CN204341409U - 吊舱装置及浮空器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用于浮空器的吊舱装置，包括吊舱和激光信号收发装置。该吊舱用作载重；该激光信号收发装置包括至少一个激光信号发射器和至少一个激光信号接收器，该激光信号收发装置安装于该吊舱。本实用新型还提供了一种采用所述吊舱装置的浮空器。

Description

吊舱装置及浮空器

技术领域

本实用新型涉及航空设备领域，尤其涉及吊舱装置及应用该吊舱装置的浮空器。

背景技术

由于技术和认识上的原因，临近空间的战略价值直到最近几年才引起世界各国的重视也因其显著特点和潜在的军民两用价值而成为各国研究的热点。很多国家目前正纷纷投入大量的经费，积极开展临近空间飞行器的技术与应用研究。目前的临近空间飞行器主要为浮空器如飞艇，且飞艇多为单独作业，飞艇内并未设置飞艇间相互通信的装置。

然而，随着临近空间飞行器的发展，飞行器之间如何进行相互通信也将是飞行器研究急需解决的问题。

因此，本领域亟需一种可进行飞行器间通信的吊舱及应用该吊舱的浮空器。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型旨在提供一种可进行飞行器间通信的吊舱装置及应用该吊舱的浮空器。

根据本实用新型的一方面，提供了一种应用于浮空器的吊舱装置，包括吊舱和激光信号收发装置。该吊舱用作载重；该激光信号收发装置包括至少一个激光信号发射器和至少一个激光信号接收器，该激光信号收发装置安装于该吊舱。

在一实例中，该激光信号收发装置的数量为多个，围绕设置在该吊舱的四周。

在一实例中，该激光信号收发装置的数量为四个，等角度地围绕设置在该 吊舱的四周。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种浮空器，包括囊体和如上所述的吊舱装置。该囊体填充有气体以提供浮力；该吊舱吊挂于该囊体的下方。

在一实例中，该囊体本体为球形，该吊舱通过拉网吊挂于该囊体的下方。

在一实例中，该浮空器进一步包括连接于该囊体与该吊舱之间的桁架以及设置于该桁架两端的驱动结构。

在一实例中，该浮空器进一步包括吊挂于该吊舱下方的太阳能电池板。

在一实例中，该浮空器进一步包括设置于该吊舱下方的缓冲结构，用于该浮空器落地时的缓冲。

在一实例中，该囊体包括囊体本体及设置于整体本体上的充气装置及阀门。

在一实例中，该囊体本体包括多个依次对接的囊瓣，该依次对接的囊瓣整体构成圆球体形状。

本实用新型的吊舱由于设置了激光信号收发装置，使得飘浮于空中的多个临近空间飞行器相互之间可以通信，便于构架空中通信网络。另外，本实用新型实施例的临近空间飞行器的囊体为设计为球形，结构简单，设计和制作成本较低，且由于采用了高强层压复合材料，因此可以有更长时间的滞空。

附图说明

在结合以下附图阅读本实用新型公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。

图1是根据本实用新型的一方面的临近空间飞行器的示意图。

图2是图1的临近空间飞行器中的囊体本体的多层结构示意图。

图3是三个如图1所示的临近空间飞行器之间相互通信的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的 保护范围进行任何限制。

如图1所示，为本实用新型一方面的临近空间飞行器100的示意图。该临近空间飞行器200为浮空器，包括囊体100、拉网30、底部挂装结构32、吊舱34以及太阳能电池板36。

该囊体100用作临近空间飞行器200的浮力提供结构。该囊体100包括囊体本体10及设置于囊体本体10上的充气装置12及阀门13。该囊体本体10包括多个依次对接的囊瓣(图未示)，图1中所示为囊体本体10内装载气体形成的气囊结构，该依次对接的囊瓣整体构成圆球体形状。囊体100内所装载的气体为同等气压下密度比小于空气的气体，一般为氦气。该囊体本体10进入临近空间后，其直径范围为10-50米，优选为20-45米。

如图2所示，该囊体本体10的材料可以采用飞艇的蒙皮材料，本实施方式中，该囊体本体10为多层结构，依次包括防老化层101、胶层102、织物层103、基底层104、高阻隔层105及焊接层106。防老化层的材料为含耐质量分数为2-4％ZnO和质量分数为3.5-5％的热塑性聚氨酯，厚度为20-30微米；胶层的材料为热熔的聚氨酯胶黏剂或者涂层的聚氨酯胶黏剂，厚度为20-30微米；织物层的材料为涤纶纤维、芳纶纤维或者其他高强纤维，厚度为90-140微米；基底层的材料为热塑性聚氨酯，厚度为20-30微米；高阻隔层的材料为含有质量分数为1.5-2.5％粒径尺寸为20-50纳米的SiO₂纳米颗粒的聚乙烯醇，厚度为1-3微米。焊接层的材料为热塑性聚氨酯，厚度为20-30微米，各层之间通过涂覆、干式贴合工艺结合成一整体。可以理解的是，可以在囊体本体10的多层结构的最外侧还可以进一步形成光反射材料层(图未示)，如铝箔层等，可以有效反射太阳光线，减小太阳光照射对蒙皮材料的损伤。

本实施例中，囊瓣的制作裁剪采用测地线裁剪法，具体为：将预形成的囊体本体10的球体的两极作为囊瓣的两端，然后利用测地线裁剪法进行裁剪，且各个囊瓣的裁剪尺寸相同。囊瓣的个数可根据其幅宽及球体的直径进行计算。相邻囊瓣之间形成对接线，对接线(图未示)的两端分别与囊体本体10的两极位置相连。囊瓣的个数可根据实际情况而定，囊瓣的数量太少，则形成的囊体本体10球形的规则性较差，数量太多则制作难度和成本较大。本实施例中，囊瓣的数量优选为60-90，更优选为75-85。

该充气装置12包括充气管15，充气管15与囊体本体10相连接并与囊体本体10的内部相连通，本实施例中，囊体本体10表面形成充气孔，充气管15直接与囊体本体10粘接或热合的方式固定并与充气孔连通。当然，充气管15也可以采用其它的方式与囊体本体10连接，并不以本实施例为限。

本实施例中，阀门13的数量为一个，设置于囊体本体10的顶部，用于调节囊体本体10内外压差，从而控制囊体100的静浮力。本实施例中，该阀门13可以为电控阀门。当然，阀门13的数量也可以为多个，并不以本实施例为限。

拉网30的材料可以采用镀铝薄膜包裹的高强度芳纶，拉网30包括多条纵向加强筋301，自囊体本体10的顶部即两极的其中之一沿测地线向囊体本体10的底部即两极中另外一个方向延伸，且该多条纵向加强筋301以该囊体本体10的顶端中心对称。该底部挂装结构32与该囊体本体10的底部相邻且连接于该多条纵向加强筋301的一端。该吊舱34通过多条连接索绳37连接于该底部挂装结构32。该吊舱34用于装载航电设备、飞行控制装置、通信装置等。该太阳能电池板36连接于该吊舱34，以向临近空间飞行器200提供其正常运行所需能源，本实施例中，该太阳能电池板37吊挂于该吊舱34的下方。可以理解的是，吊舱34也可以通过其它方式吊挂于整体本体10的下方，并不以本实施例为限。

在其它可选的实施方式中，该临近空间飞行器200还可以包括桁架结构和缓冲结构，桁架结构连接于囊体100与吊舱34之间，该桁架结构的相对两端分别还可以分别连接驱动结构(图未示)如螺旋桨；缓冲结构设置于吊舱的下方，用于临近空间飞行器200落地时的缓冲，以防止临近空间飞行器200发生损伤。

空间飞行器200进一步包括设置于吊舱34的激光信号收发装置40，该激光信号收发装置40包括激光信号发射器41及激光信号接收器42。该激光信号发射器41用于通过高速频闪发射二进制或多进制信息经过调制的通信光信号，该激光信号接收器41用于接收另一空间飞行器200发出的包含二进制或多进制信息的高速频闪的激光信号。该激光信号接收器41与一用于解调该激光信号的处理器(图未示)相连，以将激光信号解调出来，从而实现空间飞行器200 之间的数据通信。该激光信号收发装置40所收发的信息可以为如图片、文字或状态等信息用预先规定的方法编成的二进制或多进制信息。需要说明的是，此处所涉及的二进制调制解调，以及将信息进行编码等方法是为了说明激光信号收发装置的结构及作用，并非本实用新型所要保护的范围。本实施例中，对应于一个空间飞行器200的激光信号收发装置40的数量为多个，围绕该吊舱34设置，优选地，该激光信号收发装置40的数量大于等于四个，等角度地围绕设置在该吊舱34的四周。当激光信号收发装置40的数量大于或等于四个时，则收发装置可以接收到来自吊舱34的各个方向的激光信号。本实施例中，激光信号收发装置40与吊舱34共同构成了吊舱装置。

如图3所示，为本实用新型第二实施例提供的由多个临近空间飞行器200构成的飞行器通信网络300，每个临近空间飞行器200通过装设于其上的激光信号收发装置40与其它临近空间飞行器200之间实现数据通信。

本实用新型实施例的临近空间飞行器200的囊体100为设计为球形，结构简单，设计和制作成本较低，且由于采用了高强层压复合材料，因此可以有更长时间的滞空。另外，由于设置了激光信号收发装置，使得飘浮于空中的多个临近空间飞行器200相互之间可以通信，便于构架空中通信网络。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本实用新型的保护范围应当以所附权利要求为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本实用新型的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于浮空器的吊舱装置，包括：

用作载重的吊舱；

激光信号收发装置，包括至少一个激光信号发射器和至少一个激光信号接收器，该激光信号收发装置安装于该吊舱。

2.如权利要求1所述的吊舱装置，其特征在于，该激光信号收发装置的数量为多个，围绕设置在该吊舱的四周。

3.如权利要求1所述的吊舱装置，其特征在于，该激光信号收发装置的数量为四个，等角度地围绕设置在该吊舱的四周。

4.一种浮空器，包括：

囊体，填充有气体以提供浮力；

如权利要求1至3任一项所述的吊舱装置，吊挂于该囊体的下方。

5.如权利要求4所述的浮空器，其特征在于，该囊体本体为球形，该吊舱通过拉网吊挂于该囊体的下方。

6.如权利要求5所述的浮空器，其特征在于，该浮空器进一步包括连接于该囊体与该吊舱之间的桁架以及设置于该桁架两端的驱动结构。

7.如权利要求5所述的浮空器，其特征在于，该浮空器进一步包括吊挂于该吊舱下方的太阳能电池板。

8.如权利要求5所述的浮空器，其特征在于，该浮空器进一步包括设置于该吊舱下方的缓冲结构，用于该浮空器落地时的缓冲。

9.如权利要求4所述的浮空器，其特征在于，该囊体包括囊体本体及设置于整体本体上的充气装置及阀门。

10.如权利要求9所述的浮空器，其特征在于，该囊体本体包括多个依次对接的囊瓣，该依次对接的囊瓣整体构成圆球体形状。