[发明专利]一种非保形上升飞艇地面束缚放飞方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞艇领域，特别涉及一种非保形上升飞艇地面束缚放飞方法。

背景技术

由于平流层飞艇的体积巨大，在放飞时，在地面风的作用下，会形成风载，严重的会影响到飞艇安全。如何降低风载是平流层飞艇安全放飞的关键。平流层飞艇囊体主要有流线型和单囊/多囊组合球形两种形式。流线型飞艇一般为了保形，其囊体采用浮升气囊+空气囊组合方式，并通过压力控制进行浮力的调节，囊体的外廓形状不变，相应的升空方式以保形为主，以充分发挥流线低阻优势。单囊/多囊组合飞艇的浮升囊体的形状为球体，它强调囊体材料的利用率和强度的有效发挥，对升空过程的流线低阻性的要求不高，因此，一般采用非保形的升空方式。流线型飞艇在地面放飞时，可通过调整方位，利用流线型来降低风载，而球形囊体由于对称的特点，各个方向的风载是一样的，降低球形囊体风载需另辟蹊径。

飞艇的升空/驻空是通过净浮力来实现的，其浮升气体一般是在囊体地面放飞前就已充好。充气量主要考虑了平台及有效载荷的总重与囊体在工作高度所能提供浮力的浮重平衡。其中，平台及有效载荷的质量不变，而浮力在升空过程中，随着囊体体积和环境大气密度的变化而变化。对于单囊/多囊组合的平流层飞艇来说，考虑到大气密度和大气压力变化对浮力和体积膨胀量的综合作用，在满足平流层工作高度浮重平衡条件下，即使浮升气体留有过充量，在地面放飞时，实际充气囊体蒙皮部分所占整个囊体较小，这样，放飞过程中囊体一般呈非保形形态。

随着飞艇升空过程高度的上升，环境大气压逐渐降低。在平流层底部(平流层飞艇工作高度)，大气压仅为地面的1/18，考虑到囊体内外气体压差对囊体的膨胀作用，在地面充入囊体内的浮升气体仅占整个囊体的一小部分。同时，为了弥补因空气密度降低(平流层飞行高度的大气密度仅为地面的1/14)而损失的浮力，工作于平流层环境的飞艇囊体的尺寸较大。从目前的单囊/多囊组合平流层飞艇的实际产品看，单个囊体的直径至少为数十米，蒙皮面积达数千平米。所以，对于采用非保形升空的单囊/多囊组合平流层飞艇来说，在地面高度，会有无须充气的较大囊体蒙皮面积处于自由状态。飞艇放飞前，一般囊体是通过拉绳锚固在放飞平台(或地面)上，在地面风的作用下，若不对囊体呈自由状态(非充气)蒙皮的形状进行约束控制，有可能形成较大面积风帆，给飞艇的放飞带来了安全隐患。通过计算，地面风力达到3级以上时，囊体的风载将是非常巨大的，而放飞试验场一般很少有持续2个小时以上不出现3级以上地面风的情况。若不解决非保形上升过程中可能出现的风帆效应，将会影响飞艇安全放飞的可靠度。

发明内容

本发明的目的在于克服单囊/多囊组合平流层飞艇非保形放飞前在地面可能产生的风帆效应，从而提供一种能够有效降低飞艇囊体风阻的非保形上升飞艇地面束缚放飞方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种非保形上升飞艇地面束缚放飞方法，包括：

通过粘扣式捆扎带，将飞艇的囊体按平流层环境的浮重平衡要求及裕量所需的囊体容积隔离出充气和不充气两部分，囊体不充气部分成束状。

上述技术方案中，该方法具体包括以下步骤：

步骤1)、将已装好拉网的囊体纵向展开，然后依顺序逐瓣展开囊瓣、整理纵向承力带；

步骤2)、计算囊体的地面充气量，然后按囊体地面充气量设计的捆扎部位将捆扎带环绕在囊体的纬向上；接着按设计标记可靠连接捆扎带上的搭扣，形成约束；

步骤3)、通过充气管向安装在囊体上部的充气腔充气；在囊体提升过程中，采用专人控制捆扎带中的解锁牵拉绳的释放长度，要求留有余量，并且避免与各种逐渐展开的绳索发生干涉；充好气的囊体，根据具体型号设计，完成放飞前的各种浮力转移；

步骤4)、在放飞场，按放飞程序口令，由专人通过解锁牵拉绳拉开捆扎带的搭扣，囊体成束部分展开；拉开搭扣后，尽快实施放飞操作，以缩短展开囊体风帆效应的影响；

步骤5)、飞艇起飞后，捆扎带收卷。

上述技术方案中，在步骤2)中，采用捆扎带捆扎囊体时，要求捆扎带均布在折叠的囊瓣周向上，并且不能与纵向承力带缠绕。

上述技术方案中，所述捆扎带包括：粘扣环带、解锁牵拉绳、胶带；其中，粘扣环带由环带及缝合在其上的粘接扣带组成；解锁牵拉绳用于地面人员撕开捆扎在囊体上的粘接扣带；胶带主要用于将粘扣环带不需要粘接的部位隔离。

上述技术方案中，所述粘扣环带一端的表面上缝合有表面有细小钩子的钩面粘扣带，其另一端的表面上缝合有表面有毛圈的毛面粘扣带；当粘扣环带捆扎囊体时，所述钩面粘扣带与毛面粘扣带扣合。