一種新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇，保持了傳統(tǒng)飛艇的優(yōu)點(diǎn)，又克服了飛艇對(duì)氦氣的依賴(lài)。使用高溫250-350攝氏度的高溫?zé)峥諝庾鳛轱w艇的填充氣體，由于高溫?zé)峥諝獾拿芏冗h(yuǎn)小于空氣密度，因此高溫?zé)釟怙w艇能和氦氣飛艇一樣的起飛和飛行。同時(shí)，熱空氣廉價(jià)，獲取容易，因此大大降低飛艇使用成本，適應(yīng)性強(qiáng)；高溫?zé)峥諝獗葌鹘y(tǒng)熱氣飛艇的熱空氣溫度高得多，因而在相同體積下，飛艇具有更大升力，提高了熱氣飛艇的實(shí)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇，屬于航空工業(yè)和【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]飛艇是一種古老而成熟的飛行器，其歷史比飛機(jī)、直升機(jī)更加悠久。與飛機(jī)、直升機(jī)相比，飛艇具有很多優(yōu)點(diǎn)，如:1.起飛方便、適應(yīng)性強(qiáng)，無(wú)需專(zhuān)門(mén)修建機(jī)場(chǎng)和道路，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸；2.飛行經(jīng)濟(jì)，所需動(dòng)力小，運(yùn)輸相同重量的貨物，只需消耗飛機(jī)1/5的能源或直升機(jī)1/15的能源，是綠色飛行器；3.安全性好，飛艇不是依靠動(dòng)力升空，而是依靠巨大的氣囊填充輕氣體，產(chǎn)生浮力升空的，因此即使失去動(dòng)力，也不會(huì)發(fā)生事故。傳統(tǒng)飛艇已經(jīng)誕生了一百多年，沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)性的技術(shù)革新和進(jìn)步，實(shí)際上，目前飛艇的技術(shù)在20世紀(jì)20年代就已經(jīng)成熟。
[0003]目前的飛艇主要采用氦氣作為填充氣體，無(wú)論是硬式飛艇(有固定的外殼結(jié)構(gòu)維持外形)、半硬式飛艇(有部分骨架)，還是軟式飛艇(外層為織物材料制造，無(wú)固定的外殼結(jié)構(gòu)，靠?jī)?nèi)部氣壓維持外形)，目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的主要飛艇都是用氦氣作為填充氣體，如:美國(guó)的固特異飛艇、英國(guó)的天貓飛艇、德國(guó)的齊柏林飛艇(硬式)、我國(guó)北京華教飛艇公司的華教系列飛艇、上海達(dá)天飛艇公司的達(dá)天系列飛艇、特種飛行器研究所研制的浮空系列飛艇，都是采用氦氣填充主氣囊獲得升力，通過(guò)往副氣囊中注入或抽取空氣調(diào)節(jié)主氣囊氣壓，以控制飛艇的上升或下降。但由于氦氣價(jià)格昂貴、產(chǎn)量稀少，且運(yùn)輸、儲(chǔ)藏困難，使用成本極高，還需要大量的地面設(shè)備用于保障飛艇氦氣的供應(yīng)和提純，因此造成目前飛艇的購(gòu)買(mǎi)成本和使用成本都很高，而且受到氦氣供應(yīng)和提純的限制而適應(yīng)性差、可維護(hù)性差，使飛艇這種優(yōu)秀的飛行器難以大量生產(chǎn)和推廣，很多需要飛艇的領(lǐng)域只能望而卻步，飛艇的巨大優(yōu)勢(shì)得不到發(fā)揮，無(wú)法像飛機(jī) 、直升機(jī)一樣成為一種為人類(lèi)廣泛使用的飛行器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有飛艇對(duì)氦氣依賴(lài)的問(wèn)題，本發(fā)明使用高溫?zé)峥諝馓娲鈱?shí)現(xiàn)飛艇的浮空和飛行，在保持傳統(tǒng)飛艇優(yōu)點(diǎn)(運(yùn)輸方便、能耗少、安全等)的前提下，解除了飛艇對(duì)氦氣的依賴(lài)。
[0005]本發(fā)明所述的新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇，其特征在于，在飛艇使用高溫?zé)峥諝庾鳛闅饽姨畛錃怏w，工作溫度在250-350攝氏度，甚至更高。在常溫常壓下，空氣密度為1.29kg/m3,根據(jù)熱力學(xué)原理,在300攝氏度下，空氣密度約為0.61 kg/m3,因此,如果飛艇300攝氏度的高溫?zé)峥諝馓畛錃饽遥敲疵苛⒎矫讱饽胰莘e將產(chǎn)生約0.68千克浮力，這雖然比氦氣所產(chǎn)生的浮力(1.29-0.17=1.12千克)要小，但比傳統(tǒng)熱氣球、熱氣飛艇使用熱空氣(100-120攝氏度)產(chǎn)生的浮力大得多，因此完全可以滿(mǎn)足普通飛艇的使用。
[0006]本發(fā)明所述的新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇，其特征在于，飛艇為全封閉結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)熱氣飛艇的氣囊是敞開(kāi)的，其底部用明火加熱空氣，而本飛艇氣囊是完全封閉的，便在氣囊內(nèi)部對(duì)空氣進(jìn)行加熱。同時(shí)，封閉的氣囊裝有閥門(mén)與外界空氣溝通，當(dāng)需要充氣時(shí)，打開(kāi)氣囊閥門(mén)吸入外界空氣，當(dāng)需要放氣時(shí)，也可打開(kāi)氣囊閥門(mén)排出內(nèi)部氣體。
[0007]本發(fā)明所述的新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇，其特征在于，在飛艇內(nèi)部安裝有空氣加熱裝置，用于對(duì)氣囊內(nèi)的高溫?zé)峥諝膺M(jìn)行持續(xù)補(bǔ)充熱量，維持熱空氣的高溫。加熱器可以采用電供熱或燃料供熱，也可以把發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高溫廢氣通過(guò)熱交換器，為加熱器供熱。可以在飛艇內(nèi)一個(gè)部位或多個(gè)部位對(duì)氣囊內(nèi)氣體進(jìn)行熱量補(bǔ)充，由風(fēng)扇不斷把較冷的高溫?zé)峥諝馑屯訜崞餮a(bǔ)充熱量，使得高溫?zé)峥諝鉁囟仁冀K能維持在工作溫度，同時(shí)使得氣囊內(nèi)高溫?zé)峥諝鉁囟染鶆?；隨著氣囊內(nèi)高溫?zé)峥諝鉁囟壬撸芏纫膊粩嘟档停罱K產(chǎn)生的浮力足夠滿(mǎn)足飛艇起飛。氣囊內(nèi)高溫?zé)峥諝鉁囟仍礁撸瑒t飛艇所產(chǎn)生力大于外界大氣壓，則需要打開(kāi)氣囊閥門(mén)，排出多余的高溫?zé)峥諝庖跃S持氣囊內(nèi)外壓力平衡；當(dāng)飛艇處于正常飛行狀態(tài)時(shí)，氣囊閥門(mén)關(guān)閉；當(dāng)飛艇要降落時(shí)，打開(kāi)管道閥門(mén)，從外界吸入冷空氣，降低高溫?zé)峥諝鉁囟?，從而減少了飛艇浮力，從而實(shí)現(xiàn)降落。排氣和進(jìn)氣所需動(dòng)力風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)提供。
[0008]本發(fā)明所述的新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇，其特征在于，飛艇可以制造成軟式飛艇、硬式飛艇、半硬式飛艇。在氣囊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有所區(qū)別，其他方面完全不變。軟式飛艇根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，可以在飛艇中采用副氣囊以保證在高溫?zé)峥諝鉁囟冉档秃螅筛睔饽揖S持必要壓力，從而維持飛艇外形，但也可以不用副氣囊，直接抽取。
[0009]空氣充入主氣囊或者補(bǔ)充高溫?zé)峥諝膺M(jìn)入主氣囊，以維持飛艇外形；半硬式飛艇則可以不采用副氣囊，直接由基本骨架維持飛艇外形，在高溫?zé)峥諝鉁囟冉档秃?，部分囊體收縮，不影響整個(gè)飛艇的外形，可以繼續(xù)維持飛行；硬式飛艇則完全由外殼維持飛艇外形，內(nèi)部由軟的囊體裝載高溫?zé)峥諝猓渫庑巫兓挥绊戯w艇飛行。
[0010]本發(fā)明所述的新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇，其特征在于，飛艇氣囊采用耐高溫膜制作，可采用但不限于采用聚酰亞胺膜，以保證氣囊能承受工作溫度。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇不需要依賴(lài)昂貴的氦氣，而是采用隨手可得的極其廉價(jià)的高溫?zé)峥諝馓畛錃饽?，大大降低飛艇的制造成本和使用成本。同時(shí)由于高溫?zé)峥諝獾膩?lái)源極廣，大大提高飛艇的適應(yīng)性，便于飛艇的推廣使用；飛艇基地不再需要配備大量的氦氣運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、提純等設(shè)備，也不需要相關(guān)的工作人員，減少了資金、設(shè)備、人力、場(chǎng)地的投入；新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇的可維護(hù)性更強(qiáng)，沒(méi)有任何技術(shù)難度高的專(zhuān)業(yè)設(shè)備；同時(shí)，由于本發(fā)明新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇的原理、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造更加簡(jiǎn)單，因此維護(hù)比傳統(tǒng)氦氣飛艇方便和簡(jiǎn)單得多，對(duì)維護(hù)人員要求更低，需要的培訓(xùn)更少，便于飛艇的大量推廣使用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇典型結(jié)構(gòu)圖(軟式飛艇)
1.主氣囊(填充高溫?zé)峥諝?；2.吊艙(載人或貨物)；3.艇首(有加強(qiáng)結(jié)構(gòu))；4.尾翼；
5.內(nèi)、外懸掛系統(tǒng)9.發(fā)動(dòng)機(jī)；6、7、8.內(nèi)置氣體加熱器(用于為高溫?zé)峥諝夂筒粩嘌a(bǔ)充熱量)；9.進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)(包含氣囊閥門(mén)和風(fēng)扇等)；10.發(fā)動(dòng)機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但實(shí)施方式本不限制本發(fā)明的范圍?；诒景l(fā)明所進(jìn)行的其他使用和改進(jìn)都應(yīng)視為本發(fā)明的合理推衍。
[0014]實(shí)施例1
為軟式飛艇的新型封閉式高溫?zé)釟怙w艇，參見(jiàn)圖1，展示本飛艇的典型結(jié)構(gòu)(注:這里是用軟式飛艇進(jìn)行說(shuō)明)。
[0015]主體部分和傳統(tǒng)飛艇完全一樣，但飛艇內(nèi)裝有加熱器，用于對(duì)主氣囊內(nèi)的高溫?zé)峥諝膺M(jìn)行補(bǔ)充熱量。加熱器采用發(fā)熱效率高的PTC半導(dǎo)體發(fā)熱體(熱轉(zhuǎn)換效率可以高達(dá)93%以上)，而且不發(fā)光、不產(chǎn)生明火。加熱器安裝在氣囊下部，根據(jù)需要，可以安裝在多處，以便使氣囊內(nèi)各處氣體溫度更均勻。在飛行過(guò)程中，內(nèi)部風(fēng)扇不斷把較冷的熱空氣輸送通過(guò)加熱器，補(bǔ)充熱量，以維持飛艇氣囊內(nèi)高溫?zé)峥諝獾臏囟取?br> [0016]氣囊材料要求耐高溫，采用聚酰亞胺薄膜材料制作，該薄膜材料具有耐高溫且強(qiáng)度高的特點(diǎn)，在400攝氏度下仍然能保持良好的物理性能。
[0017]飛艇安裝有進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)，包含氣囊閥門(mén)和風(fēng)扇等。在飛艇降落時(shí)，風(fēng)扇開(kāi)啟，往氣囊內(nèi)吸入外界冷空氣，增加飛艇重量、降低氣囊溫度，實(shí)現(xiàn)飛艇降落。當(dāng)飛艇要起飛時(shí)，加熱主氣囊內(nèi)高溫?zé)峥諝猓吒邷責(zé)峥諝鉁囟龋@時(shí)開(kāi)動(dòng)風(fēng)扇排出主氣囊內(nèi)多余高溫?zé)峥諝?，降低重量，?shí)現(xiàn)上升。
[0018]飛艇具有兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，左右各一個(gè)，帶動(dòng)涵道風(fēng)扇產(chǎn)生推力，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)配套的發(fā)電機(jī)，為飛艇內(nèi)部的加熱器供電。
[0019]實(shí)施例2
為硬式飛艇，具有堅(jiān)固的內(nèi)部骨架，保持飛艇的外形，骨架外部有鋁質(zhì)蒙皮，在傳統(tǒng)硬式飛艇基礎(chǔ)上，其蒙皮內(nèi)部增加一層隔熱保溫層，該隔熱保溫層一方面保護(hù)蒙皮不被內(nèi)部高溫氣體所損害，同時(shí)對(duì)高溫?zé)峥諝膺M(jìn)行保溫。隔熱保溫層采用氣凝膠，該材料具有強(qiáng)大的隔熱能力，而且非常輕。氣凝膠固定在蒙皮內(nèi)側(cè)，完全覆蓋，使蒙皮和內(nèi)部高溫氣體隔開(kāi)。
[0020]和軟飛艇完全一樣，飛艇內(nèi)裝有加熱器，用于對(duì)主氣囊內(nèi)的高溫?zé)峥諝膺M(jìn)行補(bǔ)充熱量。加熱器采用發(fā)熱效率高的PTC半導(dǎo)體發(fā)熱體(熱轉(zhuǎn)換效率可以高達(dá)93%以上)，而且不發(fā)光、不產(chǎn)生明火。加熱器安裝在氣囊下部，根據(jù)需要，可以安裝在多處，以便使氣囊內(nèi)各處氣體溫度更均勻。在飛行過(guò)程中，內(nèi)部風(fēng)扇不斷把較冷的熱空氣輸送通過(guò)加熱器，補(bǔ)充熱量，以維持飛艇氣囊內(nèi)高溫?zé)峥諝獾臏囟取?br> [0021]飛艇安裝有進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)，包含氣囊閥門(mén)和風(fēng)扇等。在飛艇降落時(shí)，風(fēng)扇開(kāi)啟，往氣囊內(nèi)吸入外界冷空氣，增加飛艇重量、降低氣囊溫度，實(shí)現(xiàn)飛艇降落。當(dāng)飛艇要起飛時(shí)，加熱主氣囊內(nèi)高溫?zé)峥諝猓吒邷責(zé)峥諝鉁囟?，這時(shí)開(kāi)動(dòng)風(fēng)扇排出主氣囊內(nèi)多余高溫?zé)峥諝?，降低重量，?shí)現(xiàn)上升。
[0022]飛艇具有兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，左右各一個(gè)，帶動(dòng)涵道風(fēng)扇產(chǎn)生推力，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)配套的發(fā)電機(jī)，為飛艇內(nèi)部的加熱器供電。
【權(quán)利要求】
1.一種新型封閉式熱氣飛艇，其特征在于，飛艇使用高溫?zé)峥諝庾鳛闅饽姨畛錃怏w，高溫?zé)峥諝獾臏囟韧ǔＴ?50-350攝氏度，甚至更高。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的新型熱氣飛艇，其特征在于，氣囊內(nèi)部高溫?zé)峥諝獾拿芏却蟠蟮陀诳諝饷芏?，故能使飛艇獲得足夠浮力實(shí)現(xiàn)飛行。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的新型熱氣飛艇，其特征在于，飛艇氣囊的填充氣體不需要依賴(lài)氦氣。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的新型熱氣飛艇，其特征在于，飛艇氣囊或內(nèi)部空腔是密閉的，與外界大氣隔開(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利I所述的新型熱氣飛艇，其特征在于，飛艇內(nèi)部安裝有氣體加熱器，通過(guò)加入補(bǔ)充熱量，維持高溫?zé)峥諝獾臏囟取?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型熱氣飛艇中的加熱器，可以安裝在多處，以保證氣囊內(nèi)熱氣溫度均勻。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、權(quán)利要求4所述的加熱器，可以由電加熱供熱或使用發(fā)動(dòng)機(jī)高溫廢氣通過(guò)熱交換器供熱，也可以采用二者結(jié)合。
8.6.根據(jù)權(quán)利I所述的新型熱氣飛艇，其特征在于，軟式飛艇及半硬式飛艇氣囊采用耐高溫薄膜制作，可采用但不限于采用聚酰亞胺膜，以保證氣囊能承受工作溫度。
9.根據(jù)權(quán)利I所述的新型熱氣飛艇，其特征在于，硬式飛艇蒙皮內(nèi)側(cè)有隔熱保溫層，可采用但不限于氣凝膠，以保證蒙皮不受內(nèi)部高溫的損害，同時(shí)也對(duì)內(nèi)部熱空氣進(jìn)行保溫。
【文檔編號(hào)】B64B1/62GK103661914SQ201210357666
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月25日
【發(fā)明者】唐輝 申請(qǐng)人:唐輝