專利名稱：系留熱氣飛艇浮空平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種浮空平臺(tái)，具體說是一種實(shí)現(xiàn)在重大自然災(zāi)害情況下的應(yīng)急 通信、利用系留纜繩來定點(diǎn)升空并控制其高度熱氣飛艇浮空平臺(tái)。
背景技術(shù)：
2008年中國遭受特大雪災(zāi)和汶川特大地震的雙重打擊，災(zāi)區(qū)通訊完全中斷，信息 的不通暢嚴(yán)重影響了救災(zāi)的執(zhí)行和調(diào)度，反應(yīng)出我國在應(yīng)急通訊方面缺乏有效的預(yù)案和措 施，因此，如何實(shí)現(xiàn)在重大自然災(zāi)害情況下的應(yīng)急通訊，成為一項(xiàng)迫切的課題。如果在自然 災(zāi)害期間架設(shè)起一個(gè)應(yīng)急浮空平臺(tái)，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(cái)產(chǎn)損失、挽回?zé)o數(shù)生命。目前實(shí)現(xiàn)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(tái)，達(dá)到將通信基站懸浮在一定高度進(jìn)行工作。由于浮空器的某 些特點(diǎn)，目前較為高端的技術(shù)是采用氦氣飛艇浮空器實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通訊，但是其操作復(fù)雜、維護(hù) 繁瑣、使用費(fèi)用高昂，難易普及，僅在高端的軍事偵查中應(yīng)用。作為通訊應(yīng)急系統(tǒng)，市場迫切 需要一種操作維護(hù)簡單、使用費(fèi)用低廉的浮空平臺(tái)，以便發(fā)生自然災(zāi)害搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)及時(shí)通 訊。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型提供了一種操作維護(hù)簡單、使用費(fèi)用 低廉、安全可靠的系留熱氣飛艇浮空平臺(tái)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括囊體、吊艙、錨泊車、控制系 統(tǒng)、地面設(shè)備；囊體經(jīng)吊掛繩與吊艙連接，系留纜繩連接于吊掛繩下端的交匯點(diǎn)上，系留纜 繩裝于錨泊車。所說的系留纜繩通過導(dǎo)向盤纏繞在液壓絞盤上，導(dǎo)向盤和液壓絞盤固定在錨泊車 上。所說的吊艙內(nèi)有通訊基站設(shè)備和發(fā)電設(shè)備；液化氣瓶安裝于吊艙兩側(cè)，成對(duì)稱分布。所說的囊體兩側(cè)分布內(nèi)吊掛繩，內(nèi)吊掛繩上與囊體頂部相連接，下與掛架相連接， 掛架上安裝有通過吊艙上的發(fā)電設(shè)備供電的增壓風(fēng)機(jī)和通過吊艙上的液化氣瓶供氣的加 熱器。本實(shí)用新型囊體為流線型的囊體及Y型尾翼，在空中始終囊體頭部迎風(fēng)，保持囊 體基本水平的姿態(tài)，在空中系留時(shí)能夠保持很小的阻力及很強(qiáng)的穩(wěn)定性。所說的控制系統(tǒng)包括地面控制系統(tǒng)和空中控制系統(tǒng)以及一個(gè)用于發(fā)出地面人工 操縱設(shè)備的遙控指令、接收空中平臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的通訊電臺(tái)；地面控制系統(tǒng)包括人工操縱、顯 示設(shè)備；空中控制系統(tǒng)包括裝于囊體上的溫度傳感器、風(fēng)速儀、氣壓傳感器、GPS定位儀所 構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)，空中控制系統(tǒng)還包括接收地面人工操縱設(shè)備的遙控指令、采集監(jiān)控系統(tǒng)信息、進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、GPS數(shù)據(jù)接收，且向燃燒器控制電路發(fā)出控制燃燒器主閥開閉的信號(hào)、 向增壓風(fēng)機(jī)控制裝置、泄壓閥控制裝置發(fā)出控制指令的中央控制器。本實(shí)用新型采用囊體內(nèi)部燃燒器加熱的方式產(chǎn)生升力帶動(dòng)掛架及吊艙上升，利用 增壓風(fēng)機(jī)來保持囊內(nèi)壓力，使囊體工作時(shí)保持流線體的外型，并保證使其產(chǎn)生的阻力最小， 吊艙采用與囊體離開一段距離懸掛，吊艙直接懸掛在吊掛繩上，系留纜繩與吊掛繩直接連 接，力傳遞不通過吊艙，有利于減輕吊艙的重量，增加系統(tǒng)性能。地面錨泊設(shè)施根據(jù)需要的 速度釋放及回收系留纜繩。本實(shí)用新型工作控制方式采用地面遙控，根據(jù)地面狀態(tài)監(jiān)測的情況，通過中央控 制器對(duì)燃燒器、增壓風(fēng)機(jī)及泄壓閥部件進(jìn)行操控，使其攜帶通信基站在空中懸浮到一定高 度，根據(jù)風(fēng)力的大小來改變加熱量來保證具有足夠的剩余浮力，然后打開通信基站，任務(wù)機(jī) 工作，提供信息通訊服務(wù)。本實(shí)用新型采用遙控操作的方式，將系留熱氣球釋放至2000m左右空中，用于攜 帶通訊基站，可在某個(gè)地域快速部署，使得在緊急狀況下能夠保證通訊信號(hào)暢通，并具有監(jiān) 視偵查的功能。本實(shí)用新型與系留氦氣球相比的有益效果是a)生產(chǎn)成本低。生產(chǎn)一個(gè)系留熱氣 球的成本是一個(gè)系留氦氣球的十分之一到二十分之一；b)使用維護(hù)費(fèi)用低。系留熱氣球 每次的使用費(fèi)用只有一些運(yùn)輸費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)以及人員費(fèi)用，而同等級(jí)別大小的系留氦氣球使 用一次，光氦氣費(fèi)用就以百萬計(jì)；c)材料、氣源不受限制。熱氣球所用的紡織材料全部是 國內(nèi)生產(chǎn)，燃?xì)庥玫氖瞧胀ㄊ鸵夯瘹?，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(jìn)口，氦氣基本也靠進(jìn)口，一旦出現(xiàn)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(gè)龐大的系統(tǒng)，需要人員多(20 30人)， 準(zhǔn)備時(shí)間也很長(最少5小時(shí))。而系留熱氣球最少只需要操縱人員5人，準(zhǔn)備及布置時(shí) 間最短只需20min，非常適合用于緊急情況下的快速部署；e)系統(tǒng)簡單，通過性好，便于運(yùn) 輸。系留氦氣球需要配套氦氣車、錨泊車、發(fā)電車、控制車等大型車輛，只能通過3級(jí)以上公 路運(yùn)輸，在災(zāi)害條件下，難以到達(dá)受災(zāi)現(xiàn)場，而系留熱氣球只需要一輛輕型卡車即可裝載全 部設(shè)備，緊急情況下甚至能夠分解運(yùn)輸，深入受災(zāi)一線，更好的發(fā)揮作用；f)系留氦氣球?qū)?人員要求比較高，平時(shí)需要保持一定數(shù)量的操作隊(duì)伍，并實(shí)施訓(xùn)練，才能在應(yīng)急情況下發(fā)揮 作用，而系留熱氣球?qū)θ藛T要求很低，只需保有2 3名經(jīng)過培訓(xùn)的核心技術(shù)人員，其他人 員無需專業(yè)培訓(xùn)，減少了平時(shí)的開支；g)系留氦氣球龐大的球體在下雪時(shí)會(huì)堆積厚重的積 雪，并且根本無法清理，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(nèi)溫度高達(dá)100°C )，雪花落在球體上會(huì)立刻融化，不會(huì)增加囊體重量，能夠在小雪天 使用，國外有熱氣球在雨雪云中安全飛行不結(jié)冰的成功記錄。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型囊體部分側(cè)視圖。圖3為本 實(shí)用新型吊艙部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型地面錨泊設(shè)施。圖5為本實(shí)用新型控制 系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
在
圖1中，本實(shí)用新型包括囊體1、吊艙3、系留纜繩4、錨泊車7、控制系統(tǒng)、地面保 障設(shè)備等。囊體1通過吊掛繩2與吊艙3連接，吊掛繩2成扇形分布，分布角度根據(jù)囊體1 與吊掛繩2直接的距離來定，系留纜繩4接到吊掛繩2的交匯點(diǎn)上，然后通過導(dǎo)向盤5與纏 繞在液壓絞盤6上，導(dǎo)向盤5和液壓絞盤6固定在錨泊車7上。囊體1由于內(nèi)部的加熱器 產(chǎn)生熱空氣而得到升力上升，液壓絞盤6通過纜繩4控制系留熱氣飛艇的工作高度、升空及 回收速度。系留纜繩4和吊掛繩2的交匯點(diǎn)之間裝旋轉(zhuǎn)連接器。圖2中，內(nèi)吊掛繩8成扇形排列分布在囊體的兩側(cè)(圖2為一側(cè)視圖，另一側(cè)對(duì) 稱)。內(nèi)吊掛繩8上與囊體頂部相連接，下與掛架9相連接，內(nèi)吊掛繩8承受掛架9及其上 安裝的增壓風(fēng)機(jī)10和加熱器11的重量，還承受囊體外部的吊艙的重量。增壓風(fēng)機(jī)10通過 吊艙上的發(fā)電設(shè)備供電，保證囊體保持一定的內(nèi)壓，加熱器11主要產(chǎn)生熱量，通過吊艙上 的液化氣瓶供氣。圖3中，吊艙框架12直接懸掛在吊掛繩2上，系留纜繩4連接到吊掛繩2的交匯 點(diǎn)上，通訊基站及任務(wù)設(shè)備13、管路系統(tǒng)、供電設(shè)備、液化氣瓶14安裝于吊艙框架12內(nèi)部。 液化氣瓶14的安裝成對(duì)稱分布。圖4中，地面錨泊設(shè)施包括釋放及回收系留纜繩的液壓滾筒6，用以在需要的時(shí)候 釋放及回收系留纜繩，改變系留熱氣飛艇的工作高度、升空及回收。吊掛繩經(jīng)囊體、掛架、吊 艙，最終的受力點(diǎn)集中在系留纜繩4上。系留纜繩4先通過導(dǎo)向盤5，再進(jìn)入張力釋放機(jī)構(gòu) 15，最后纏繞到液壓滾筒6上。張力釋放機(jī)構(gòu)15主要是釋放系留纜繩4纏繞在液壓滾筒6 上時(shí)產(chǎn)生的互相擠壓的張力，防止系留纜繩4纏繞時(shí)損壞。導(dǎo)向盤作為整體能夠在液壓絞 盤平面偏轉(zhuǎn)，使任何方向進(jìn)入的纜繩通過導(dǎo)向盤后都以水平方向進(jìn)入液壓絞盤。7為錨泊 車。圖5所示為整體系留熱氣飛艇浮空平臺(tái)的控制系統(tǒng)圖，控制系統(tǒng)包括地面控制系 統(tǒng)16和空中控制系統(tǒng)17。地面控制系統(tǒng)16主要包括有人工操縱裝置、顯示設(shè)備。通訊電臺(tái) 發(fā)出地面設(shè)備的遙控指令、接收空中平臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。空中控制系統(tǒng)17包括裝于囊體上的溫 度傳感器、風(fēng)速儀、氣壓傳感器、GPS定位儀所構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)；包括接收遙控指令、采集監(jiān) 控系統(tǒng)信息、A/D轉(zhuǎn)換、GPS數(shù)據(jù)接收中央控制器。中央控制器可向燃燒器控制電路發(fā)出控 制燃燒器主閥開閉的控制信號(hào)、向增壓風(fēng)機(jī)控制裝置及泄壓閥控制裝置發(fā)出控制信號(hào)(控 制指令)。地面控制系統(tǒng)16通過通訊電臺(tái)給空中控制系統(tǒng)17發(fā)出指令來操縱飛行平臺(tái)的 燃燒器火力控制，控制囊內(nèi)溫度，保持飛行平臺(tái)的升力，同時(shí)，對(duì)飛行平臺(tái)的狀態(tài)信息氣瓶 壓力、發(fā)電機(jī)電壓、發(fā)電機(jī)油箱油量、囊頂部溫度、囊壓、平臺(tái)所處高度、GPS位置、風(fēng)速等進(jìn) 行監(jiān)控，通過通訊電臺(tái)將監(jiān)控信息下傳，便于地面人員實(shí)時(shí)掌控，確保任務(wù)的順利完成。地面保障設(shè)備主要提供熱氣球囊體使用維護(hù)所必須的設(shè)備設(shè)施。主要包括鼓風(fēng) 機(jī)、發(fā)電機(jī)、工具箱、電動(dòng)油泵等。鼓風(fēng)機(jī)為熱氣球起飛時(shí)使用，發(fā)電機(jī)給錨泊車提供電源。
權(quán)利要求一種系留熱氣飛艇浮空平臺(tái)，其特征在于包括囊體、吊艙、錨泊車、控制系統(tǒng)；囊體經(jīng)吊掛繩與吊艙連接，系留纜繩連接于吊掛繩下端的交匯點(diǎn)上，系留纜繩裝于錨泊車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺(tái)，其特征在于所說的系留纜繩通過 導(dǎo)向盤纏繞在液壓絞盤上，導(dǎo)向盤和液壓絞盤固定在錨泊車上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺(tái)，其特征在于所說的吊艙內(nèi)有通訊 基站設(shè)備和發(fā)電設(shè)備；液化氣瓶安裝于吊艙兩側(cè)，成對(duì)稱分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺(tái)，其特征在于所說的囊體內(nèi)兩側(cè)分 布內(nèi)吊掛繩，內(nèi)吊掛繩上與囊體頂部相連接，下與掛架相連接；掛架上安裝有通過吊艙上的 發(fā)電設(shè)備供電的增壓風(fēng)機(jī)和通過吊艙上的液化氣瓶供氣的加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺(tái)，其特征在于囊體為流線型的囊體 及Y型尾翼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系留熱氣飛艇浮空平臺(tái)，其特征在于所說的控制系統(tǒng)包括 地面控制系統(tǒng)和空中控制系統(tǒng)以及一個(gè)用于發(fā)出地面人工操縱設(shè)備的遙控指令、接收空中 平臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的通訊電臺(tái)；地面控制系統(tǒng)包括人工操縱、顯示設(shè)備；空中控制系統(tǒng)包括裝 于囊體上的溫度傳感器、風(fēng)速儀、氣壓傳感器、GPS定位儀所構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)，空中控制系統(tǒng) 還包括接收地面人工操縱設(shè)備的遙控指令、采集監(jiān)控系統(tǒng)信息、進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、GPS數(shù)據(jù)接 收，且向燃燒器控制電路發(fā)出控制燃燒器主閥開閉的信號(hào)、向增壓風(fēng)機(jī)控制裝置、泄壓閥控 制裝置發(fā)出控制指令的中央控制器。
專利摘要本實(shí)用新型一種系留熱氣飛艇浮空平臺(tái)，包括囊體、吊艙、錨泊車、控制系統(tǒng)、地面設(shè)備；囊體經(jīng)吊掛繩與吊艙連接，系留纜繩連接于吊掛繩下端的交匯點(diǎn)上，系留纜繩裝于錨泊車。所說的系留纜繩通過導(dǎo)向盤纏繞在液壓絞盤上，導(dǎo)向盤和液壓絞盤固定在錨泊車上。本實(shí)用新型采用遙控操作的方式，將系留熱氣球釋放至2000m左右空中，用于攜帶通訊基站，可在某個(gè)地域快速部署，使得在緊急狀況下能夠保證通訊信號(hào)暢通，并具有監(jiān)視偵查的功能。具有操作維護(hù)簡單、使用費(fèi)用低廉、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B64B1/52GK201553298SQ20092029890
公開日2010年8月18日 申請日期2009年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月12日
發(fā)明者余剛, 劉琦, 李琦, 田入東, 祝遠(yuǎn)程, 賀應(yīng)平, 郭海軍, 陳勇, 陳濤 申請人:襄樊宏偉航空器有限責(zé)任公司