本發(fā)明涉及飛行機(jī)械領(lǐng)域，具體而言，涉及一種浮空器囊體和浮空器。

背景技術(shù)：

浮空器是一種利用氦氣等輕質(zhì)氣體的浮力將不同載荷系統(tǒng)運(yùn)送到臨近空間，實(shí)現(xiàn)對(duì)地觀測、天地通訊、預(yù)警預(yù)測等功能的設(shè)備，其有效的升力全部由特殊材料所制成的浮空器囊體內(nèi)裝載的氦氣等輕質(zhì)氣體來提供。

現(xiàn)有技術(shù)中的浮空器的浮空器囊體分為零壓浮空器囊體和超壓浮空器囊體。超壓浮空器囊體在升空及駐空時(shí)會(huì)受到環(huán)境熱的作用，使得浮空器囊體內(nèi)部的氣壓升高，受限于浮空器囊體本身的耐壓能力，浮空器囊體通常會(huì)將一部分的氣體排出囊外。

例如：浮空器在駐空階段，夜晚時(shí)，囊體所處的環(huán)境溫度大約在零下55℃以下，囊內(nèi)氣體溫度較低，囊體處于零壓狀態(tài)；當(dāng)太陽升起時(shí)，囊體受到太陽直射、地球反射、地球紅外輻射、環(huán)境散射等熱環(huán)境的影響，熱量經(jīng)由浮空器囊體表面?zhèn)鬟f給囊內(nèi)氣體，此時(shí)浮空器囊體整體受熱膨脹，如果浮空器囊體表面材料吸收熱量過多將會(huì)引起囊內(nèi)氣壓過高，為了避免壓力超過浮空器囊體的耐受壓力，浮空器囊體會(huì)打開閥門放氣以降低壓力，使得壓力維持在安全水平。

但是，如浮空器囊體放氣過多，浮空器囊體內(nèi)的氣體總量就會(huì)減少太多，當(dāng)囊體處于夜晚時(shí)氣體的溫度會(huì)下降，若氣體過少則會(huì)由于不能提供足夠的浮力，導(dǎo)致浮空器囊體下降，甚至墜落。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種浮空器囊體和浮空器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中浮空器囊體吸收熱量過多，導(dǎo)致浮空器囊體內(nèi)壓力過大的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種浮空器囊體，包括：內(nèi)囊皮，內(nèi)囊皮的內(nèi)部形成主囊腔；外囊皮，設(shè)置在內(nèi)囊皮的外側(cè)，外囊皮與內(nèi)囊皮之間形成隔熱囊腔。

進(jìn)一步地，隔熱囊腔為多個(gè)，多個(gè)隔熱囊腔設(shè)置在主囊腔的外側(cè)。

進(jìn)一步地，隔熱囊腔為多個(gè)，多個(gè)隔熱囊腔設(shè)置在主囊腔的外側(cè)，外囊皮與內(nèi)囊皮的連接輪廓呈半球型或多邊形；其中外囊皮與內(nèi)囊皮的連接輪廓呈多邊形時(shí)，多個(gè)隔熱囊腔包括多個(gè)五邊形的隔熱囊腔和多個(gè)六邊形的隔熱囊腔，每個(gè)五邊形的隔熱囊腔的5 個(gè)邊分別與5個(gè)六邊形的隔熱囊腔相鄰接，每個(gè)六邊形的隔熱囊腔的3個(gè)互不相鄰的邊分別與3個(gè)五邊形的隔熱囊腔相鄰接，另3個(gè)互不相鄰的邊分別與3個(gè)六邊形的隔熱囊腔相鄰接。

進(jìn)一步地，隔熱囊腔內(nèi)相互間隔地設(shè)置多個(gè)支撐囊腔，支撐囊腔通過支撐囊皮與隔熱囊腔相互隔離，支撐囊皮的一端與內(nèi)囊皮連接，支撐囊皮的另一端與外囊皮連接，支撐囊皮圍成支撐囊腔。

進(jìn)一步地，支撐囊皮的朝向外囊皮的外側(cè)的一段的外表面具有用于反射熱量的第四鍍層。

進(jìn)一步地，支撐囊皮的朝向外囊皮的外側(cè)的一段的內(nèi)表面具有用于阻止熱發(fā)散的第五鍍層。

進(jìn)一步地，浮空器囊體還包括多個(gè)設(shè)置在外囊皮和內(nèi)囊皮之間的支撐件，支撐件的一端與外囊皮連接，另一端與內(nèi)囊皮連接。

進(jìn)一步地，外囊皮的外表面具有用于反射熱量的第一鍍層。

進(jìn)一步地，外囊皮的內(nèi)表面具有用于阻止熱發(fā)散的第二鍍層。

進(jìn)一步地，內(nèi)囊皮的外表面具有用于反射熱量的第三鍍層。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種浮空器，包括本體和浮空器囊體，浮空器囊體為浮空器提供浮力，浮空器囊體為上述的浮空器囊體。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，浮空器囊體包括主囊腔和隔熱囊腔，主囊腔內(nèi)主要填充用于提供浮力的氣體，隔熱囊腔設(shè)置在主囊腔的外側(cè)，用于在主囊腔和外界環(huán)境之間提供隔熱，避免外界的熱量直接傳到到主囊腔內(nèi)并加熱氣體，浮空器囊體內(nèi)的氣體升溫的速度低于現(xiàn)有的浮空器囊體內(nèi)的氣體升溫的速度，即氣體膨脹速度也較慢，浮空器囊體內(nèi)的氣壓較低，因此浮空器囊體可以再更苛刻的情況下保持不放氣，避免浮空器囊體因失氣過多而導(dǎo)致浮力不足，使得浮空器囊體的運(yùn)行更加安全與穩(wěn)定，并且提高浮空器囊體的運(yùn)行周期。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的浮空器囊體的第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的浮空器囊體的第一種實(shí)施例的熱量傳遞示意圖；以及

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的浮空器囊體的第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、內(nèi)囊皮；20、外囊皮；30、支撐囊皮；100、主囊腔；200、隔熱囊腔；300、支撐囊腔；301、第四鍍層；302、第五鍍層。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種浮空器囊體，如圖1至3所示，該浮空器囊體包括：內(nèi)囊皮10，內(nèi)囊皮10的內(nèi)部形成主囊腔100；外囊皮20，設(shè)置在內(nèi)囊皮10的外側(cè)，外囊皮20與內(nèi)囊皮10之間形成隔熱囊腔200。

本發(fā)明的浮空器囊體包括主囊腔100和隔熱囊腔200，主囊腔100內(nèi)主要填充用于提供浮力的氣體，隔熱囊腔200設(shè)置在主囊腔100的外側(cè)，用于在主囊腔100和外界環(huán)境之間提供隔熱，避免外界的熱量直接傳到到主囊腔100內(nèi)并加熱氣體，因此在相同環(huán)境下，本發(fā)明的浮空器囊體內(nèi)的氣體升溫的速度低于現(xiàn)有的浮空器囊體內(nèi)的氣體升溫的速度，即氣體膨脹速度也較慢，浮空器囊體內(nèi)的氣壓較低，因此浮空器囊體可以在更苛刻的情況下保持不放氣，避免浮空器囊體因失氣過多而導(dǎo)致浮力不足，使得浮空器囊體的運(yùn)行更加安全與穩(wěn)定，并且提高浮空器囊體的運(yùn)行周期。

優(yōu)選地，外囊皮20的外表面具有用于反射熱量的第一鍍層。更優(yōu)選地，外囊皮20的外表面具有第一金屬鍍層。例如鋁鍍層、銅鍍層、鉻鍍層或銀鍍層。

第一鍍層用于反射外界傳遞到外囊皮20的外表面的熱量，例如陽光照射、熱輻射、地面反射的熱量以及大氣的熱量。

優(yōu)選地，外囊皮20的內(nèi)表面具有用于阻止熱發(fā)散的第二鍍層。更優(yōu)選地，外囊皮20的內(nèi)表面具有第二金屬鍍層。例如鋁鍍層、銅鍍層、鉻鍍層或銀鍍層。

第二鍍層主要用于降低從外囊皮20朝向隔熱囊腔200發(fā)散的熱量，主要形式為表面升溫以及熱輻射。

優(yōu)選地，內(nèi)囊皮10的外表面具有用于反射熱量的第三鍍層。更優(yōu)選地，內(nèi)囊皮10的外表面具有第三金屬鍍層。例如鋁鍍層、銅鍍層、鉻鍍層或銀鍍層。

第三鍍層主要用于反射傳遞到內(nèi)囊皮10的外表面的熱量，若該部分內(nèi)囊皮10未被隔熱囊腔200覆蓋，則熱量主要來源于外界環(huán)境，例如陽光照射、熱輻射、地面反射的熱量以及大氣的熱量；若該部分內(nèi)囊皮10被隔熱囊腔200覆蓋，則熱量主要來源于隔熱囊腔200內(nèi)，例如外囊皮20的熱輻射以及隔熱囊腔200內(nèi)的對(duì)流熱。

需要指出的是，上述鍍層均不限于金屬鍍層，可以起到相同效果的其他材料均可以作為鍍層的材料，例如泡沫材料、塑料材料、碳材料或陶瓷等。

優(yōu)選地，隔熱囊腔200為多個(gè)，多個(gè)隔熱囊腔200設(shè)置在主囊腔100的外側(cè)。

為了達(dá)到更好的隔熱效果，隔熱囊腔200應(yīng)當(dāng)覆蓋盡量多的主囊腔100的外表面，因此作為本發(fā)明的一種實(shí)施例，設(shè)置多個(gè)隔熱囊腔200可以更完整的覆蓋主囊腔100的外表面，起到更好的隔熱效果。

優(yōu)選地，隔熱囊腔200為多個(gè)，多個(gè)隔熱囊腔200設(shè)置在主囊腔100的外側(cè)，外囊皮20與內(nèi)囊皮10的連接輪廓呈半球型或多邊形；其中外囊皮20與內(nèi)囊皮10的連接輪廓呈多邊形時(shí)，多個(gè)隔熱囊腔200包括多個(gè)五邊形的隔熱囊腔和多個(gè)六邊形的隔熱囊腔，每個(gè)五邊形的隔熱囊腔的5個(gè)邊分別與5個(gè)六邊形的隔熱囊腔相鄰接，每個(gè)六邊形的隔熱囊腔的3個(gè)互不相鄰的邊分別與3個(gè)五邊形的隔熱囊腔相鄰接，另3個(gè)互不相鄰的邊分別與3個(gè)六邊形的隔熱囊腔相鄰接。

如圖1示出的本發(fā)明的浮空器囊體的第一種實(shí)施例，在該實(shí)施例中，多個(gè)呈半球型的隔熱囊腔200設(shè)置在主囊腔100的外表面上，圍成半球型的隔熱囊腔200的外囊皮20與內(nèi)囊皮10的連接輪廓呈圓形，這種半球型的隔熱囊腔200在起到隔熱效果的同時(shí)，制造也較便捷，浮空器囊體的成本較低，具有更好的經(jīng)濟(jì)型。

圖2示出了上述實(shí)施例的熱傳遞效果圖，需要指出的是，該實(shí)施例的浮空器囊體具有第一鍍層、第二鍍層和第三鍍層。如圖2所示，外界的熱量A傳遞到隔熱囊腔200的外表面，第一鍍層的反射率能夠達(dá)到90％，因此大部分熱量被第一鍍層反射，即圖中顯示的熱量B，一小部分熱量穿過第一鍍層和外囊皮20，到達(dá)第二鍍層，第二鍍層的紅外發(fā)射率小于15％，因此熱量C緩慢的傳遞到隔熱囊腔200內(nèi)，這部分熱量到達(dá)內(nèi)囊皮10表面的第三鍍層，第三鍍層與第一鍍層相似，也能反射大部分的熱量，即圖中顯示的熱量D，因此最后進(jìn)入主囊腔100并使氣體升溫的熱量E僅是開始的熱量A的1％以下。

可見，本發(fā)明的浮空器囊體的隔熱效果好于現(xiàn)有的單鍍層結(jié)構(gòu)的浮空器囊體。

作為圖1中實(shí)施例的一個(gè)變形，為了更多的覆蓋主囊腔100的外表面，因此多個(gè)隔熱囊腔200包括多個(gè)五邊形的隔熱囊腔和多個(gè)六邊形的隔熱囊腔，其中每個(gè)五邊形的隔熱囊腔的五個(gè)邊分別與五個(gè)六邊形的隔熱囊腔相鄰接，而每個(gè)六邊形的隔熱囊腔的三個(gè)不相鄰的邊分別與三個(gè)五邊形的隔熱囊腔相鄰接，另三個(gè)不相鄰的邊分別與三個(gè)六邊形的隔熱囊腔相鄰接。這種結(jié)構(gòu)的外囊皮20圍成的形狀更接近球形，因此能夠與球形的主囊腔100更好的配合。

其中五邊形的隔熱囊腔的朝向外界的表面的形狀為五邊形，而六邊形的隔熱囊腔的朝向外界的表面的形狀為六邊形，即浮空器囊體的外表面為由多個(gè)五邊形和多個(gè)六邊形構(gòu)成的球面。

在一種優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)隔熱囊腔200包括12個(gè)五邊形的隔熱囊腔和20個(gè)六邊形的隔熱囊腔。該實(shí)施例的多個(gè)隔熱囊腔200圍成的形狀可以參考足球的形狀。

如圖3所示的優(yōu)選實(shí)施例，隔熱囊腔200內(nèi)相互間隔地設(shè)置多個(gè)支撐囊腔300，支撐囊腔300通過支撐囊皮30與隔熱囊腔200相互隔離，支撐囊皮30的一端與內(nèi)囊皮10連接，支撐囊皮30的另一端與外囊皮20連接，支撐囊皮30圍成支撐囊腔300。

圖3為上述實(shí)施例的浮空器囊體的中剖圖，如圖所示，隔熱囊腔200為一整體的腔體，支撐囊腔300用于維持隔熱囊腔200的形狀，這種結(jié)構(gòu)相比第一種實(shí)施例的造價(jià)更高，但隔熱效果更好，并且在內(nèi)囊皮10上進(jìn)行的連接更少，即縫合或粘接外囊皮20的面積更小。

在一些更優(yōu)選實(shí)施例中，支撐囊皮30的朝向外囊皮20的外側(cè)的一段的外表面具有用于反射熱量的第四鍍層301。第四鍍層301的作用相當(dāng)于外囊皮20外表面的第一鍍層。第四鍍層301為第四金屬鍍層，例如鋁鍍層、銅鍍層、鉻鍍層或銀鍍層。

支撐囊皮30的朝向外囊皮20的外側(cè)的一段的內(nèi)表面具有用于阻止熱發(fā)散的第五鍍層302。第五鍍層302的作用相當(dāng)于外囊皮20內(nèi)表面的第二鍍層。第五鍍層302為第五金屬鍍層。例如鋁鍍層、銅鍍層、鉻鍍層或銀鍍層。

此外，為了支撐隔熱囊腔200，支撐囊腔300內(nèi)的其他壓力大于隔熱囊腔200，因此支撐囊皮30擁有更好的承壓能力。

優(yōu)選地，在一個(gè)未在附圖中示出的第四實(shí)施例中，浮空器囊體還包括多個(gè)設(shè)置在外囊皮20和內(nèi)囊皮10之間的支撐件，支撐件的一端與外囊皮20連接，另一端與內(nèi)囊皮10連接。其中優(yōu)選地，隔熱囊腔200為一整體。

支撐件可以為吊繩，即采用類似自行車車輪中車條支撐輪轂的結(jié)構(gòu)來維持隔熱囊腔200的形狀；支撐件還可以為支架，支架的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，但重量更重。

需要指出的是，隔熱囊腔200內(nèi)可以填充與主囊腔100內(nèi)一樣的輕質(zhì)氣體，或者也可以填充空氣、氮?dú)獾雀阋说臍怏w。優(yōu)選地，相比主囊腔100內(nèi)的氣體，隔熱囊腔200內(nèi)的氣體為具有較低的熱膨脹率的氣體。

本發(fā)明還提供了一種浮空器，包括本體和浮空器囊體，浮空器囊體為浮空器提供浮力，浮空器囊體為上述的浮空器囊體。

由于采用了本發(fā)明的浮空器囊體，該浮空器囊體在相同溫度下膨脹率更小，因此浮空器囊體可以不放氣或少放氣，維持浮空器囊體內(nèi)氣體的總量，這樣不僅能夠提高浮空器囊體的穩(wěn)定性與安全性，還可以提高浮空器囊體的有效工作時(shí)間，即提高浮空器的有效滯空時(shí)間。

由于上述浮空器具有長滯空時(shí)間和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，適合作為臨近空間飛行器。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。