[发明专利]适用于临近空间的浮空器及其调控方法

权利要求书

1.一种适用于临近空间的浮空器，其特征在于：它包括从上往下依次设置的浮空主体、载荷舱和配重舱；浮空主体浮力可调，配重舱内装有压舱物、配重舱上设有卸料口和可开闭的舱门，载荷舱内设有控制舱门开闭的控制装置；所述浮空主体包括平衡球和套于平衡球外的动力球，平衡球的浮力不大于载荷舱与配重舱的重力之和，平衡球的临界体积大于动力球的临界体积；

所述控制装置包括电源、传感器和控制器，载荷舱或配重舱内设有执行舱门开闭的执行元件；电源用于向回路供电，传感器和执行元件分别与控制器相连，传感器用于判定浮空器当前状态，控制器用于根据传感器判定的浮空器状态控制执行元件工作以控制舱门的开闭；所述配重舱有相互独立工作的多个，各配重舱从上往下成串布置于载荷舱底面中心，或各配重舱并列均布于载荷舱的底面，或各配重舱串成多组后并列布置于载荷舱底面，所述执行元件与配重舱一一对应布置，每一执行元件用于控制对应位置处配重舱上舱门的开闭；

浮空器的调控方法包括以下步骤：

步骤一、放飞气象气球，测定零风层内水平风的主流风向，并测定主流风向发生改变的界限高度面；

步骤二、根据步骤一中所得数据在控制器内设定浮空器需要驻留的预定区域，预定区域位于零风层内界限高度面以下，预定区域为圆柱型区域，其半径为最远水平距离，其底面为零风层最小高度面、顶面为界限高度面；

步骤三、放飞后浮空器上浮至动力球爆炸，爆炸后浮空器回落，利用传感器确定浮空器是否到达预定区域；回落至预定区域后控制配重舱卸载，降低自重，卸载至竖向加速度为零后停止卸载，在空气阻力的作用下浮空器速度渐变为零，实现驻留；

步骤四、驻留后，在零风层当前风力作用下，浮空器水平漂移，利用传感器确定浮空器的水平位移，当水平位移过大，控制器控制配重舱释放压舱物，使浮空器上浮至零风层中界限高度面以上区域，在水平方向由于反向风作用浮空器回漂，在高度方向由于空气阻力的作用浮空器实现驻留。

2.根据权利要求1所述的适用于临近空间的浮空器，其特征在于：所述配重舱为底部设有出液口的封闭筒；所述执行元件为设置于出口处的电磁阀。

3.根据权利要求1所述的适用于临近空间的浮空器，其特征在于：所述配重舱包括底部开口的圆筒和设置于开口处的筒盖，筒盖的一端铰接于圆筒上、非铰接端设有弹簧，弹簧的另一端通过系绳与圆筒的内壁相连，弹簧处于拉伸状态；所述执行元件为能够熔断系绳的热熔丝。

4.根据权利要求1所述的适用于临近空间的浮空器，其特征在于：所述配重舱包括连为一体的上壳和底盖，上壳与底盖的拼接处设有爆破点，所述执行元件为设置于爆破点处的电雷管。

5.根据权利要求1所述的适用于临近空间的浮空器，其特征在于：所述载荷舱的舱体内壁设有保温层，舱体外设有回收伞。