[发明专利]蒸汽浮力飞艇

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞艇，尤其是航空蒸汽飞艇。

背景技术

飞艇是一种轻于空气的航空器，它与气球最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装置。飞艇由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成。艇体的气囊内充以密度比空气小的浮升气体（氢气或氦气）借以产生浮力使飞艇升空。吊舱供人员乘坐和装载货物。尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。

发明内容

目前多数是用氢气和氦气做为浮力气体：氢气安全性能不好；氦气产量太低，价格昂贵。

专利申请号为200710170982.9的申请案中，提供了一种用蒸汽做浮力气体的方案，能大幅度降低气体成本，并解决安全性问题，但其实施方案中，采用100度的水蒸汽温度过低，容易液化，造成浮力不稳定；采用150度高温蒸汽对于材料要求比较高，实施不易；另外在内部设置恒温器，也不方便操作。

发明内容

本发明提供一种实施性能稳定，易于实施的蒸汽浮力飞艇。

一种蒸汽浮力飞艇，由气囊型艇体、水蒸汽、推进装置组成，其特征在于水蒸汽为105～145摄氏度过热蒸汽，吊舱内有加热器、散热器、存水箱，气囊由多个竖直方向的小气囊组成，气囊外有多层网格式充气包保温层，气囊底部与外界通过气门连通，底部有液气分离器回收蒸汽散热时液化的水，存水箱接入加热器，生产的蒸汽通过管道从气囊顶部输入，散热器有气管连接气囊顶部和底部，散热器的散热端采用风冷，散热器的冷却水接入存水箱，推进装置设置在飞艇下部或者尾部，吊舱位于飞艇气囊的下部。

这样产生的效果有：1，吊舱位于下部飞艇的重心比较低，性能稳定；2，水蒸汽温度合适，不至于液化太快影响稳定，也不过高对材料要求高，并且与大气温度差过大加快散热而增加能耗；3，水损失小利于长时运行，通过水、蒸汽互相变换而改变浮力，达到上升下降；4，加热器外置，能使用燃料实现大功率加热。

附图说明

附图为蒸汽浮力飞艇的截面图。

其中：1，网格式充气包保温层；2，吊舱；3，散热器；4，存水箱；5，加热器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明,气囊外面的网格式充气包保温层1充气后，可以对气囊起保温作用，吊舱2内设置加热器5、散热器3、存水箱4，对水与蒸汽的相互转化的数量进行控制，这样就可以对飞艇的浮力进行控制，从而实现飞艇漂浮，再在推进装置驱动下可以飞行。

优选方案一，从表1可以看出，温度对气体密度影响不是太大，所以优选方案中过热蒸汽温度为108～134摄氏度。

表1  过热气体的温度、压力与密度

优选方案二，在平流层底部的气压接近0.3标准气压下，空气密度大约为0.43，表2从可以查到0.3标准气压下蒸汽密度为0.191，这样密度差为0.23kg/m3,如果追求平流层飞行，需要将总负荷密度设定在0.23 kg/m3以内。

优选方案三，对于空气的隔热性能比较好，为杜绝对流发生，需要在气囊外设置网格式充气包保温层，可以用30-60g/m2的气密性比较好的飞艇布制作充气包，网格式充气包保温层层数为5-8层，厚度0.5～2米之间。

优选方案四，由于需要封闭水蒸汽，直径10米以下飞艇气囊内层可以采用0.1～0.3mm厚的铝箔制作气囊，直径20米以上也可以用0.3～0.5mm厚的201或者304制作，这样气密性能好，而且利于水回收，延长滞空时间。

表2  低压下蒸汽沸点及密度

优选方案五，推进装置采用电控制，吊舱内设置发电机。 

优选方案六，为降低运行费用，发电机采用天然气发电机，加热器也采用天然气加热，发电机的散热装置可以与加热器结合。

优选方案七，如果能在平流层飞行，那么不受天气限制，只受时间限制，那么可以采用太阳能加热蒸汽，或太阳能光伏发电驱动，或太阳能热转化机械能、电能驱动。

优选方案八，如果追求大型化，可以采用核供热和发电驱动