器2结构如图3所示。

在本实施例中，囊体1和骨架8作为升空平台的主体组件。囊体1内可充入氨气保型产生浮升力，实现浮翼平台升空；骨架8使尾翼和立面與面提升刚性，使浮翼平台成型，并且有利于系缆的连接和载荷的挂载；装入骨架后，尾翼可借助风力为保型囊体提供辅助升力，立面翼面使浮翼保持迎风航向。

在本实施例中，系统电源由地面部分(地面电源3)和空中部分(机载电源4)组成，地面电源3将市电(或发电机发电)转换成直流高压传输至机载电源，机载电源4输出低压直流为任务载荷供电。其中地面电源和机载电源还提供控制信号接口。

系缆由光电复合缆经高分子纤维护套复合而成，具备两方面功能:一方面是电缆用于地面电源往机载电源供电，光缆用于低空控制信号或数据信号的传输；另一方面，护套属轻质高强材料编织，由于系缆一端固定于浮翼平台另一端锚泊于地面(收纳于收放线器线简)，因此系缆用于使浮翼平台的系留驻空，护套承受绝大部分的拉力。

收放线器2通过线简可收纳并锚泊系缆，用于电动收放系缆功能。开设时施放系缆，驻空时止动，撤收时收拢系缆。充气装置5用于为囊体充入气瓶架6中的氦气，其加压阀可对高压氦气瓶内的氦气减压，通过气管经由机箱再通过带气嘴的管道为囊体充气。其中成套机箱设置流量计可记录充其量。地垫主要用于充气前囊体的铺设保护和撤收时囊体的折叠保护功能，防止囊体直接接触地面被杂质损坏。

系留气球是靠氦气产生的升力漂浮在空中，通过风向进行稳定，在整个系留过程中，是不需要外加用电设备为其提供升力或稳定作用。因此，整个系留浮翼系统本身是没有电磁干扰信号产生的，也就不会影响无线电监测测向。靠氦气产生的升力漂浮在空中，属于是无源动力。如果没有氦气没有泄露，是可以长时间在滞留在空中的。但是气球囊体属于高分子聚合物，当充满氦气时，分子间距也会变大，产生漏氦现象。一般一周回收一次进行补气即可继续使用。

地面电源接入220V交流电给其供电，并将220V交流电压转换成380V直流电压，接入收放器上光电滑环前端的正负极，地面电源的光口(FC口)与光电滑环前端的光口(FC口)对应连接，光电滑环的另--端与光电复合缆对应连接(光对光、电对电)，并在收放线器中间的横杆上固定好。收放线器将绕好的光电复合缆的另一端对应接入机载电源的直流输入端和光口，这样就通过地面电源实现了地面对空中的供电以及信息交互。地面电源的网口可通过地面终端监测空中载荷的工作状态及对空中载荷进行相应的参数设置，机载电源的直流输出口给载荷供电，网口与载荷的网口互联。

平台系统由空中部分和地面部分组成。空中部分主要有:浮翼平台(囊体1和骨架8)、机载电源4；地面部分有：收放线:2、地面电源3、充气装置5、地垫7等组件，系缆连接空中部分和地面部分。其中，机载电源4挂载于浮翼平台的骨架上，地面电装配与收放线器2外罩内部，而充气装置5、地垫7仅在系统开设时工作。

整机的工作流程：地面部分为空中部分供电，地面电源与机载电源的光电转换模块通过光纤远传的方式实现地面与空中之间的信息交互:空中部分通过搭载的载荷执行任务功能。

地面电源3通过系缆(光电复合缆)为机载电源4供电；机载电源4为载荷供电；同时光缆用于空地间传输数据或控制信号。整机开设时，铺设地垫7、展开浮翼囊体1并系缆保护、预充气然后装配骨架8、充气至保型、装配系缆、装配电源、装配载荷并通电自检；然后放飞升空作业；撤收时反向操作。

囊体1和骨架8组成的浮翼平台构成升空平台，用于搭载任务载荷；地面电源3实施外接电源转换后为机载电源4供电，机载电源为4任务载荷供电；系缆通过收放线器固定(锚泊)用于系留空中平台，同时为空地电连接和数据连接；收放线器2用于收放系缆并锚泊；充气装置5用于高压(氦气)减压并为囊体充气；地垫用于铺设保护囊体1的展开。

本发明提出了一种系留浮翼平台系统及运行方法，依靠囊体内充入气体作为浮升气体获得升力、同时通过尾翼可借助风力获得辅助升力，并通过立面輿面控制迎风航向、利用系缆实现定点留空。具有小型化、低成本、易操作、机动性好等特点，可以实现简便、快捷地展开并升空作业。系留浮翼平台系统主要应用为升空平台，可搭载通信、监控等载荷实现通信接入、通信中继、视频监控、目标搜索等功能；可定点作业,也可车载、舰载作业。

本发明以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种系留浮翼平台系统，其特征在于，包括充入气体维持平台升空的囊体（1）、收放线器（2）和对囊体（1）进行充气的充气装置（5），所述囊体（1）与收放线器（2）通过系缆连接。

2.根据权利要求1所述的一种系留浮翼平台系统，其特征在于，所述囊体（1）还设置有利用尾翼提供辅助升力并利用立面翼保持航向的骨架（8）。

3.根据权利要求2所述的一种系留浮翼平台系统，其特征在于，所述骨架（8）上还设置有机载电源（4）。

4.根据权利要求1所述的一种系留浮翼平台系统，其特征在于，所述囊体（1）下方地面铺设地垫（7）。

5.根据权利要求1所述的一种系留浮翼平台系统，其特征在于，所述充气装置（5）还设置有放置气瓶进行充气的气瓶架（6）。

6.根据权利要求1所述的一种系留浮翼平台系统，其特征在于，所述收放线器（2）外罩内还设置有地面电源（3）。

7.一种系留浮翼平台系统运行方法，基于权利要求1~6任意一项所述的一种系留浮翼平台系统实现，其特征在于，包括以下步骤：

铺设地垫，展开浮翼囊体并系缆保护，预充气后装配骨架；

将囊体充气至保型后，装配系缆、电源和载荷并通电自检，然后放飞升空作业，撤收时反向操作。

8.根据权利要求7所述的一种系留浮翼平台系统运行方法，其特征在于，还包括：

地面电源为空中部分供电，地面电源与机载电源进行信息交互，空中部分搭载载荷进行任务的执行；

地面电源通过系缆为机载电源供电，机载电源为载荷供电并设置光缆用于信号传输；

系缆通过收放线器固定，系留空中平台，同时为空地电连接和数据连接；

收放线器收放系缆并锚泊，充气装置进行高压气体减压并为囊体充气铺设地垫保护囊体的展开。