儀3的無人機(jī)4。本發(fā)明的自航式下投探空系統(tǒng)中，無人機(jī)4機(jī)身內(nèi)的前部設(shè)有儲(chǔ)氫系統(tǒng)5，中部設(shè)有環(huán)境控制艙6，機(jī)載飛控系統(tǒng)2設(shè)置在機(jī)身后部。環(huán)境控制艙6中設(shè)有一個(gè)燃料電池7，橫向設(shè)有一個(gè)隔離圈8。隔離圈8將環(huán)境控制艙6分隔成前部空氣供給部分和后部氣體排放部分，將燃料電池7分隔前部分和后部分。環(huán)境控制艙6的右側(cè)前部連通一個(gè)氣體增壓器9。氣體增壓器9通過進(jìn)氣管10與帶螺旋槳電機(jī)I的集氣室1-1連接。集氣室1-1的氣體為流經(jīng)電機(jī)并被電機(jī)加熱后的氣體。進(jìn)氣管10上安裝有一個(gè)分氣擋板11。分氣擋板11通過電動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)與機(jī)載飛控系統(tǒng)2的分氣控制機(jī)構(gòu)電路連接。分氣擋板11具有一個(gè)在0° JO0范圍內(nèi)任意角度下的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡。無人機(jī)4右翼前緣設(shè)有一個(gè)充氣口 4-1，充氣口 4-1與分氣擋板11的進(jìn)口連通。分氣擋板11通過電動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)與機(jī)載飛控系統(tǒng)2的分氣控制機(jī)構(gòu)電路連接。轉(zhuǎn)動(dòng)分氣擋板，流經(jīng)進(jìn)氣管10的冷熱空氣比例處于反比變化狀態(tài)。在高空，環(huán)境氣溫和氣壓低，啟動(dòng)增壓器，增加進(jìn)入環(huán)境控制艙6的空氣量，并調(diào)整分氣擋板11改變冷熱空氣流量比例，保障燃料電池工作性能。
[0016]儲(chǔ)氫系統(tǒng)5中的氫氣與燃料電池7的前部分連通。無人機(jī)4機(jī)體于氣體排放部分的左側(cè)設(shè)有一個(gè)出氣口 4-2，燃料電池7的后部分通過出氣口 4-2與大氣溝通，用于排出燃料電池7排出的余氣。燃料電池7作為總電源，通過電導(dǎo)線與無人機(jī)4的各個(gè)用電部分連接并供給其用電。
[0017]如圖2、圖3所示，本發(fā)明自航式下投探空系統(tǒng)中，無人機(jī)4的機(jī)身下腹部設(shè)有八個(gè)探空儀艙12，左右機(jī)翼的下翼面分別各設(shè)有七個(gè)探空儀艙12。每個(gè)探空儀艙12內(nèi)置放有一個(gè)探空儀。探空儀艙12的艙門通過電動(dòng)啟閉機(jī)構(gòu)與機(jī)載飛控系統(tǒng)2的艙門控制機(jī)構(gòu)電路連接。機(jī)載飛控系統(tǒng)根據(jù)飛行前的設(shè)置程序或遙控命令，在不同的時(shí)間和地點(diǎn)分別控制探空儀艙12的艙門打開，釋放艙內(nèi)探空儀。探空儀在自重作用下，下落離開無人機(jī)。對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0018]以上所述實(shí)施例，僅僅是對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自航式下投探空系統(tǒng)，包括安裝有帶螺旋槳電機(jī)(I)、地面控制系統(tǒng)、機(jī)載飛控系統(tǒng)(2)和探空儀(3)的無人機(jī)(4)，其特征在于:所述無人機(jī)(4)機(jī)身內(nèi)的前部設(shè)有儲(chǔ)氫系統(tǒng)(5)，中部設(shè)有環(huán)境控制艙(6)，所述機(jī)載飛控系統(tǒng)(2)設(shè)置在機(jī)身后部，所述環(huán)境控制艙(6)中縱向設(shè)有一個(gè)燃料電池(7)，橫向設(shè)有一個(gè)隔離圈(8)，隔離圈(8)將環(huán)境控制艙(6)分隔成前部空氣供給部分和后部氣體排放部分，將燃料電池(7)分隔成前部分和后部分，所述環(huán)境控制艙(6)的右側(cè)前部處連通一個(gè)氣體增壓器(9)，氣體增壓器(9)通過進(jìn)氣管(10)與帶螺旋槳電機(jī)(I)的集氣室(1-1)連接，所述集氣室(1-1)的氣體為流經(jīng)電機(jī)并被電機(jī)加熱的氣體，所述進(jìn)氣管(10)上安裝有一個(gè)分氣擋板(11)，無人機(jī)(4)右翼前緣設(shè)有一個(gè)充氣口(4-1)，充氣口(4-1)與分氣擋板(11)的進(jìn)口連通，所述儲(chǔ)氫系統(tǒng)(5)的氫氣與燃料電池(7)的氫氣進(jìn)口連通，所述無人機(jī)(4)機(jī)體于氣體排放部分的左側(cè)設(shè)有一個(gè)出氣口( 4-2 )，所述燃料電池(7 )的后部分通過出氣口( 4-2 )與大氣溝通，所述燃料電池(7 )構(gòu)成總電源并通過電導(dǎo)線與無人機(jī)(4)的各個(gè)用電部分連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自航式下投探空系統(tǒng)，其特征在于:所述無人機(jī)(4)的機(jī)身下腹部設(shè)有若干個(gè)探空儀艙(12)，左右機(jī)翼的下翼面分別各設(shè)有若干個(gè)探空儀艙(12)，每個(gè)探空儀艙(12)內(nèi)置放有一個(gè)探空儀，探空儀艙(12)的艙門通過電動(dòng)啟閉機(jī)構(gòu)與機(jī)載飛控系統(tǒng)(2 )的艙門控制機(jī)構(gòu)電路連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自航式下投探空系統(tǒng)，其特征在于:所述分氣擋板(11)通過電動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)與機(jī)載飛控系統(tǒng)(2)的分氣控制機(jī)構(gòu)電路連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自航式下投探空系統(tǒng)，其特征在于:所述分氣擋板(11)具有一個(gè)在0° JO0范圍內(nèi)任意角度下的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自航式下投探空系統(tǒng)，其特征在于:所述分氣擋板(11)轉(zhuǎn)動(dòng)，流經(jīng)進(jìn)氣管(10)進(jìn)入環(huán)境控制艙(6)的冷熱空氣比例處于反比變化狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自航式下投探空系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體增壓器(9)改變工作狀態(tài)，所述環(huán)境控制艙(6)內(nèi)的氣壓值為與氣體增壓器(9)工作狀態(tài)隨動(dòng)的變量值。
【專利摘要】一種自航式下投探空系統(tǒng)，包括安裝有帶螺旋槳電機(jī)、機(jī)載飛控系統(tǒng)和探空儀的無人機(jī)。無人機(jī)機(jī)身內(nèi)前部設(shè)有儲(chǔ)氫系統(tǒng)，中部設(shè)有安裝了燃料電池的環(huán)境控制艙，后部設(shè)機(jī)載飛控系統(tǒng)。本發(fā)明具有下投探空儀與飛行器重量比約1/10的最優(yōu)重量比，升限高。燃料電池作為無人機(jī)能源，航行時(shí)間長。無人機(jī)通過集氣室和增壓器對(duì)空氣進(jìn)行加熱加壓，調(diào)節(jié)環(huán)境控制艙的進(jìn)氣溫度和空氣密度，改善了燃料電池在高空的工作性能，為無人機(jī)提供了保障續(xù)航時(shí)長的足夠功率。自航式下投探空系統(tǒng)機(jī)載若干多個(gè)探空儀，升空一次能準(zhǔn)確的從多個(gè)地點(diǎn)高度在12~20km下投探空儀，探測(cè)大氣垂直剖面的氣象資料。使用本發(fā)明的自航式下投探空系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，性價(jià)比更高。
【IPC分類】B64D27/24, B64D1/02, G01W1/08
【公開號(hào)】CN105000183
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510365833
【發(fā)明人】馬舒慶, 官福順, 趙宇, 張小平
【申請(qǐng)人】中國氣象局氣象探測(cè)中心
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年6月29日...