本發(fā)明涉及一種大氣圈內平流層中的地球同步飛行平臺。

背景技術：

目前，國內外正在應用的孔明燈、熱氣球、氦氣球、氫氣球、飛艇、直升機、固定翼飛機等各種飛行器，都存在這各種不同程度的安全隱患，并具有生產成本高、工藝技術復雜要求高的不足。并且目前，飛行器還存在著無法在大氣圈內平流層中2～3萬米高空中長時間進行懸停、多次安全返回底面等缺陷和問題。

國內外提出了廉價地球同步衛(wèi)星的概念。1、能在大氣圈平流層中2～3萬米高空懸停；2、能在同經度、同緯度、同高度的懸停狀態(tài)保持一個月以上；3、能無數(shù)次從地面到高空，平安平穩(wěn)安全地在高空懸停，從高空返回地面，地面回收的往返模式。

但是，目前還沒有見到過真正成果的實例，雖然在2015年10月，我國的“圓夢號”勉強地完成了世界首次在2萬米高空懸停時間約為20個小時，返回時，采取了撕開蒙皮才勉強排出氦氣，安全著陸地面進行了回收。據(jù)“圓夢號”的擁有者稱，打算在2016年內用同樣的二艘進行商業(yè)航空飛行。但是，目前為止，都沒有收到過“圓夢號”巨大飛艇再次成功飛行的消息，據(jù)判斷，其有4個根本原因導致該計劃擱淺：

1、“圓夢號”是采用了充氦氣來獲取主要浮升力的飛艇，因為充氦氣只有充氫氣的同樣容積的1/4的浮升力（根據(jù)化學元素周期表中的原子量來判斷氫是1.0079，氦是4.00260）更是采用在硬殼氣囊抽成真空的1/24左右的浮升力。

2、因“圓夢號”體積龐大，達到一萬八千立方米，采用了昂貴的多層蒙皮，故其自重力也是巨大的，故只能產生其本身在二萬米高空時懸停的約一半的浮升力。

3、“圓夢號”的另一半浮升力，來自采用6個巨大的電動螺旋槳產生來獲得。

4、“圓夢號”是充入氦氣后才產生主浮力的，故其蒙皮在其地面時，只受到的1/3個大氣壓強的壓力，但當其升到2萬米高空時，其蒙皮卻是要承受1個加1/3的大氣壓強的壓力，所以保證其在高空長時間懸停能不滲透是個重大難題。

能在大氣圈中平流層中2～3萬米高空的地球同步衛(wèi)星，以下簡稱類同步衛(wèi)星，其發(fā)展前途無量，比目前正在運行的各種類型的衛(wèi)星都實用，都廉價，并具備其獨特的優(yōu)越性和更優(yōu)越的性價比。

1、類同步衛(wèi)星是最廉價，其因為沒有要發(fā)射的各類發(fā)射衛(wèi)星所需要的昂貴的火箭成本，所以變成了非常廉價。

2、類同步衛(wèi)星，既可以自成體系組成網(wǎng)絡，也可以加入三顆目前赤道同步衛(wèi)星后，就可組成全球網(wǎng)絡體系。

3、類同步衛(wèi)星始終在某一同經度，緯度、高度上懸停，沒有目前正在運行的各種類型的衛(wèi)星存在著的時間間隔盲區(qū)，故能用類同步衛(wèi)星來代替各種探空氣象氣球，和成為氣象衛(wèi)星和各地氣象臺的重要中繼結點。能代替大部分北斗導航衛(wèi)星，并成為其重要結點，并能提到一個幾何級數(shù)的精確度，達到厘米級精度，并能在其范圍內無盲區(qū)，尤其在預警管控區(qū)時，對各種天空、海面、地面上各種隱身性目標，也能一清二楚顯示出來。能代替部分通訊衛(wèi)星，成為廉價的海事電話、替代各地的電視的發(fā)射塔，成為衛(wèi)星直播電視臺。能成為無線互聯(lián)網(wǎng)、手機4G、5G網(wǎng)絡的重要節(jié)點，并能代替目前數(shù)量龐大繁雜的各種地面的轉送高鐵塔，并能容易做到無盲區(qū)和大客量。可以作為量子通訊的重要中轉站，等，以及靜候獎勵發(fā)展其各種現(xiàn)在還未知的各種衍生功能。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供一種能在大氣圈內平流層中2～3萬米高空中長時間懸停并能在地面上自由遙控，無數(shù)次連續(xù)往返

地球同步衛(wèi)星平臺。

本發(fā)明解決其技術問題的技術方案是：

一種在2～3萬米高空的地球同步衛(wèi)星平臺，其特征在于：包括平臺主體，所述的平臺主體包括上下依次固定連接的主倉、輔倉和負載倉，所述的主倉、輔倉、負載倉均由厚度小于0.2mm的金屬板材包裹成正六邊形柱狀，所述的主倉、輔倉上分別設置有第一抽氣孔、第二抽氣孔，所述的第一抽氣孔上密封設置第一電磁閥，第二抽氣孔上密封設置第二電磁閥，所述的主倉、輔倉分別通過第一電磁閥、第二電磁閥連接外接抽真空機抽成真空，所述的主倉上端表面設置有太陽能電池板，平臺主體上設置有電連接太陽能電池板的蓄電池、以及連接蓄電池的控制裝置，所述的第一電磁閥、第二電磁閥分別電連接所述的控制裝置。

作為優(yōu)選，蒙皮表面涂覆有厚度小于0.04mm的納米級石墨烯。

作為優(yōu)選，所述的蓄電池固定連接在輔倉與負載倉之間，蓄電池設置為六邊形柱狀，蓄電池中間設置有三通狀噴管，噴管的三個管道內分別固定有風機，所述的電機分別電連接控制裝置作為優(yōu)選，還包括一遙控裝置，所述的控制裝置上設置有控制第一電磁閥、第二電磁閥開閉的電磁閥控制電路、以及連接電磁閥控制電路的無線接收模塊，所述的無線接收模塊接收遙控裝置的控制信號。

作為優(yōu)選，負載倉的下端固定連接有緩沖腳。

作為優(yōu)選，平臺主體上下串聯(lián)或者橫向并聯(lián)或者混合聯(lián)接拼接成一體。

平臺主體為由主倉、輔倉、負載倉上下固定連接而成，且平臺主體還可以上下串聯(lián)或者橫向并聯(lián)或者混合連接，主倉、輔倉、負載倉均由厚度小于0.2mm的金屬板材包裹成正六邊形柱狀，金屬板材外涂覆有厚度小于0.04mm的石墨烯。

衛(wèi)星平臺升空前，在地面，先通過抽真空機分別對主倉、輔倉進行抽真空，抽成真空，衛(wèi)星平臺整體密度小于空氣密度，產生浮升力，衛(wèi)星平臺上升，上升過程是一弱減速的運動軌跡，上升到2～3萬米高空懸停。負載倉內的負載進行作業(yè)。需要回收時，通過遙控裝置對輔倉上的第二電磁閥分別進行控制打開，則輔倉逐漸吸入空氣，產生下降力，平安降落到地面。遙控時，可以打開輔倉的第二電磁閥，實現(xiàn)緩慢下降。為了給衛(wèi)星整體提供電能，在輔倉與負載倉之間設置有蓄電池，為了能夠調整衛(wèi)星平臺在懸停時的平移位置，在蓄電池的中間設置有三通狀噴管，噴管的三個管道內分別連接風機，則可以根據(jù)需要開啟其中一個或兩個風機，實現(xiàn)位置的平移或者角度的旋轉。整個衛(wèi)星平臺供電由蓄電池供電，蓄電池的后續(xù)能量由主倉上端的太陽能電池板吸收太陽能提供。

在本衛(wèi)星平臺從地面上升過程，可選擇大氣對流層最平靜的時間窗口（如晚上20點至第二天的8點鐘）。本衛(wèi)星的懸停高度在2～3萬米高空，既避開了繁忙民航8千～1.2萬米的空中走廊，也避開了固定翼飛機的最高高度不足2萬米的極限，故也是很安全的。

本衛(wèi)星是地面遙控的，故沒有人在高空必備的生命維持系統(tǒng)這個龐大而復雜系統(tǒng)，故是本衛(wèi)星高效，低成本運行的必然結果?？刂戚o倉的電磁閥后，平臺主體就會產生下降力。保證本衛(wèi)星穩(wěn)妥平安回到地面，安全地回到地面，并回收本衛(wèi)星。

本衛(wèi)星采用了通用化、標準化、系列化、模塊化這四化設計原則來進行設計，采用正六邊形柱狀外形結構來保證，可任意串，并聯(lián)，模塊化，靈活地來組合成小，中，大，巨型的各種類的衛(wèi)星平臺，來滿足各種客戶的不同的需要。

本發(fā)明的有益效果在于： 本發(fā)明采用了六邊形柱狀的且可模塊化拼接的平臺主體，通過事先在地面抽成真空產生浮升力，懸停在在2～3萬米高空，通過遙控電磁閥吸入空氣進行安全著陸，并且無數(shù)次回收，具備其獨特的優(yōu)越性和更優(yōu)越的性價比，可以替換現(xiàn)有很多類同步衛(wèi)星，滿足客戶的不同需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的部分結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1、2所示，一種在2～3萬米高空的地球同步衛(wèi)星平臺，包括平臺主體，平臺主體包括上下依次固定連接的主倉2、輔倉3和負載倉4，主倉、輔倉、負載倉均由厚度小于0.2mm的金屬板材包裹成正六邊形柱狀，金屬板材表面涂覆有厚度小于0.04mm的石墨烯。主倉、輔倉上分別設置有第一抽氣孔、第二抽氣孔，第一抽氣孔上密封設置第一電磁閥5，第二抽氣孔上密封設置第二電磁閥6，主倉、輔倉分別通過第一電磁閥、第二電磁閥連接外接抽真空機抽成真空，主倉上端表面設置有太陽能電池板1，在輔倉與負載倉之間設置有電連接太陽能電池板的蓄電池7、以及連接蓄電池的控制裝置，第一電磁閥、第二電磁閥分別電連接所述的控制裝置。在蓄電池中間設置有三通狀的噴管10，噴管的三個管道內分別連接有風機11，只要開啟其中一個或者兩個風機，可以實現(xiàn)衛(wèi)星的位置平移或者角度旋轉。

還包括一遙控裝置，控制裝置上設置有控制第一電磁閥、第二電磁閥開閉的電磁閥控制電路、以及連接電磁閥控制電路的無線接收模塊，所述的無線接收模塊接收遙控裝置的控制信號。負載倉的下端固定連接有緩沖腳8，便于著陸時更為穩(wěn)固安全。

平臺主體可以上下串聯(lián)或者橫向并聯(lián)或者混合聯(lián)接拼接成一體。

本發(fā)明中，平臺主體為由主倉2、輔倉3、負載倉4上下固定連接而成，且平臺主體還可以上下串聯(lián)或者橫向并聯(lián)或者混合連接，主倉、輔倉、負載倉均由厚度小于0.2mm的金屬板材包裹成正六邊形柱狀，金屬板材外涂覆有厚度小于0.04mm的石墨烯。

衛(wèi)星平臺升空前，在地面，先通過抽真空機分別對主倉、輔倉進行抽真空，抽成真空，衛(wèi)星平臺整體密度小于空氣密度，產生浮升力，衛(wèi)星平臺上升，上升過程是一弱減速的運動軌跡，上升到2～3萬米高空懸停。負載倉內的負載進行作業(yè)。需要回收時，通過遙控裝置對輔倉上的第二電磁閥6進行控制打開，則輔倉逐漸吸入空氣，產生下降力，平安降落，實現(xiàn)緩慢下降到地面。為了給衛(wèi)星整體提供電能，在輔倉與負載倉之間設置有蓄電池，為了能夠調整衛(wèi)星平臺在懸停時的平移位置，在蓄電池的中間設置有三通狀噴管，噴管的三個管道內分別連接風機，則可以根據(jù)需要開啟其中一個或兩個風機10，實現(xiàn)位置的平移或者角度的旋轉。整個衛(wèi)星平臺供電由蓄電池供電，蓄電池的后續(xù)能量由主倉上端的太陽能電池板1吸收太陽能提供。

本發(fā)明具有以下特點：

1、隨著國內外科技水平的不斷提升，使以前被稱為高科技的產品、工藝，已經稱為市場上能夠購到的一般產品，比如焊接0.2mm厚度的超薄材料、涂覆0.04mm的石墨烯，加固以及密封工藝材料，能抽高真空的抽氣機，太陽能發(fā)電和鋰蓄電池的高效最佳搭配、密封性能完美的電磁閥等，所以本申請的工藝材料都是可行的。在充氫氣或氦氣的氣球中，越到高空，由于空氣越是稀薄，約會產生氣體泄露，而本申請中由于在低空中大氣壓強較大，需要承受較大的大氣壓，而到高空受壓逐漸降低，反而更為安全。

2、在2～3萬米高空的地球同步衛(wèi)星平臺，是根據(jù)公認的原理：在地球大氣圈內，尤其在平流層中高度越高，空氣密度越小，當有個容器的自重（包括其負載）和容積的比重和同等高度的空氣的容積比重出現(xiàn)＜＝＞，這三種情況，就會表現(xiàn)在這個容器上，表現(xiàn)出浮升力，懸停，下降力這三種狀態(tài)，可用容器的自重與負載加填充的氫氣或氦氣后，會產生上浮，懸停，下降三種結果被稱謂1加1等于2的加法原則。如果，在硬殼氣囊中抽去同量的空氣后，也會產生上述三種上浮，懸停，下降的結果。也被稱謂3減1等于2的減法法則公理。本發(fā)明的能在地球大氣圈內平流層中2～3萬米高空長時間懸停，亦能平穩(wěn)，安全的無數(shù)次往返地面。地面到高空懸停。本申請這是應用了減法法則為依據(jù)。

3、采用地面抽真空機事先將主倉、輔倉抽成真空來產生本衛(wèi)星的主浮升力，帶動本衛(wèi)星浮升到指定的懸停要求高度。當需要其下降回到地面時，只要遙控打開輔倉的電磁閥，使其吸入其周圍的空氣就會產生。

4、在本衛(wèi)星運行程中，達到環(huán)保最高標準零污染零排放的要求。

5、本發(fā)明更加安全，本衛(wèi)星是在從地面到高空懸停過程，因隨著高度越高，空氣密度越稀薄的制約因素。故本衛(wèi)星上升過程是一弱減速的運動跡。而本衛(wèi)星從懸停狀態(tài)，依靠輔倉的電磁閥來控制來吸入附近的空氣，也是一弱加速，近似勻速運動的運動軌跡。也就是說不會發(fā)生安全事故。既使在主倉、輔倉出現(xiàn)了意外，如和隕石和導彈貫穿時，也不會產生燃燒爆炸的可能性，是因為不具備燃燒的三大要素。燃燒物助燃物------氧氣，高于燃點的溫度，也能平安降落到地面來。

6、在本衛(wèi)星從地面上升過程，可選擇大氣對流層最平靜的時間窗口（如晚上20點至第二天的8點鐘）。本衛(wèi)星的懸停高度在2～3萬米高空，既避開了繁忙民航8千～1.2萬米的空中走廊，也避開了固定翼飛機的最高高度不足2萬米的極限，故也是很安全的。

7、因主倉2和輔倉3的蒙皮是采用0.2毫米的金屬薄板焊接而成。再涂上不足0.04毫米的納米材料------石墨烯，故其蒙皮只有0.24毫米厚度，這就保證了主倉2，輔倉3的自重，達到最輕的極限，并獲得最大的浮升力，且保證了結構強度。

8、本衛(wèi)星是地面遙控的，故沒有人在高空必備的生命維持系統(tǒng)這個龐大而復雜系統(tǒng)，故是本衛(wèi)星高效，低成本運行的必然結果。就會產生下降力。保證本衛(wèi)星穩(wěn)妥平安回到地面，安全地回到地面，并回收本衛(wèi)星。

9、為了保證本衛(wèi)星能有足夠的電能可用，可在地面時，上升前，可用地面的一般的充電椿，把蓄電池充足電能，在本衛(wèi)星升到2～3萬米高空懸停時，太陽發(fā)電且能在白天時，最能獲得最大的電能。

10、為了保證本衛(wèi)星在地球自轉產生的輕微的滯后性的作用，故采用了三個小型風機安裝在不同位置，微調本衛(wèi)星的位移的位置。

11、由于平臺主體采用六邊形主體，本衛(wèi)星可以任意組合，串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)方式。

本衛(wèi)星采用了通用化、標準化、系列化、模塊化這四化設計原則來進行設計，采用正六邊形柱狀外形結構來保證，可任意串，并聯(lián)，積木化，靈活地來組合成小，中，大，巨型的各種類的衛(wèi)星平臺，來滿足各種客戶的不同的需要。

本發(fā)明采用了六邊形柱狀的且可模塊化拼接的平臺主體，通過事先在地面抽成真空產生浮升力，懸停在在2～3萬米高空，通過遙控電磁閥吸入空氣進行安全著陸，并且無數(shù)次回收，具備其獨特的優(yōu)越性和更優(yōu)越的性價比，可以替換現(xiàn)有很多類同步衛(wèi)星，滿足客戶的不同需求。