[实用新型]平流层动力气球

说明书

本实用新型涉及一种平流层动力气球，所述平流层动力气球包括囊体、吊舱、充气型尾翼、推进装置、能量供给装置和矢量推力装置，其中，所述矢量推力装置连接至所述囊体的前端。所述平流层动力气球的前端设置有用于安装所述矢量推力装置的半柔性安装片，所述矢量推力装置包括刚性支承结构、支架和桨叶装置。其中所述刚性支承结构与所述半柔性安装片固定连接，所述支架以可绕X轴旋转的方式连接至所述刚性支承结构，所述桨叶装置以可相对于所述支架绕Z轴旋转的方式连接至所述支架。

技术领域

本实用新型涉及浮空飞行器技术领域，具体地涉及一种平流层动力气球。

背景技术

动力气球作为一种浮空飞行器,主要依靠动力推进系统产生的推力来克服飞行过程中的空气阻力。平流层动力气球在飞行过程中，控制动力气球姿态使其按照预定航迹飞行或机动是十分关键的环节。矢量推力装置的应用对于动力气球实现抗风飞行、长时间驻留等任务有着重大意义。传统动力气球将发动机安装在囊体腹部吊舱的两侧，采用一套倾转机构带动发动机转动产生推力。这种布局方式会出现以下状况：推力加速时动力气球俯仰角增大，倾转机构出现故障的情况下，不利于动力气球安全着陆。另外一种布置方式是在动力气球尾部安装矢量推力装置，这种布局方式的缺点是：在气流分离区，受气流的影响，会降低螺旋桨效率、导致推力输出减小、可能承载交变气动载荷，因此对螺旋桨和矢量推力装置结构的强度产生影响。因此现有技术的动力气球主要用于存在以下技术问题：普通尾翼控制航向精度低，偏航角在±20°以内时，难以精确控制；矢量推力装置安装在尾部，控制响应慢，结构重量大，控制效果十分有限；尾翼多为刚性结构，直接安装在艇体上，翼面加装舵机，结构复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决上述问题之一，该目的通过以下技术方案实现：

本实用新型提出一种平流层动力气球，所述平流层动力气球包括囊体、吊舱、充气型尾翼、推进装置、能量供给装置和矢量推力装置，其中，所述矢量推力装置连接至所述囊体的前端。

优选地，所述平流层动力气球还包括半柔性过渡段，所述半柔性过渡段的前端连接所述囊体，所述半柔性过渡段的后端连接所述充气型尾翼。

进一步优选地，所述充气型尾翼为变截面结构，所述充气型尾翼的前端为与所述囊体的后端相匹配的大致圆形截面，并且所述充气型尾翼沿艇体的中轴线方向或X轴方向以逐渐扁平的大致椭圆形结构渐变，并在所述充气型尾翼的末端呈大致长直型。

根据本实用新型的一种实施方式，所述充气型尾翼的末端呈沿Y轴方向延伸的长直型。

根据本实用新型的另一种实施方式，所述充气型尾翼的末端呈沿Z轴方向延伸的长直型。

优选地，所述充气型尾翼在与所述囊体的连接位置处设置有阻隔装置，所述阻隔装置能够打开使得所述充气型尾翼与所述囊体气体连通，并且所述阻隔装置能够关闭使得所述充气型尾翼封闭于所述囊体从而能够对所述充气型尾翼执行独立的压力控制。

根据本实用新型的优选地实施方式，所述平流层动力气球的前端设置有用于安装所述矢量推力装置的半柔性安装片，所述矢量推力装置包括刚性支承结构、支架和桨叶装置，其中

所述刚性支承结构与所述半柔性安装片固定连接，

所述支架以能够绕X轴旋转的方式连接至所述刚性支承结构，

所述桨叶装置以能够相对于所述支架绕Z轴旋转的方式连接至所述支架。

优选地，所述桨叶装置包括桨叶和整流防护结构，所述整流防护结构设置有整流防护环和桨叶支撑架，所述整流防护环设置成包围所述桨叶，所述桨叶支撑架固定于所述整流防护环的内侧并且与所述桨叶的轮毂连接。

进一步优选地，所述能量供给装置是太阳能电池。

更进一步优选地，所述半柔性过渡段是中部下凹的回转体。