CN201280224Y - 一种氦气热气飞艇 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氦气热气飞艇，主气囊为封闭式，在主气囊上设保温层，两个副气囊分别安装在主气囊内侧的前后，在主气囊内侧设有弹性缆索，弹性缆索连接主气囊的上下侧；主气囊的下侧中间位置为硬板，在硬板的上侧设有电加热装置和风扇；吊舱与主气囊硬连接，螺旋桨设在吊舱中，与发动机连接，发动机经传动装置连接发电机，发电机经设在吊舱中的电器控制箱分别与气泵、电加热装置、风扇连接，气泵设在吊舱中，出口分别连接两个副气囊。本实用新型采用封闭式主气囊，设置电加热和燃料加热混合装置，可以使飞艇的主气囊的体积更小，降低飞艇的自重，增强了操作的灵活性，提高安全性和环保性。并且不受压力高度的限制，可以飞得更高。

Description

一种氦气热气飞艇

技术领域

本实用新型涉及一种飞行器，具体讲是涉及一种可以对氦气或氦气和空气的混合气体进行组合加热的氦气热气飞艇，属于飞行器技术领域。

背景技术

飞艇是一种轻于空气的航空器，利用轻于空气的气体来提供升力。现代飞艇一般都使用安全性较好的氦气来提供升力，飞艇上安装的发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上。尽管同飞机相比，飞艇显得大而笨，操纵不便，速度也较慢，易受风力影响；但飞艇也有其突出的优点，如垂直起降，留空时间长，可长时间悬停或缓慢行进，且不因此消耗燃料，噪音小，污染小，经济性好，在空中勘测、摄影、救援、冒险、广告、军事等行业应用非常广泛。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(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。

目前多数飞艇充氦气，利用氦气比空气轻的优势，使飞艇升空，并通过充放气体来实现飞艇的升降。此种飞艇受氦气的“压力高度”的限制，升空高度受到很大的限制。还有一种热气飞艇，在艇体内冲入空气，加热空气实现飞艇的升空，加热方式为燃烧可燃物，这种飞艇可以飞得更高。但是，在飞艇落地时，由于艇体中冲入的是空气，在气囊的重力作用下，气囊会完全落下来，不利于人员和物资进出吊舱。并且，燃烧可燃物也会污染环境，增加能耗，安全性也不高。上述的两种方式都使得气囊的体积较大，重量大，进一步限制了升空高度和增加了能耗。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种氦气热气飞艇，利用较轻的气体和对其体加热的方式，减小飞艇的体积，减小它的能耗，提高效率和升空高度，提高环保性、可靠性、安全性和操作性能，总之方便了使用。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的：

一种氦气热气飞艇，包括主气囊、副气囊、尾翼、吊舱和发动机，副气囊安装在主气囊内侧，尾翼安装在主气囊外侧的尾部，吊舱连接在主气囊的下侧，发动机安装在吊舱中，其特征在于所述的主气囊为封闭式，在主气囊中冲入氦气或氦气和空气的混合气体，主气囊由软质材料制成，在主气囊上设有保温层，副气囊为两个，分别安装在主气囊内侧的前后，在主气囊内侧设有弹性缆索，弹性缆索连接主气囊的上下侧；主气囊的下侧中间位置为硬板，在硬板的上侧设有电加热装置和风扇；吊舱与主气囊硬连接，螺旋桨设在吊舱中，与发动机连接，发动机经传动装置连接发电机，发电机经设在吊舱中的电器控制箱分别与气泵、电加热装置、风扇连接，气泵设在吊舱中，其出口分别连接两个副气囊。

前述的一种氦气热气飞艇，其特征在于在所述的吊舱的底部和外侧周边设有安全气垫，安全气垫下方设有落地轮。

前述的一种氦气热气飞艇，其特征在于所述的弹性缆索为两个，分别设在主气囊内侧的前后。

前述的一种氦气热气飞艇，其特征在于所述的电加热装置为加热电阻丝，风扇设在加热电阻丝和硬板之间。

前述的一种氦气热气飞艇，其特征在于还设有燃气加热装置，所述的燃料加热装置包括散热器、热管、燃烧室、喷嘴和燃料罐，两根“L”形热管组成“U”形，开口端安装在硬板上，并伸进主气囊内，将散热器固定在主气囊内风扇的上侧；在硬板的下方用一个顶端开口的空心圆锥形燃烧室将两根热管连接起来，喷嘴的出口朝向燃烧室的开口，并与设在吊舱中的燃料罐连接。

前述的一种氦气热气飞艇，其特征在于在所述的硬板和热管之间安装有隔热材料。

前述的一种氦气热气飞艇，其特征在于在吊舱中还设有蓄电池，蓄电池与电器控制箱连接。

前述的一种氦气热气飞艇，其特征在于所述的电器控制箱中安装有压力温度控制器。

前述的一种氦气热气飞艇，其特征在于所述的尾翼包括两个垂直尾翼和两个水平尾翼，分别安装在主气囊尾部的上下左右，在水平尾翼和垂直尾翼上分别安装有可摆动的舵面，舵面上装有微型电机，与电器控制箱连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型与相同载荷的热气飞艇比较，减小了体积，减小了能耗。假定飞艇自重300kg，载荷200kg，升空总重500kg的情况，经计算，一般的热气飞艇的体积比本实用新型的体积大2.5倍，耗能大3.5倍。

由于本飞艇在升空后没有明火，只用电加热，比热气飞艇提高了可靠性、安全性和环保性能。

本实用新型与相同载荷的氦气飞艇比较也大大减少了体积。对于一般的地面操作(飞艇系留、进出吊舱、载荷的装卸)都要方便一些。

由于本实用新型除了用副气囊充放气体来调节升力以外，还可以用调节主气囊的温度来调节升力，因此不受氦气飞艇的“压力高度”限制，可以飞的更高一些。

附图说明

图1是本实用新型的氦气热气飞艇的结构示意图；

图2是本实用新型的主气囊加热前后形状变化示意图；

图3是本实用新型的加热装置的结构示意图。

图中1、主气囊，2、保温层，3、副气囊，4、弹性缆索，5、加热电阻丝，6、风扇，7、垂直尾翼，8、水平尾翼，9、吊舱，10、座椅，11、蓄电池，12、发动机，13、螺旋桨，14、发电机，15、落地轮，16、气泵，17、安全气垫，18、电器控制箱，19、硬板，20、散热器，21、热管，22、燃烧室，23、燃料喷嘴，24、舵面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作具体的说明。

图1是本实用新型的氦气热气飞艇的结构示意图，如图所示，本实用新型的氦气热气飞艇，包括主气囊1、副气囊3、尾翼、吊舱9和发动机12等，副气囊3安装在主气囊1内侧，尾翼安装在主气囊1外侧的尾部，吊舱9连接在主气囊1的下侧，发动机12安装在吊舱9中。主气囊1为封闭式，在主气囊1中冲入氦气或氦气和空气的混合气体，主气囊1由软质材料制成，在主气囊1上设有保温层2，副气囊3为两个，分别安装在主气囊1内侧的前后，在主气囊1内侧设有弹性缆索4，弹性缆索4连接主气囊1的上下侧；主气囊1的下侧中间位置为硬板19，便于安装电加热装置和吊挂吊舱9。在硬板19的上侧设有电加热装置和风扇5；吊舱9与主气囊1为硬连接，螺旋桨13设在吊舱9中，与发动机12连接，给飞艇提供前进动力。发动机12经传动装置连接发电机14，发电机14经设在吊舱9中的电器控制箱18分别与气泵16、电加热装置、风扇6连接，气泵16设在吊舱9中，其出口分别连接两个副气囊3。

为了降落的安全，在吊舱9的底部和外侧周边设有安全气垫17，缓冲降落时的惯性冲击，在安全气垫17下方设有落地轮15，便于落地时的滑行滚动。

为了保持平衡，弹性缆索4采用两个，分别设在主气囊1内侧的前后侧，使主气囊1的前后侧受力均匀。

图2是本实用新型的主气囊加热前后形状变化示意图，封闭式的流线型主气囊1内充有氦气或者氦气和少量空气混合的气体，常温下，主气囊1没有完全鼓起来，主气囊1呈扁形。如图2中a、b所示，a图是主视截面图，b是左视截面图。这时飞艇产生的升力等于或略小于飞艇及载荷的自重，可以保持主气囊1不落在吊舱9上，方便进出吊舱9和装卸物资。给加热电阻丝5通电以后，气体膨胀，主气囊1鼓起来，主气囊1截面呈圆形，如图2中c、d所示，加热后飞艇的升力等于或略大于飞艇自重加上全部载荷重量，飞艇悬停或升高。

在主气囊1内部有弹性缆索4，它在一定长度以内是有弹性的。常温下，弹性缆索4把主气囊1拉成扁形，加热后，压力增加，把弹性缆索4拉长，主气囊1鼓起来，这样就实现了加垫前后主气囊1容积改变的需要。

主气囊底部硬板19上安装有电阻加热丝5和风扇6，当气体被加热时，风扇6将热气体吹散，使气体快速升温，体积膨胀。一般气体可升温至150℃左右，具体温度值主要看主气囊1材质耐受温度决定。

电加热装置采用加热电阻丝或其它的形式，由发电机14供电，风扇6设在加热电阻丝5和硬板19之间，将产生的热量均匀分散在主气囊1内。除了电加热之外，还可以设置燃料加热装置，即通过燃烧产生的热量加热气体，防止电力不足或满足快速升高的需要。图3是本实用新型的加热装置的结构示意图，如图所示，燃料加热装置包括散热器20、热管21、燃烧室22、燃料喷嘴23和燃料罐(未图示)，两根“L”形热管21组成“U”形，开口端安装在硬板19上，并伸进主气囊1内，将散热器20固定在主气囊1内风扇6的上侧；在硬板19的下方用一个顶端开口的空心圆锥形燃烧室22将两根热管21连接起来，燃料喷嘴23的出口朝向燃烧室22的开口，并与设在吊舱9中的燃料罐连接。采用顶端开口的空心圆锥形燃烧室22有利于热量的吸收，燃烧产生的热量通过燃烧室23、热管21传递给散热器20，风扇6将散热器20散发出的热量吹散在主气囊1中，使气体均匀受热。在硬板19和热管21之间安装有隔热材料，防止因过热造成结合处漏气。

在升空前可以用地面电源或者用地面燃料进行加热，升空时飞艇脱离地面电源或地面燃料，升空后由发电机14供电。在吊舱9中还可以设蓄电池11，作为备用电源，蓄电池11与电器控制箱18连接。可以由蓄电池11供电进行电加热，来维持飞艇升力。

在主气囊1上有一层保温层2，保温材料尽量选用轻质材料，使用保温层2可以减少能耗，减少热量损失。在主气囊1内前后的副气囊3中预先充一半左右的空气，飞艇升空后，由气泵16对副气囊3进行充气或放气，实现飞艇升降和仰俯控制。

本飞艇的升降还可以用控制主气囊1的气体温度来实现。在电器控制箱18中安装压力温度控制器，由压力温度控制器控制主气囊1内压力温度，以避免压力温度过高损坏飞艇。

尾翼包括两个垂直尾翼7和两个水平尾翼8，分别安装在主气囊1尾部的上下左右，在水平尾翼8和垂直尾翼7上分别安装有可摆动的舵面24，舵面24上装有微型电机，与电器控制箱18连接。由电器控制箱来控制尾翼的舵面24的角度，实现飞艇方向和仰俯控制。

在飞艇上配有全套常规飞行仪表，通讯导航设备和照明设备，保证通讯良好，提高安全性。在吊舱内设有座椅10，方便操作者乘坐。

上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1、一种氦气热气飞艇，包括主气囊、副气囊、尾翼、吊舱和发动机，副气囊安装在主气囊内侧，尾翼安装在主气囊外侧的尾部，吊舱连接在主气囊的下侧，发动机安装在吊舱中，其特征在于所述的主气囊为封闭式，在主气囊中冲入氦气或氦气和空气的混合气体，主气囊由软质材料制成，在主气囊上设有保温层，副气囊为两个，分别安装在主气囊内侧的前后，在主气囊内侧设有弹性缆索，弹性缆索连接主气囊的上下侧；主气囊的下侧中间位置为硬板，在硬板的上侧设有电加热装置和风扇；吊舱与主气囊硬连接，螺旋桨设在吊舱中，与发动机连接，发动机经传动装置连接发电机，发电机经设在吊舱中的电器控制箱分别与气泵、电加热装置、风扇连接，气泵设在吊舱中，其出口分别连接两个副气囊。

2、根据权利要求1所述的一种氦气热气飞艇，其特征在于在所述的吊舱的底部和外侧周边设有安全气垫，安全气垫下方设有落地轮。

3、根据权利要求1所述的一种氦气热气飞艇，其特征在于所述的弹性缆索为两个，分别设在主气囊内侧的前后。

4、根据权利要求1所述的一种氦气热气飞艇，其特征在于所述的电加热装置为加热电阻丝，风扇设在加热电阻丝和硬板之间。

5、根据权利要求1或4所述的一种氦气热气飞艇，其特征在于还设有燃料加热装置，所述的燃料加热装置包括散热器、热管、燃烧室、燃料喷嘴和燃料罐，两根“L”形热管组成“U”形，开口端安装在硬板上，并伸进主气囊内，将散热器固定在主气囊内风扇的上侧；在硬板的下方用一个顶端开口的空心圆锥形燃烧室将两根热管连接起来，燃料喷嘴的出口朝向燃烧室的开口，并与设在吊舱中的燃料罐连接。

6、根据权利要求5所述的一种氦气热气飞艇，其特征在于在所述的硬板和热管之间安装有隔热材料。

7、根据权利要求1所述的一种氦气热气飞艇，其特征在于在吊舱中还设有蓄电池，蓄电池与电器控制箱连接。

8、根据权利要求1所述的一种氦气热气飞艇，其特征在于所述的电器控制箱中安装有压力温度控制器。

9、根据权利要求1所述的一种氦气热气飞艇，其特征在于所述的尾翼包括两个垂直尾翼和两个水平尾翼，分别安装在主气囊尾部的上下左右，在水平尾翼和垂直尾翼上分别安装有可摆动的舵面，舵面上装有微型电机，与电器控制箱连接。

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