臨近空間浮空器的放飛系統的製作方法

2023-08-01 14:47:21

本實用新型涉及臨近空間浮空器領域，具體而言，涉及一種臨近空間浮空器的放飛系統。

背景技術：

臨近空間浮空器是目前全世界的熱點研究問題，氦氣球的穩定放飛是臨近空間浮空器研究的關鍵問題之一，氦氣球在放飛階段處於充氣過程中，浮力逐漸增大，球體逐漸鼓脹，球體逐漸升高，受地面氣流及充氣浮力氣體的影響，放飛過程中，氦氣球會承受豎直方向浮力及水平方向的風載荷。在兩個力作用下，氦氣球形狀及位置容易發生不穩定，需要對氦氣球進行姿態調整，保證氦氣球升空前形狀及位置正確，平穩升起，完成放飛工作。

現有技術中可以在臨近空間浮空器的囊體的底部或者頂部設置一組約束，由於約束較少，無法對球體進行有效的姿態控制，或者沒有抗風性能，在放飛過程中球體位置無法有效固定，容易導致放飛失敗。

針對現有技術中臨近空間浮空器在放飛過程中穩定性差，導致放飛失敗的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

本實用新型實施例提供了一種臨近空間浮空器的放飛系統，以至少解決現有技術中臨近空間浮空器在放飛過程中穩定性差，導致放飛失敗的技術問題。

根據本實用新型實施例的一個方面，提供了一種臨近空間浮空器的放飛系統，包括：囊體；吊艙，掛接在囊體的下方；多組約束繩，多組約束繩的第一端固定在囊體的外周，多組約束繩的第二端卷繞在多組卷揚機上，其中，多組卷揚機距離吊艙的中心的距離相同。

進一步地，約束繩包括：防風承力帶，防風承力帶的第一端固定在囊體的外周；牽引繩，牽引繩卷繞在卷揚機上，牽引繩的末端與防風承力帶的第二端連接。

進一步地，多組卷揚機距離吊艙的中心的距離為25-35m。

進一步地，系統還包括：多個出繩器，固定在地面上，牽引繩穿過出繩器。

進一步地，出繩器為吊耳。

進一步地，系統還包括：多個剪繩器，牽引繩穿過剪繩器與防風承力帶的第二端連接。

進一步地，多個剪繩器用於同時剪斷牽引繩。

進一步地，防風承力帶的第一端為分支拉袢結構，防風承力帶的第二端為縫紉繩套結構。

進一步地，分支拉袢結構包括：多個分支，分支的末端連接拉袢，拉袢縫紉在囊體上。

進一步地，囊體上固定四組約束繩，四組約束繩的第一端均勻地固定在囊體的外周，四組約束繩的第二端卷繞在多組卷揚機上。

在本實用新型實施例中，臨近空間浮空器的放飛系統包括：囊體；吊艙，掛接在囊體的下方；多組約束繩，多組約束繩的第一端固定在囊體的外周，多組約束繩的第二端卷繞在多組卷揚機上，其中，多組卷揚機距離吊艙的中心的距離相同。容易注意到的是，由於囊體通過多組約束繩和多組卷揚機固定在地面上，對囊體進行多組約束，增加囊體的抗風能力，從而在囊體的充氣以及放飛階段有效地控制球體的姿態、位置，使放飛過程能承受一定風載荷，在放飛前抵抗自身的浮力，保證囊體充氣放飛過程平穩、順利進行，從而解決了現有技術中臨近空間浮空器在放飛過程中穩定性差，導致放飛失敗的技術問題，達到提高臨近空間浮空器的穩定性，提升臨近空間浮空器放飛成功率的技術效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1是根據本實用新型實施例的臨近空間浮空器的放飛系統的示意圖；

圖2是根據本實用新型實施例的卷揚機及出繩器的結構示意圖；

圖3是根據本實用新型實施例的防風承力帶的結構示意圖；以及

圖4是根據本實用新型實施例的可選的臨近空間浮空器的放飛系統的示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

10、囊體；20、吊艙；30、約束繩；40、卷揚機；31、防風承力帶；32、牽引繩；50、出繩器；60、剪繩器；70、水泥墩；80、吊耳；311、分支拉袢結構；312、縫紉繩套結構；313、分支；314、拉袢；90、旋分器；100、氦氣車。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本實用新型保護的範圍。

需要說明的是，本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」等是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本實用新型的實施例能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列單元的系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些產品或設備固有的其它單元。

根據本實用新型實施例，提供了一種臨近空間浮空器的放飛系統的實施例。

圖1是根據本實用新型實施例的臨近空間浮空器的放飛系統的示意圖，如圖1所示，該系統包括：囊體10；吊艙20和多組約束繩30(圖中僅示出4組，可以根據實際需要進行設定)。其中，吊艙20掛接在囊體10的下方。多組約束繩30的第一端固定在囊體10的外周，多組約束繩30的第二端卷繞在多組卷揚機40上，多組卷揚機40距離吊艙20的中心的距離相同。

具體地，囊體10在充氣過程中，囊體10會逐漸鼓脹，逐漸升高，受地面氣流及充氣浮力氣體的影響，囊體10的形狀及位置會出現不穩定，為了能夠對囊體10的姿態進行調整，可以在距離吊艙20的中心等距離的同心圓地面上，固定四組卷揚機40，約束繩30第一端縫製於囊體10的球體表面，第二端卷繞在卷揚機40上。在充氣過程中可以控制多組卷揚機40工作，調節卷揚機40上卷繞的約束繩30的繩索長度，從而調節囊體10的高度、姿態以及位置，完成對囊體10的約束。在一種可選的實施例中，多組卷揚機40距離吊艙20的中心的距離為25-35m，優選地，可以將多組卷揚機40設置在距離吊艙20的中心的距離為30m的同心圓上。在另一種可選的實施例中，圖2是根據本實用新型實施例的卷揚機及出繩器的結構示意圖，如圖2所示，卷揚機40通過設置在水泥墩70上的安裝螺柱固定在水泥墩70上，水泥墩70埋入地面，水泥墩70為鋼筋混凝土構造。

在本實用新型上述實施例中，臨近空間浮空器的放飛系統包括：囊體10；吊艙20，掛接在囊體10的下方；多組約束繩30，多組約束繩30的第一端固定在囊體10的外周，多組約束繩30的第二端卷繞在多組卷揚機40上，其中，多組卷揚機40距離吊艙的中心的距離相同。容易注意到的是，由於囊體10通過多組約束繩30和多組卷揚機40固定在地面上，對囊體10進行多組約束，增加囊體10的抗風能力，從而在囊體10的充氣以及放飛階段有效地控制球體的姿態、位置，使放飛過程能承受一定風載荷，在放飛前抵抗自身的浮力，保證囊體10充氣放飛過程平穩、順利進行，從而解決了現有技術中臨近空間浮空器在放飛過程中穩定性差，導致放飛失敗的技術問題，達到提高臨近空間浮空器的穩定性，提升臨近空間浮空器放飛成功率的技術效果。

可選地，如圖1所示，約束繩30包括：防風承力帶31和牽引繩32。其中，防風承力帶31的第一端固定在囊體10的外周。牽引繩32卷繞在卷揚機40上，牽引繩32的末端與防風承力帶30的第二端連接。

具體地，上述的防風承力帶31可以是高強度聚乙烯帶，上述的牽引繩32可以是錦絲繩。充氣過程中，控制卷揚機40工作，可調節牽引繩32的長度，從而調整囊體10的高度、姿態及位置；在充氣完成後，可以通過將牽引繩32與防風承力帶31進行分離，完成放飛。

可選地，如圖1所示，系統還包括：多個出繩器50。其中，出繩器50固定在地面上，牽引繩32穿過出繩器50。

具體地，為了保證牽引繩32在整個充氣過程中能夠順利收放，可以在地面上固定多個出繩器50，每個出繩器50在每組卷揚機40之前，每組卷揚機40上卷繞的牽引繩32可以穿過出繩器50，然後與防風承力帶31的第二端連接。

可選地，如圖2所示，出繩器50為吊耳。

具體地，如圖2所示，出繩器50可以為在水泥墩70上設置吊耳80，將卷揚機40上卷繞的牽引繩32穿過吊耳80，保證卷揚機40上牽引繩32在整個充氣過程中均能順利收放。

可選地，如圖1所示，系統還包括：多個剪繩器60。其中，牽引繩32穿過剪繩器60與防風承力帶31的第二端連接。

可選地，多個剪繩器60用於同時剪斷牽引繩32。

具體地，上述的剪繩器60可以為定型產品，在充氣完成之後，可以通過遙控多個剪繩器60剪斷牽引繩32，完成卷揚機40上的牽引繩32與防風承力帶31的分離，完成約束釋放，進而完成囊體10的放飛。進一步地，為了保證臨近空間飛行器在放飛過程中的穩定，需要通過遙控同時遙控多個剪繩器60進行剪斷操作，保證多組卷揚機40上的牽引繩32與防風承力帶31同時分離。

可選地，圖3是根據本實用新型實施例的防風承力帶的結構示意圖，如圖3所示，防風承力帶31的第一端為分支拉袢結構311，防風承力帶31的第二端為縫紉繩套結構312。

可選地，如圖3所示，分支拉袢結構311包括：多個分支313。其中，分支313的末端連接拉袢314，拉袢314縫紉在囊體10上。

具體地，如圖3所示，防風承力帶31的第一端為分支拉袢結構311，第二端為縫紉繩套結構312。可以將防風承力帶31的第二端的繩索縫紉在一起形成一個圓形套口，穿過剪繩器60的牽引繩32穿過套口，從而將牽引繩32與防風承力帶31的第二端連接。為了進一步防止大風導致防風承力帶31與囊體10分離，影響囊體10的穩定性，可以將防風承力帶31的第一端分成多個分支313(圖中僅示出3個，可以根據實際抗風需要進行設定)，並在分支313末端連接拉袢314，將拉袢314縫紉在囊體10上，通過在囊體10的同一個位置縫紉多個拉袢314，保證防風承力帶31可以牢固地固定在囊體10的表面上，從而進一步增加囊體10的抗風能力。

可選地，圖4是根據本實用新型實施例的可選的臨近空間浮空器的放飛系統的示意圖，如圖4所示，囊體10上固定四組約束繩30，四組約束繩30的第一端均勻地固定在囊體10的外周，四組約束繩30的第二端固定在地面上。

具體地，如圖4所示，臨近空間飛行器可以由囊體10，吊艙20和旋分器90構成，吊艙20通過旋分器90掛接在囊體10的下方，通過旋分器90保證在囊體10旋轉的過程中，吊艙20不發生旋轉。整個放飛系統可以由4組防風承力帶31、4組卷揚機40及卷繞在卷揚機40上的牽引繩32、4個出繩器50和4個剪繩器60組成。臨近空間飛行器囊體10的四周均勻地固定4組防風承力帶31；4組卷揚機40布置在囊體10的4個方向，固定在地面水泥墩上，卷揚機上40卷繞四根牽引繩32，牽引繩32穿過出繩器50後，頂部通過剪繩器60後同四組防風承力帶31連接。可以通過氦氣車100對囊體10進行充氣，在充氣過程中通過調節4組卷揚機40上卷繞的牽引繩32繩索長度調節囊體10的高度及位置，完成對囊體10約束；在充氣完成後，通過對4組剪繩器60同時遙控剪斷牽引繩32，完成牽引繩32同防風承力帶31的分離，完成約束釋放，進而完成放飛。

通過上述實施例，採用卷揚機40通過出繩器50相結合，實現對囊體10的控制，保證多組約束繩30均能有效對囊體10施加作用力。具有以下優點：有效地實現臨近空間浮空器在放飛過程中球體姿態的調節及位置控制，確保浮空器在放飛過程中平穩上升，並能抵禦一定的風力，保證放飛的平穩、順利進行。

上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。

在本實用新型的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。