系留熱氣飛艇浮空平臺的製作方法
2023-10-07 15:06:39
專利名稱：系留熱氣飛艇浮空平臺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種浮空平臺，具體說是一種實現在重大自然災害情況下的應急通信、利用系留纜繩來定點升空並控制其高度熱氣飛艇浮空平臺。
背景技術：
近年來，重大自然災害頻繁，災區通訊完全中斷，信息的不通暢嚴重影響了救災的執行和調度，反應出我國在應急通訊方面缺乏有效的預案和措施，因此，如何實現在重大自然災害情況下的應急通訊，成為一項迫切的課題。如果在自然災害期間架設起一個應急浮空平臺，將小型通訊中繼基站帶至2000m空中，這樣可以大大提高救援效率，極大地減小人民財產損失、挽回無數生命。目前實現緊急通信的措施就是將通信基站升到要求的高度，最有效可行的辦法就是利用浮空器作為浮空平臺，達到將通信基站懸浮在一定高度進行工作。由於浮空器的某些特點，目前較為高端的技術是採用氦氣飛艇浮空器實現應急通訊，但是其操作複雜、維護繁瑣、使用費用高昂，難易普及，僅在高端的軍事偵查中應用；成本較低的技術是採用普通熱氣飛艇實現系留，但受限於攜帶燃料的限制，普通熱氣飛艇僅能實現留空2——4小時，作為實際使用過程中時間太短。所以作為通訊應急系統，市場迫切需要一種操作維護簡單、使用費用低廉的浮空平臺，而且留空時間相對要長，以便發生自然災害搶險救災時及時通訊。
發明內容為了克服現有技術的上述不足，本實用新型提供了一種操作維護簡單、使用費用低廉、安全可靠、留空時間長的系留熱氣飛艇浮空平臺。本實用新型是採用遙控操作的方式，將系留熱氣球釋放至2000m左右空中，用於攜帶通訊基站，可在某個地域快速部署，使得在緊急狀況下能夠保證通訊信號暢通，並具有監視偵查的功能。由於持續的燃燒供熱，使得熱氣球在空中停留達到24——48小時。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是包括囊體、任務艙、錨泊設備、 液化氣儲存車、控制系統；囊體經吊掛繩與任務艙連接；系留纜繩連接於囊體內吊掛繩下端的交匯點上，液化氣儲存車經錨泊設備與系留纜繩相連接。所說的系留纜繩通過地面的導纜盤和張力釋放機構纏繞在液壓絞盤上，張力釋放機構和液壓絞盤固定在錨泊設備上。所說的囊體下部裝有通過液化氣儲存車供氣的加熱器。所說的系留纜繩包括外保護套、受力層、電源線、通訊光纜、液化氣輸送管路；受力層外有外保護套，電源線、通訊光纜、液化氣輸送管路置於受力層內。所說的導纜盤包括盤體、支撐架、固定機座、地面安裝座；盤體經支撐架裝於活動軸，活動軸裝於固定機座，固定機座裝於地面安裝座；支撐架上設有將系留纜繩固定限制在盤體上的纜繩限位器。所說的囊體為流線型的囊體及Y形尾翼。[0012]所說的控制系統包括地面控制系統和空中控制系統以及一個用於發出地面人工操縱設備的遙控指令、接收空中平臺監控數據的通訊電臺；地面控制系統包括人工操縱、顯示設備；空中控制系統包括裝於囊體上的溫度傳感器、風速儀、氣壓傳感器、GPS定位儀所構成的監控系統，空中控制系統還包括接收地面人工操縱設備的遙控指令、採集監控系統信息、進行A/D轉換、GPS數據接收，且向燃燒器控制電路發出控制燃燒器主閥開閉的信號、 向增壓風機控制裝置、洩壓閥控制裝置發出控制指令的中央控制器。所說的控制系統用於監控系留熱氣飛艇留空狀態參數及遙控操作。本實用新型的系留纜繩為三合一多功能系留纜繩，從地面通過三合一系留纜繩向熱氣飛艇提供燃氣、電源及通訊線路，同時也起到系留熱氣飛艇的作用。液壓絞盤能與液化氣儲存車相連接，對系留熱氣飛艇浮空平臺持續供氣，實現浮空平臺長時間留空。導纜盤保證了系留纜繩收放運動與角度自由變化能夠同時完成而不互相干擾；張力釋放機構保證了系留纜繩在系留過程中受到較大的拉力後，系留纜繩會在進入液壓絞盤之前，釋放掉內部張力，保護系留纜繩不因過度擠壓和過度磨損而損壞。本實用新型採用囊體內部燃燒器加熱的方式產生升力帶動任務艙上升，利用增壓風機來保持囊內壓力，使囊體工作時保持流線體的外型，並保證使其產生的阻力最小，通過三合一多功能系留纜繩為囊體提供加熱所需要的燃氣、囊上任務設備所需要的電源及通訊，系留纜繩繞在液壓絞盤上，根據需要的速度釋放及回收系留纜繩。本實用新型工作控制方式採用地面遙控，根據地面狀態監測的情況，通過中央控制器對燃燒器、增壓風機及洩壓閥部件進行操控，使其攜帶通信基站在空中懸浮到一定高度，根據風力的大小來改變加熱量來保證具有足夠的剩餘浮力，然後打開通信基站，任務機工作，提供信息通訊服務。本實用新型與系留氦氣球相比的有益效果是a)生產成本低。生產一個系留熱氣球的成本是一個系留氦氣球的十分之一到二十分之一 ；b)使用維護費用低。系留熱氣球每次的使用費用只有一些運輸費、燃氣費以及人員費用，而同等級別大小的系留氦氣球使用一次，光氦氣費用就以百萬計；c)材料、氣源不受限制。熱氣球所用的紡織材料全部是國內生產，燃氣用的是普通石油液化氣，資源隨處可尋，而系留氦氣飛艇所用的材料大多需要國外進口，氦氣基本也靠進口，一旦出現狀況很容易受到限制；d)操作簡單方便，展開快速，可快速搭建、快速升空。系留氦氣飛艇是一個龐大的系統，需要人員多(2(Γ30人)，準備時間也很長(最少5小時)。而系留熱氣球最少只需要操縱人員5人，準備及布置時間最短只需 20min，非常適合用於緊急情況下的快速部署；e)系統簡單，通過性好，便於運輸。系留氦氣球需要配套氦氣車、錨泊車、發電車、控制車等大型車輛，只能通過3級以上公路運輸，在災害條件下，難以到達受災現場，而系留熱氣球只需要一輛輕型卡車即可裝載全部設備，緊急情況下甚至能夠分解運輸，深入受災一線，更好的發揮作用；f)系留氦氣球對人員要求比較高，平時需要保持一定數量的操作隊伍，並實施訓練，才能在應急情況下發揮作用，而系留熱氣球對人員要求很低，只需保有2 3名經過培訓的核心技術人員，其他人員無需專業培訓，減少了平時的開支；g)系留氦氣球龐大的球體在下雪時會堆積厚重的積雪，並且根本無法清理，因此，下雪天氦氣球是不能充氣的，更不能升空，而系留熱氣球溫度高(囊內溫度高達100°C)，雪花落在球體上會立刻融化，不會增加囊體重量，能夠在小雪天使用，國外有熱氣球在雨雪雲中安全飛行不結冰的成功記錄。[0018]本實用新型與普通熱氣飛艇相比，最明顯的優勢就是留空時間可達到24——48小時，而普通熱氣飛艇僅能實現留空2—一4小時。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型系留纜繩的結構示意圖。圖3為本實用新型導纜盤的結構示意圖。圖4為圖3的A-A剖視圖。圖中，1、囊體，2、加熱器，3、任務艙，4、系留纜繩，4-1、外保護套，4-2、受力層，4-3、 三廂電源線，4-4、通訊光纜，4-5、液化氣傳輸管路，5、導纜盤，5-1、系留纜繩與囊體連接端， 5-2、盤體，5-3、活動軸，5-4、固定機座，5-5、系留纜繩與張力釋放機構連接端，5_6、地面安裝座，5-7、轉動軸承，5-8、纜繩限位器，6、張力釋放機構，7、液壓絞盤，8、液化氣儲存車。
具體實施方式
在
圖1中，本實用新型包括囊體1、加熱器2、任務艙3、系留纜繩4、導纜盤5、張力釋放機構6、控制系統、地面保障設備等八部分。囊體1通過吊掛繩與系留纜繩4相接於吊掛繩的交匯點上，加熱器2安裝於囊體1下腹部，任務艙3通過囊體1上的掛點連接於囊體 1中後部。系留纜繩4通過導纜盤5和張力釋放機構6，繞在液壓絞盤7的滾筒上，液壓絞盤7通過滑動導通機構與液化氣儲存車8相連接，最終將液化氣儲存車8中的液化氣輸送到囊體1內部的加熱器2上，供加熱器2工作。囊體1由於內部的加熱器2產生熱空氣而得到升力上升，液壓絞盤7通過系留纜繩4控制系留熱氣飛艇的工作高度、升空及回收速度。圖2中，受力層4-2外有外保護套4-1，電源線4_3、通訊光纜4_4、液化氣輸送管路4-5置於受力層4-2內。外保護套4-1起防潮、放雨、防紫外線、耐磨、抗壓等作用。受力層4-2起牽引浮空平臺的作用。三相電源線4-3供給浮空平臺所需的工作電源。通訊光纜 4-4為浮空平臺上的任務機及控制系統提供通訊線路。液化氣傳輸管路4-5為浮空平臺囊體的加熱器提供燃料。圖3、圖4中，5-1為系留纜繩與囊體連接的端頭，5-5為系留纜繩與張力釋放機構連接的端頭。系留纜繩繞在導纜盤的盤體5-2上，盤體5-2相對於系留纜繩做滾動摩擦運動。導纜盤上半部分活動部件的活動軸5-3安裝在支撐架上。隨著系留纜繩的角度方向隨意擺動。5-4為導纜盤下半部分的固定機座。5-6為導纜盤地面安裝座。5-7為活動軸5-3 的轉動軸承。5-8為纜繩限位器，其作用是將系留纜繩固定限制在盤體5-2上，使其緊貼盤體5-2，不發生鬆脫。地面保障設備主要提供熱氣球囊體使用維護所必須的設備設施。主要包括輔助鼓風機、發電機、工具箱、電動油泵等。鼓風機為熱氣球起飛時輔助鼓風用，發電機給錨泊設備提供電源。
權利要求1.一種系留熱氣飛艇浮空平臺，其特徵在於包括囊體、任務艙、錨泊設備、液化氣儲存車、控制系統；囊體經吊掛繩與任務艙連接；系留纜繩連接於囊體內吊掛繩下端的交匯點上，液化氣儲存車經錨泊設備與系留纜繩相連接。
2.根據權利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特徵在於所說的系留纜繩通過地面的導纜盤和張力釋放機構纏繞在液壓絞盤上，張力釋放機構和液壓絞盤固定在錨泊設備上。
3.根據權利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特徵在於所說的囊體下部裝有通過液化氣儲存車供氣的加熱器。
4.根據權利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特徵在於所說的系留纜繩包括外保護套、受力層、電源線、通訊光纜、液化氣輸送管路；受力層外有外保護套，電源線、通訊光纜、液化氣輸送管路置於受力層內。
5.根據權利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特徵在於所說的導纜盤包括盤體、支撐架、固定機座、地面安裝座；盤體經支撐架裝於活動軸，活動軸裝於固定機座，固定機座裝於地面安裝座；支撐架上設有將系留纜繩固定限制在盤體上的纜繩限位器。
6.根據權利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特徵在於所說的囊體為流線型的囊體及Y形尾翼。
7.根據權利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺，其特徵在於所說的控制系統包括地面控制系統和空中控制系統以及一個用於發出地面人工操縱設備的遙控指令、接收空中平臺監控數據的通訊電臺；地面控制系統包括人工操縱、顯示設備；空中控制系統包括裝於囊體上的溫度傳感器、風速儀、氣壓傳感器、GPS定位儀所構成的監控系統，空中控制系統還包括接收地面人工操縱設備的遙控指令、採集監控系統信息、進行A/D轉換、GPS數據接收，且向燃燒器控制電路發出控制燃燒器主閥開閉的信號、向增壓風機控制裝置、洩壓閥控制裝置發出控制指令的中央控制器。
專利摘要本實用新型提供一種系留熱氣飛艇浮空平臺，其特徵在於包括囊體、任務艙、錨泊設備、液化氣儲存車、控制系統；囊體經吊掛繩與任務艙連接；系留纜繩連接於囊體內吊掛繩下端的交匯點上，液化氣儲存車經錨泊設備與系留纜繩相連接。本實用新型採用遙控操作的方式，將系留熱氣球釋放至2000m左右空中，用於攜帶通訊基站，可在某個地域快速部署，並在空中停留24～48小時，使得在緊急狀況下能夠保證通訊信號暢通，並具有監視偵查的功能。具有操作維護簡單、使用費用低廉、安全可靠等優點。
文檔編號B64B1/66GK201941973SQ20102064579
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者郭海軍 申請人:襄樊宏偉航空器有限責任公司