專利名稱：一種串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明應(yīng)用于高空偵查、監(jiān)視、通訊和武器檢測等領(lǐng)域，具體是指一種串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
系留球是一種將飛艇在系留繩的牽引作用下實(shí)現(xiàn)空中穩(wěn)定漂浮的空中載體，被廣泛應(yīng)用于軍事、科學(xué)、商業(yè)等領(lǐng)域，其中軍事領(lǐng)域的系留球根據(jù)其上所載傳感器不同主要應(yīng)用于偵查、監(jiān)視、通訊和武器檢測等用途。其主要由飛艇、設(shè)備艙、系留繩組成。工作原理如下飛艇內(nèi)部充有輕比重氣體(一般為氦氣)，由于密度低于空氣，飛艇會在浮力的作用下上升，同時由于風(fēng)的存在，這樣在浮力、牽引力、重力的綜合作用下，系留球?qū)崿F(xiàn)高空靜漂浮，從而可以利用高空優(yōu)勢進(jìn)行通訊、偵查、監(jiān)視等任務(wù)，與其他飛行載體相比，系留球空中載體具有成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。但是，現(xiàn)有的系留球高空載體的電力供應(yīng)是通過系留繩內(nèi)置電纜由地面?zhèn)鬏斏先サ?，?dāng)系留球滯空高度較高時，較長的電纜無疑會增加飛艇的載荷，從而減小飛艇的有效載荷；同時，由于系留球所載設(shè)備用電要依賴于地面供應(yīng)，因此必須與發(fā)電車配對使用，帶來極大麻煩，較長的電纜還會造成較大的電能損失。在高空條件下，受地面干擾較少，氣流場較穩(wěn)定，而且與地面相比較，風(fēng)速也相對較高，是一種較為優(yōu)質(zhì)的風(fēng)能資源。近些年隨著新能源技術(shù)的不斷進(jìn)步，風(fēng)能利用技術(shù)得到了較大的發(fā)展，不僅風(fēng)能的利用率得到了較大提高，而且采用新材料的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備不僅重量輕，而且安全性也得到了較大的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)利用高空風(fēng)能資源實(shí)現(xiàn)系留球的電力自供給。針對目前系留球使用麻煩、成本較高的不足，提供了一種利用浮空器將風(fēng)力發(fā)電機(jī)提升到一定高度，實(shí)現(xiàn)利用此高度風(fēng)能資源實(shí)現(xiàn)系留球能源的自供給目的。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置，包括至少兩個串聯(lián)連接的系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置，所述系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)的組成包括飛艇、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、設(shè)備艙、系留繩和串列索。所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和設(shè)備艙設(shè)置在飛艇上，飛艇通過系留繩進(jìn)行固定和高度調(diào)節(jié)，多個飛艇之間通過串列索進(jìn)行連接。其中飛艇由支撐骨架和蒙皮組成，其中支撐骨架是一種剛性桿，其作用是維持飛艇的形狀與支撐負(fù)載，所述的蒙皮包覆在支撐骨架的外側(cè)。設(shè)備艙設(shè)置的飛艇的下方，每個飛艇由串列索連成串列式結(jié)構(gòu)。多個飛艇首尾通過串列索連接，形成串列式系留球結(jié)構(gòu)。飛艇依靠浮力作為運(yùn)載平臺，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和設(shè)備艙被安裝在該平臺之上，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所發(fā)電能為設(shè)備艙內(nèi)用電系統(tǒng)提供電能，通過系留繩的牽引，系留球可以穩(wěn)定在一定高度，并且實(shí)現(xiàn)能源的自供給。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、由于系留球上設(shè)備艙所載用電裝置的電力由風(fēng)力發(fā)電設(shè)備提供，不依賴地面電源，因此使得系留球的使用操作更為簡單、安全；2、本發(fā)明由多個系留球單元串列組成，增加了系留球的穩(wěn)定性；3、本發(fā)明由多個系留球單元串列組成，增加了發(fā)電機(jī)數(shù)目，可以產(chǎn)生更多的電能滿足更大的用電載荷。


圖1為本發(fā)明的串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中的飛艇的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中的風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置，所述的串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置包括至少兩個系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置，每個系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置整體結(jié)構(gòu)的組成如圖1所示，包括飛艇1、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備2、設(shè)備艙3、系留繩4和串列索5。所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備2和設(shè)備艙3設(shè)置在飛艇1上，飛艇1通過系留繩4進(jìn)行固定和高度調(diào)節(jié)，多個飛艇1 之間通過串列索5進(jìn)行連接。其中飛艇1，如圖2，由支撐骨架6和蒙皮7組成，其中支撐骨架6是一種剛性桿，其作用是維持飛艇1的形狀與支撐負(fù)載，所述的蒙皮7包覆在支撐骨架 6的外側(cè)，蒙皮7的材料可以選取為TPU、PVC、PE等。設(shè)備艙3設(shè)置的飛艇1的下方，每個飛艇1由串列索5連成串列式結(jié)構(gòu)。如圖1所示，多個飛艇1首尾通過串列索5連接，形成串列式系留球結(jié)構(gòu)。所述的系留繩4 一端連接在支撐骨架6的頭部，另一端連接在地面固定裝置上，實(shí)現(xiàn)對系留球的固定和高度調(diào)節(jié)。所述的串列索5的兩端分別連接在相鄰的兩個系留球的支撐骨架6的頭部和尾部，串列索5優(yōu)選為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的金屬材料，與支撐骨架6之間的固定方式是鉸接。所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備2，如圖3所示，由風(fēng)力機(jī)葉片8和發(fā)電機(jī)9組成，其中風(fēng)力機(jī)葉片8連接在發(fā)電機(jī)9上，并可以繞發(fā)電機(jī)9上的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)9固定在飛艇1的支撐骨架6上。所述的風(fēng)力機(jī)葉片8將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并將機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)9，發(fā)電機(jī)9 將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能傳輸?shù)皆O(shè)備艙3。設(shè)備艙3內(nèi)安裝有整流器和蓄電池以及目的傳感器，整流器的作用是將風(fēng)力發(fā)電機(jī)9所產(chǎn)生的電能經(jīng)過整流使之成為用電設(shè)備所使用的電能，多余的電能存儲于蓄電池內(nèi)。使用時，將風(fēng)力發(fā)電設(shè)備2的發(fā)電機(jī)9通過螺栓緊固于飛艇1支撐骨架6的尾部， 向飛艇1內(nèi)充入低密度氣體氦氣，飛艇1會在浮力的作用下帶著發(fā)電設(shè)備2共同上升，利用飛艇1將風(fēng)力發(fā)電設(shè)備2載到一定高度，實(shí)現(xiàn)利用高空風(fēng)能將所獲得的電能傳輸給設(shè)備艙3 以實(shí)現(xiàn)系留球電能自給，無需地面供應(yīng)。在系留繩4的作用下，飛艇1達(dá)到浮力、拉力以及風(fēng)的阻力的平衡，從而穩(wěn)定在一定高度，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電。設(shè)備艙3用于安裝相應(yīng)的設(shè)備。當(dāng)需要調(diào)整飛艇1高度或者位置時，收放或牽引系留繩4即可。
權(quán)利要求
1.一種串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于包括至少兩個串聯(lián)連接的系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置，所述系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)的組成包括飛艇(1)、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備O)、設(shè)備艙(3)、系留繩⑷和串列索(5)；所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備(2)和設(shè)備艙(3)設(shè)置在飛艇(1)上，飛艇(1)通過系留繩(4)進(jìn)行固定和高度調(diào)節(jié)，多個飛艇(1)之間通過串列索(5)進(jìn)行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于其中飛艇(1) 由支撐骨架(6)和蒙皮(7)組成，其中支撐骨架(6)是一種剛性桿，其作用是維持飛艇⑴ 的形狀與支撐負(fù)載，所述的蒙皮(7)包覆在支撐骨架(6)的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述的系留繩 (4) 一端連接在支撐骨架(6)的頭部，另一端連接在地面固定裝置上，實(shí)現(xiàn)對系留球的固定和高度調(diào)節(jié)；所述的串列索(5)的兩端分別連接在相鄰的兩個系留球的支撐骨架(6)的頭部和尾部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備⑵由風(fēng)力機(jī)葉片⑶和發(fā)電機(jī)(9)組成，其中風(fēng)力機(jī)葉片⑶連接在發(fā)電機(jī)(9) 上，并可以繞發(fā)電機(jī)(9)上的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；發(fā)電機(jī)(9)固定在飛艇(1)的支撐骨架(6)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種串列式系留球載風(fēng)力發(fā)電裝置，包括飛艇、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、設(shè)備艙、系留繩和串列索。所述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和設(shè)備艙設(shè)置在飛艇上，飛艇通過系留繩進(jìn)行固定和高度調(diào)節(jié)，多個飛艇之間通過串列索進(jìn)行連接。飛艇依靠浮力作為運(yùn)載平臺，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和設(shè)備艙被安裝在該平臺之上，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所發(fā)電能為設(shè)備艙內(nèi)用電系統(tǒng)提供電能，通過系留繩的牽引，系留球可以穩(wěn)定在一定高度，并且實(shí)現(xiàn)能源的自供給。由于系留球上設(shè)備艙所載用電裝置的電力由風(fēng)力發(fā)電設(shè)備提供，不依賴地面電源，因此使得系留球的使用操作更為簡單、安全；多個系留球單元串列，增加了系留球的穩(wěn)定性和發(fā)電機(jī)數(shù)目，可以產(chǎn)生更多的電能滿足更大的用電載荷。
文檔編號F03D5/00GK102562444SQ20121005874
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者劉振臣, 劉沛清, 屈秋林, 田云, 郭昊 申請人:北京航空航天大學(xué)