[发明专利]一种高空飞艇通用的充气式多级防撞减震结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种高空飞艇通用的充气式多级防撞减震结构。属于浮升飞艇应用领域。

背景技术

临近空间飞行器，如平流层飞艇、高空气球等，在信息获取和传输、资源勘测、情报侦察、通信中继、气候观测等诸多领域有很高的应用价值，并以驻留空时间长、使用消费比低等特点已成为世界各国研究的热点。近年来，包括美国、日本、英国和俄罗斯在内的很多国家对临近空间飞艇进行了深入研究，并实施了一系列研究计划，取得了很大进展。临近空间飞艇作为高空平台，飞行任务包括放飞和回收、定点悬停、巡航等。其中在回收阶段的最后着陆过程中很难做到零速度着陆，且由于飞艇的重量都很大，如果直接着陆对飞艇将产生很大的冲击载荷，进而破坏飞艇及其有效载荷，造成很大的损失。目前，飞艇着陆还没有一个完善且成熟的专业着陆结构。暂时采用的不成熟方法，一种是在吊舱底部安装如飞机似的滑行式着陆系统，一种是在吊舱底部按装一个安全气垫或者安装很厚的减震泡沫塑料。以上方式都有很致命的缺点。采用飞机式的滑行着陆系统一方面将会增加很大的重量，对提高飞艇的有效载荷造成很大的影响，另一方面其造价高昂及维护复杂，再有就是飞艇着陆场所一般选在沙漠或者草原没有理想的跑道容易造成侧翻等事故。由于临近空间飞艇一般很大且重，故着陆产生的冲击载荷将会非常巨大，这对气垫的设计要求将会非常高，而减震泡沫也会设计得很厚，这将增大飞艇发射和滞空时的阻力。气垫和减震泡沫都不能有效对飞艇水平方向进行防撞减震。

本发明研究了一种高空飞艇通用的充气式多级防撞减震结构。它具有可收放、质量轻、防撞减震性能好、操作简单，经济性好等特点且可以有效地保证有效载荷的安全性。

发明内容

本发明要解决的问题是：提供一种高空飞艇通用的充气式多级防撞减震结构解决临近空间飞行器在回收着陆过程中的防撞减震问题，且实现了操作简单、可收放、质量轻和经济性好的目标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高空飞艇通用的充气式多级防撞减震结构由有效载荷模拟舱、摩擦阻力板、底部防撞减震气囊、侧向防撞减震气囊和主气囊组成。它们的位置关系是：摩擦阻力板呈顶部敞开箱式并将整个结构囊括其中，底部防撞减震气囊位于箱底，侧向防撞减震气囊位于箱四周，主气囊置于箱中部包围着有效载荷模拟舱并与箱四周的侧向防撞减震气囊和箱底的底部防撞减震气囊接触。

所述的摩擦阻力板呈顶部敞开箱式结构，为软式带毛刷的特种橡胶板，这种橡胶具有摩擦系数大，耐摩擦性能好的特点。摩擦阻力板在整个着陆过程中通过与大地的摩擦减小着陆载荷水平方向的速度并起到保护内部气囊的作用。

所述底部防撞减震气囊包括一级防撞减震子气囊、次级防撞减震子气囊、三级防撞减震子气囊。其中各级防撞减震子气囊之间的气体是不连通的且承载临界压力逐级增加并安装有限压阀（9），当着陆时冲击载荷使某级子气囊中气压超过临界压力时，该级子气囊可通过限压阀（9）放气，将冲击能量释放掉。所述侧向防撞减震气囊用于载荷舱侧向与地面障碍物碰撞时的防撞减震。侧向防撞减震气囊同样安装有限压阀（9），当承载压力过大时可通过限压阀（9）放气释放撞击能量，可有效的起到缓冲作用。

所述主气囊围绕着有效载荷模拟舱布置，有效载荷模拟舱该处用来等效飞艇着陆载荷，实际使用时为飞艇吊舱。在整个着陆过程中起到缓冲作用，当冲击载荷过大时可以通过限压阀（9）放气释放撞击能量。

其中，有效载荷模拟舱尺寸为：长3米、宽1.6米、高1.8米。

其中，主气囊尺寸为：长4米、宽2.4米、高2.4米，底部厚度1米，侧边厚度0.5米。

其中，底部防撞减震气囊整体尺寸为：长5.6米、宽4米、高1.4米；其中一级防撞减震子气囊直径0.8米、次级防撞减震子气囊0.4米、三级防撞减震子气囊0.2米；

其中，侧向防撞减震气囊整体尺寸为：长5.6米、宽4米、高2.4米；其子气囊直径0.8米，布置在主气囊四周。