CN117682040A - 艇身结构及系留艇 - Google Patents

Abstract

本申请提供艇身结构及系留艇，涉及飞行器的领域。该艇身结构包括沿第一方向延伸的主气囊，主气囊用于充入第一气体，第一气体的密度小于空气的密度；主气囊包括相连接的主气囊的第一部分和主气囊的第二部分，主气囊的第一部分和主气囊的第二部分之间设置有平行于第一方向的第一参照面；主气囊的第一部分位于第一参照面上方，主气囊的第二部分位于第一参照面下方；在垂直于第一方向的平面内，主气囊的第一部分的曲率大于主气囊的第二部分的曲率。本申请能够解决当艇身结构漂浮于空气中时，艇身结构所产生的动升力小，艇身结构的稳定性差的问题。

Description

艇身结构及系留艇

技术领域

本申请涉及飞行器的领域，尤其涉及艇身结构及系留艇。

背景技术

系留艇是一种比重轻于空气且依靠大气浮力升空的飞行器，广泛应用于农业、交通以及物联网领域。艇身结构是系留艇的重要组成部分，艇身结构内充有氦气等轻于空气的气体，以产生静浮力，使得艇身结构能够漂浮于空气中；然而，当艇身结构漂浮于空气中时，艇身结构所产生的动升力小，艇身结构的稳定性差。

发明内容

本申请实施例提供艇身结构及系留艇，用以解决当艇身结构漂浮于空气中时，艇身结构所产生的动升力小，艇身结构的稳定性差的问题。

本申请实施例提供的艇身结构，包括沿第一方向延伸的囊体，所述囊体的内表面围设形成气密性空腔；所述囊体包括主气囊，所述主气囊用于充入第一气体，所述第一气体的密度小于空气的密度；

所述主气囊包括相连接的第一部分和第二部分，所述主气囊的第一部分和所述主气囊的第二部分之间设置有平行于所述第一方向的第一参照面；

所述主气囊的第一部分位于所述第一参照面上方，所述主气囊的第二部分位于所述第一参照面下方；在垂直于所述第一方向的平面内，所述主气囊的第一部分的曲率大于所述主气囊的第二部分的曲率。

通过采用上述技术方案，艇身结构包括沿第一方向延伸的主气囊，主气囊包括相连接的主气囊的第一部分和主气囊的第二部分，主气囊的第一部分位于第一参照面上方，主气囊的第二部分位于第一参照面下方，且主气囊的第一部分的曲率设置为大于主气囊的第二部分的曲率；当艇身结构漂浮于空气中时，气流经过主气囊的第一部分上方时的速度增加，气流经过主气囊的第二部分下方时的速度降低，使得主气囊的第一部分上方的气压小于主气囊的第二部分下方的气压，从而能够增大艇身结构所产生的动升力；

并且，当气流朝向主气囊的第一端流动时，主气囊能够减小风阻面积，从而降低风阻，并且，气流能够在第一方向沿主气囊表面向主气囊的第二端流动，从而在主气囊表面形成层流，减小了气流在主气囊表面形成湍流的可能性，提高了艇身结构的稳定性。

在一些可能的实施方式中，所述主气囊形成有气腔，所述气腔包括相连通的第一部分和第二部分，所述气腔的第一部分设置于所述第一参照面上方，所述气腔的第二部分设置于所述第一参照面下方；

所述主气囊具有垂直于所述第一方向的第二参照面；以垂直于所述第一方向的平面为截面，自所述主气囊的第一端至所述第二参照面，所述气腔的第一部分的截面面积和所述气腔的第二部分的截面面积逐渐增大；

自所述第二参照面至所述主气囊的第二端，所述气腔的第一部分的截面面积和所述气腔的第二部分的截面面积逐渐减小；其中，所述主气囊的第一端和所述主气囊的第二端为所述主气囊沿第一方向的两端。

在一些可能的实施方式中，在所述第一方向上，所述主气囊第一端与所述第二参照面的距离，小于所述第二参照面与所述主气囊第二端的距离。

在一些可能的实施方式中，以垂直于所述第一方向的平面为截面，所述气腔的第一部分的截面面积大于所述气腔的第二部分的截面面积；

在垂直于所述第一方向的平面内，所述主气囊的第一部分的长度大于所述主气囊的第二部分的长度。

在一些可能的实施方式中，当所述艇身结构处于漂浮状态时，所述主气囊第一端的高度高于所述主气囊第二端的高度；

所述第一参照面与所述水平面形成有夹角，所述夹角的角度大于或等于4度，小于或等于8度。

在一些可能的实施方式中，所述主气囊具有第三参照面，且所述主气囊相对所述第三参照面对称设置；所述第三参照面平行于所述第一方向，且所述第三参照面平行于竖直方向。

在一些可能的实施方式中，所述气密性空腔内设置有隔膜，所述隔膜分隔所述囊体为所述主气囊和副气囊，所述副气囊的至少部分设置于所述主气囊内，所述副气囊用于充入第二气体，所述第二气体的密度大于所述第一气体的密度。

在一些可能的实施方式中，所述副气囊的至少部分设置于所述气腔的第二部分内；

当所述主气囊充入所述第一气体，所述副气囊充入所述第二气体时，所述副气囊的重心位于所述艇身结构的浮心的下方。

在一些可能的实施方式中，所述副气囊的第一部分设置于所述主气囊的第一端与所述第二参照面之间，所述副气囊的第二部分设置于所述第二参照面与所述主气囊的第二端之间；

当所述主气囊充入所述第一气体，所述副气囊充入所述第二气体时，所述副气囊的重心与所述艇身结构的浮心沿竖直方向排列；所述主气囊的压心、所述主气囊的浮心和所述副气囊的重心均位于所述第三参照面内。

在一些可能的实施方式中，所述主气囊的材料设置为柔性蒙皮材料或轻质刚性薄壳材料；

所述主气囊一体设置；

或者，所述主气囊包括多个气囊裁片，所述多个气囊裁片绕所述第一方向首尾依次连接；

在所述第一方向上，所述多个气囊裁片的第一端形成所述主气囊的第一端，所述多个气囊裁片的第二端形成所述主气囊的第二端；

其中，所述气囊裁片的第一端和所述气囊裁片的第二端为所述气囊裁片沿所述第一方向的两端。

本申请实施例还提供一种系留艇，包括上述任一项所述的艇身结构。

由于系留艇包括上述任一项所述的艇身结构，因此，该系留艇包括上述任一项所述的艇身结构的优点，具体可参见上文相关描述，在此不再赘述。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的艇身结构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的以第三参照面为截面的主气囊的剖视图；

图3为本申请实施例提供的以第二参照面为截面的主气囊的剖视图；

图4为本申请实施例提供的其中一个气囊裁片的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的以第三参照面为截面的艇身结构的剖视图。

附图标记说明：

100、主气囊；

110、主气囊的第一部分；111、气腔的第一部分；120、主气囊的第二部分；121、气腔的第二部分；130、气囊裁片；140、第一参照面；150、第二参照面；160、第三参照面；

200、副气囊；

300、水平面。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

正如背景技术所述，系留艇是一种利用轻于空气的浮空器，它通过系留缆绳牵引、控制，并固定于地面锚泊设施上，漂浮于固定空间。艇身结构是系留艇的最重要部分，它为系留艇稳定驻空提供静浮力，同时也受周围环境气流作用最大，因此，系留艇稳定驻空性能主要取决于艇身结构形态和结构。

然而，现有系留艇的艇身结构均为旋成体对称结构，未能有效利用气动升力，严重制约了系留艇长期稳定驻空能力。由于艇身结构为旋成体对称结构，系留艇的零升角为0°，即系留艇以0°迎角驻空时，只有气动阻力，无气动升力。随着风速度增加，系留艇位置偏移加大，系留缆绳倾斜度和拉力也增大，艇身结构前端上仰，迎角增加。迎角使艇身结构上下气流不对称，产生一定的气动升力，而且，风速越快，艇身结构位置偏移越大，系留缆绳越倾斜，系留艇高度下降越严重，艇身结构迎角也越大，气动阻力和升力随迎角增大同时增加。

当风力推动艇身结构，使迎角增加达到临界迎角时，在艇身结构后部表面气流产生严重湍流，升力系数达到最大，气动阻力快速增大，而气动升力快速减小，系留艇失稳，浮空状态极不稳定，甚至砸向地面，导致灾难性后果。因此，现有系留艇抗风能力和稳定性差，难于长期驻空运行。

艇身结构是系留艇的重要组成部分，艇身结构内充有氦气等轻于空气的气体，以产生静浮力，使得艇身结构能够漂浮于空气中；然而，由于艇身结构通常呈球形结构、扁球结构形或轴对称旋成体结构，使得艇身结构所产生的动升力小；并且，当气流经过艇身结构时，气流沿艇身结构的表面均匀分散，使得艇身结构的表面易产生湍流现象，从而使艇身结构的稳定性差。

艇身结构外形具有上凸下平、左右对称，包括沿第一方向向延伸的细长流线型囊体，囊体第一部分位于第一参照面上方，第二部分位于第一参照面下方，且第一部分表面的曲率大于，囊体第二部分表面的曲率小。

根据空气动力学原理，水平气流沿囊体上方第一部分表面的流速快，而沿囊体下方第二部分表面的流速慢，使得囊体上方的气压小于囊体下方的气压，从而产生气动升力，故在0迎角时艇身就具有气动升力，零升角相应提高。

进一步优化艇身结构外形，并合理设置艇身结构迎角，艇身结构升力系数可达0.02-0.03，升阻比可达0.8-1.7，零升角提高到3-6°。因此，通过上凸下平的艇身结构外形设置，可以大大提高囊体的气动升力，进而可提高尾翼的气动升力，增加系留艇的总气动升力，保持艇身和尾翼前后气动升力平衡，保持系留艇驻空迎角稳定。

另外，由于增强了气动升力，系留缆绳的拉力也相应加大，浮升力、气动升力和系留缆绳拉力形成对抗风阻的合力更强，系留艇的位置偏移更小，而且，风速越快，对抗风阻的合力也越大，系留艇随风力的偏移度也减小。在20m/s风速下，最大偏移可控制在驻空高度的1/5内，而常规艇最大偏移达到1/2。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种艇身结构及系留艇，该艇身结构包括沿第一方向延伸的主气囊，主气囊包括相连接的主气囊的第一部分和主气囊的第二部分，主气囊的第一部分位于第一参照面上方，主气囊的第二部分位于第一参照面下方，且主气囊的第一部分的曲率设置为大于主气囊的第二部分的曲率；

当艇身结构漂浮于空气中时，气流经过主气囊的第一部分上方时的速度增加，气流经过主气囊的第二部分下方时的速度降低，使得主气囊的第一部分上方的气压小于主气囊的第二部分下方的气压，从而能够增大艇身结构所产生的动升力；

并且，当气流朝向主气囊的第一端流动时，主气囊能够减小风阻面积，从而降低风阻，并且，气流能够在第一方向沿主气囊表面向主气囊的第二端流动，从而在主气囊表面形成层流，减小了气流在主气囊表面形成湍流的可能性，提高了艇身结构的稳定性。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

参照图1-图3，本申请实施例提供一种艇身结构，包括沿第一方向(即图2中的x方向)延伸的主气囊100，主气囊100用于充入第一气体，第一气体的密度小于空气的密度，以通过在主气囊100充入第一气体，以产生静浮力，使得艇身结构能够漂浮于空气中；其中，第一气体可以设置为氢气或氦气等。

示例性的，主气囊100包括相连接的主气囊的第一部分110和主气囊的第二部分120，主气囊的第一部分110和主气囊的第二部分120之间形成有平行于第一方向的第一参照面140；主气囊的第一部分110位于第一参照面140上方，主气囊的第二部分120位于第一参照面140下方；在垂直于第一方向的平面内，主气囊的第一部分110的曲率大于主气囊的第二部分120的曲率，以使经过主气囊的第一部分110上方气流的流速大于经过主气囊的第二部分120下方气流的流速。

参照图1-图4，在一些可能的实施方式中，主气囊100的第一端形成艇身结构的头部，主气囊100的第二端形成艇身结构的尾部；示例性的，主气囊100具有垂直于第一方向的第二参照面150，在第一方向上，主气囊100第一端与第二参照面150的距离，小于第二参照面150与主气囊100第二端的距离，以使艇身结构的漂浮状态更加稳定。

主气囊100还具有第三参照面160，主气囊100相对第三参照面160对称设置，其中，第三参照面160平行于第一方向，且第三参照面160平行于竖直方向，以使艇身结构处于漂浮状态时更加稳定。

示例性的，主气囊100形成有相连通的气腔的第一部分111和气腔的第二部分121，气腔的第一部分111设置于第一参照面140的上方，气腔的第二部分121设置于第二参照面150的下方；

以垂直于第一方向的平面为截面，自主气囊100的第一端至第二参照面150，气腔的第一部分111的截面面积和气腔的第二部分121的截面面积逐渐增大，自第二参照面150至主气囊100的第二端，气腔的第一部分111的截面面积和气腔的第二部分121的截面面积逐渐减小，以使艇身结构呈流线型结构，减小艇身结构处于漂浮状态时所受到的风阻。

气腔的第一部分111和气腔的第二部分121配置为：以垂直于第一方向的平面为截面，气腔的第一部分111的截面面积大于气腔的第二部分121的截面面积，且在垂直于第一方向的平面内，主气囊的第一部分110的长度大于主气囊的第二部分120的长度。

示例性的，以垂直于第一方向的平面为截面，气腔的第一部分111的截面形状可以设置为半圆形，且气腔的第二部分121的截面形状可以设置为半椭圆形，以使主气囊的第一部分110的曲率大于主气囊的第二部分120的曲率。

通过采用上述技术方案，在平行于第一参照面140的平面内，主气囊的第一部分110的长度大于主气囊的第二部分120的长度，且艇身结构处于漂浮状态；当气流沿水平方向朝向艇身结构流动时，部分气流经过主气囊的第一部分110上方，其余部分气流经过主气囊的第二部分120下方，且经过主气囊的第一部分110上方的部分气流的流速增加，经过主气囊的第二部分120下方的部分气流的流速降低，使得主气囊的第一部分110上方的气压小于主气囊的第二部分120下方的气压，从而能够增大艇身结构所产生的动升力；

在平行于第二参照面150的平面内，当气流朝向主气囊100的第一端流动时，部分气流经过主气囊的第一部分110上方，其余部分气流经过主气囊的第二部分120下方，由于气腔的第一部分111的截面面积大于气腔的第二部分121的截面面积，使得经过主气囊的第一部分110上方的部分气流的流速增加，经过主气囊的第二部分120下方的部分气流的流速降低，主气囊的第一部分110上方的气压小于主气囊的第二部分120下方的气压，从而能够进一步增大艇身结构所产生的动升力。

示例性的，当艇身结构处于漂浮状态时，主气囊100第一端的高度高于主气囊100第二端的高度；第一参照面140与水平面300形成有夹角α，夹角α的角度大于或等于4度，小于或等于8度，例如，夹角α的角度可以设置为4度、5度、6度、7度、8度中的一种。

通过采用上述技术方案，当艇身结构处于漂浮状态时，主气囊100第一端的高度高于主气囊100第二端的高度，即艇身结构的头部高于艇身结构的尾部，使得艇身结构的迎角大于0度，当气流朝向主气囊100的第一端流动时，气流能够在第一方向沿主气囊100表面向主气囊100的第二端流动，从而在主气囊100表面形成层流，减小了气流在主气囊100表面形成湍流的可能性，进一步提高了艇身结构的稳定性。

在一些可能的实施方式中，主气囊100的材料可以设置为轻质刚性材料，或者，主气囊100还可以选用柔性材料制成，以使主气囊100的收纳过程更加方便；且主气囊100可以一体设置，或者，主气囊100还可以选用拼接结构形成，以使主气囊100的形成过程更加方便。

示例性的，主气囊100的材料设置为柔性蒙皮材料，主气囊100包括多个气囊裁片130，多个气囊裁片130绕第一方向首尾依次连接，例如，可以通过热熔粘接等方式将多个气囊裁片130绕第一方向首尾依次连接，以形成主气囊100；并且，在第一方向上，多个气囊裁片130的第一端形成主气囊100的第一端，多个气囊裁片130的第二端形成主气囊100的第二端。

容易理解的是，由于艇身结构呈流线型结构，主气囊的第一部分110的形状与主气囊的第二部分120的形状不同，且艇身结构各处曲率不同；通过将主气囊100设置为包括多个气囊裁片130，且多个气囊裁片130绕第一方向首尾依次连接，以形成主气囊100，使得主气囊100的形状更加准确，且主气囊100的形成过程更加方便。

应当注意的是，主气囊100还可以设置有紧急排气装置，紧急排气装置的进气口连通于气腔的第一部分111或气腔的第二部分121，且紧急排气装置的出气口连通主气囊100的外侧；当艇身结构处于失控状态时，开启紧急排气装置，使得气腔的第一部分111和气腔的第二部分121的第一气体通过紧急排气装置排出至主气囊100外侧，从而使主气囊100浮力下降，使得艇身结构快速降至地面。

参照图1和图5，在一些可能的实施方式中，气密性空腔内设置有隔膜，隔膜分隔囊体为主气囊100和副气囊200，隔膜的材料可以采用高强度柔性薄膜材料，副气囊200的至少部分设置于主气囊100内，副气囊200用于充入第二气体，第二气体的密度大于第一气体的密度，例如，第二气体可以设置为空气或氮气等。

示例性的，第二气体设置为空气，且副气囊200设置有控制阀，控制阀的第一端连通副气囊200内部，控制阀的第二端连通艇身结构外侧，以通过控制阀控制副气囊200内空气的体积；当副气囊200内第二气体的体积较小时，调节控制阀，使得空气自艇身结构的外侧通过控制阀进入副气囊200中，从而实现副气囊200的充气过程；当副气囊200内第二气体的体积较大时，调节控制阀，使得空气自副气囊200内通过控制阀排出至艇身结构的外侧，从而实现副气囊200的放气过程。

通过采用上述技术方案，通过设置副气囊200，且副气囊200设置于主气囊100内部，第二气体的密度大于第一气体的密度，以通过副气囊200调节艇身结构内的压强，以调节艇身结构的内外压差，从而能够通过副气囊200维持主气囊100的形状，减小主气囊100的形状改变的可能性，提高艇身结构的稳定性。

示例性的，副气囊200的至少部分设置于气腔的第二部分121内，当主气囊100充入第一气体，副气囊200充入第二气体时，副气囊200的重心G位于艇身结构的浮心B的下方，以使艇身结构处于漂浮状态时更加稳定；其中，艇身结构的浮心B设置为艇身结构处于漂浮状态时所受浮力的等效作用点，副气囊200的重心G设置为艇身结构处于漂浮状态时副气囊200所受重力的等效作用点。

容易理解的是，以垂直于第一方向的平面为截面，气腔的第一部分111的截面面积大于气腔的第二部分121的截面面积，使得艇身结构的浮心B位于气腔的第一部分111中，且艇身结构的浮心B位于主气囊100沿第一方向的中部；主气囊100的压心、主气囊100的浮心和副气囊120的重心均可以位于第三参照面内；

通过将副气囊200的至少部分设置于气腔的第二部分121内，例如，副气囊200设置于气腔的第二部分121中，从而使副气囊200的重心G设置于气腔的第二部分121内，以使副气囊200的重心G位于艇身结构的浮心B的下方，使得艇身结构处于漂浮状态时更加稳定。

例如，副气囊200可以设置于主气囊的第二部分120朝向主气囊的第一部分110的表面，且副气囊200设置于主气囊100的底部，以使副气囊200设置于气腔的第二部分121中；示例性的，主气囊的第二部分120的部分可复用于形成副气囊200，以使副气囊200的形成过程更加方便，且控制阀能够设置于主气囊的第二部分120。

示例性的，副气囊200可以设置于主气囊100沿第一方向的中部，副气囊200的第一部分设置于主气囊100的第一端与第二参照面150之间，副气囊200的第二部分设置于第二参照面150与主气囊100的第二端之间；当主气囊100充入第一气体，副气囊200充入第二气体时，副气囊200的重心G与艇身结构的浮心B沿竖直方向排列，从而进一步改善艇身结构处于漂浮状态时的稳定性。

应当注意的是，主气囊110上需设置充气阀和应急放气阀等必要装置。充气阀用于充入第一气体，当系留艇失控或者完成作业任务收藏时，开启应急阀，排除第一气体。

在副气囊120囊体上可以设置充放气风机和阀门等装置，当囊体需要调节内外压差，或维持囊体外形和刚性时，通过风机向副气囊120内鼓入或排出第二气体，以保持系留艇驻空的安全和稳定。

示例性的，副气囊120位于囊体的下腹部向囊体内部凸起，可以是单囊体或多囊体结构，以第三参照面为对称面的左右对称，重心在第三参照面内。副气囊120占囊体的一小部分，通过分隔膜121与主气囊分隔成两个相互独立的密封空间，根据系留艇驻空高度的温度变化和囊体内外压差调节范围的需要，设计副气囊120的最大体积，一般占囊体体积的15％以上。

应当注意的是，囊体上还可以设置有温度、压力、湿度等环境传感器，GPS等位置、方向、俯仰姿态等测量装置。

综上所述，当艇身结构处于漂浮状态时，在平行于第二参照面150的平面内，主气囊的第一部分110的长度大于主气囊的第二部分120的长度，且艇身结构处于漂浮状态；当气流沿水平方向朝向艇身结构流动时，部分气流经过主气囊的第一部分110上方，其余部分气流经过主气囊的第二部分120下方，且经过主气囊的第一部分110上方的部分气流的流速增加，经过主气囊的第二部分120下方的部分气流的流速降低，使得主气囊的第一部分110上方的气压小于主气囊的第二部分120下方的气压，从而能够增大艇身结构所产生的动升力；

在平行于第三参照面160的平面内，当气流朝向主气囊100的第一端流动时，部分气流经过主气囊的第一部分110上方，其余部分气流经过主气囊的第二部分120下方，由于气腔的第一部分111的截面面积大于气腔的第二部分121的截面面积，使得经过主气囊的第一部分110上方的部分气流的流速增加，经过主气囊的第二部分120下方的部分气流的流速降低，主气囊的第一部分110上方的气压小于主气囊的第二部分120下方的气压，从而能够进一步增大艇身结构所产生的动升力。

并且，当艇身结构处于漂浮状态时，主气囊100第一端的高度高于主气囊100第二端的高度，即艇身结构的头部高于艇身结构的尾部，使得艇身结构的迎角大于0度，当气流朝向主气囊100的第一端流动时，气流能够在第一方向沿主气囊100表面向主气囊100的第二端流动，从而在主气囊100表面形成层流，减小了气流在主气囊100表面形成湍流的可能性，进一步提高了艇身结构的稳定性；

在艇身结构中，副气囊200设置于主气囊100内部，第二气体的密度大于第一气体的密度，以通过副气囊200调节艇身结构内的压强，以调节艇身结构的内外压差，从而能够通过副气囊200维持主气囊100的形状，减小主气囊100的形状改变的可能性，提高艇身结构的稳定性。

本申请实施例还提供一种系留艇，包括上述任一实施方式所述的艇身结构。由于系留艇包括上述任一实施方式所述的艇身结构，因此，该系留艇包括上述任一实施方式所述的艇身结构的优点，具体可参见上文相关描述，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种艇身结构，其特征在于，包括沿第一方向延伸的囊体，所述囊体的内表面围设形成气密性空腔；所述囊体包括主气囊，所述主气囊用于充入第一气体，所述第一气体的密度小于空气的密度；

所述主气囊包括相连接的第一部分和第二部分，所述主气囊的第一部分和所述主气囊的第二部分之间设置有平行于所述第一方向的第一参照面；

所述主气囊的第一部分位于所述第一参照面上方，所述主气囊的第二部分位于所述第一参照面下方；在垂直于所述第一方向的平面内，所述主气囊的第一部分的曲率大于所述主气囊的第二部分的曲率。

2.根据权利要求1所述的艇身结构，其特征在于，所述主气囊形成有气腔，所述气腔包括相连通的第一部分和第二部分，所述气腔的第一部分设置于所述第一参照面上方，所述气腔的第二部分设置于所述第一参照面下方；

所述主气囊具有垂直于所述第一方向的第二参照面；以垂直于所述第一方向的平面为截面，自所述主气囊的第一端至所述第二参照面，所述气腔的第一部分的截面面积和所述气腔的第二部分的截面面积逐渐增大；

自所述第二参照面至所述主气囊的第二端，所述气腔的第一部分的截面面积和所述气腔的第二部分的截面面积逐渐减小；其中，所述主气囊的第一端和所述主气囊的第二端为所述主气囊沿第一方向的两端。

3.根据权利要求2所述的艇身结构，其特征在于，在所述第一方向上，所述主气囊的第一端与所述第二参照面的距离，小于所述第二参照面与所述主气囊的第二端的距离。

4.根据权利要求3所述的艇身结构，其特征在于，以垂直于所述第一方向的平面为截面，所述气腔的第一部分的截面面积大于所述气腔的第二部分的截面面积；

在垂直于所述第一方向的平面内，所述主气囊的第一部分的长度大于所述主气囊的第二部分的长度。

5.根据权利要求3所述的艇身结构，其特征在于，当所述艇身结构处于漂浮状态时，所述主气囊第一端的高度高于所述主气囊第二端的高度；

所述第一参照面与水平面形成有夹角，所述夹角的角度大于或等于4度，小于或等于8度。

6.根据权利要求2所述的艇身结构，其特征在于，所述主气囊具有第三参照面，且所述主气囊相对所述第三参照面对称设置；所述第三参照面平行于所述第一方向，且所述第三参照面平行于竖直方向。

7.根据权利要求2-6任一项所述的艇身结构，其特征在于，所述气密性空腔内设置有隔膜，所述隔膜分隔所述囊体为所述主气囊和副气囊，所述副气囊的至少部分设置于所述主气囊内，所述副气囊用于充入第二气体，所述第二气体的密度大于所述第一气体的密度。

8.根据权利要求7所述的艇身结构，其特征在于，所述副气囊的至少部分设置于所述气腔的第二部分内；

当所述主气囊充入所述第一气体，所述副气囊充入所述第二气体时，所述副气囊的重心位于所述艇身结构浮心的下方。

9.根据权利要求8所述的艇身结构，其特征在于，所述副气囊的第一部分设置于所述主气囊的第一端与所述第二参照面之间，所述副气囊的第二部分设置于所述第二参照面与所述主气囊的第二端之间；

当所述主气囊充入所述第一气体，所述副气囊充入所述第二气体时，所述副气囊的重心与所述艇身结构的浮心沿竖直方向排列；所述主气囊的压心、所述主气囊的浮心和所述副气囊的重心均位于所述第三参照面内。

10.根据权利要求1所述的艇身结构，其特征在于，所述主气囊的材料设置为柔性蒙皮材料或轻质刚性薄壳材料；

所述主气囊一体设置；

或者，所述主气囊包括多个气囊裁片，所述多个气囊裁片绕所述第一方向首尾依次连接；

在所述第一方向上，所述多个气囊裁片的第一端形成所述主气囊的第一端，所述多个气囊裁片的第二端形成所述主气囊的第二端；

其中，所述气囊裁片的第一端和所述气囊裁片的第二端为所述气囊裁片沿所述第一方向的两端。

11.一种系留艇，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的艇身结构。