一种金属结构的大型浮空器制造技术

一种金属结构的大型浮空器，主要由浮空器主体、弧形连接带、太阳能电池、水平连接带、垂直连接条、载荷、卷扬机、缆绳、吊舱、定位绳、水平翼、垂直翼、动力机、螺旋桨、平台、补给飞艇、风力发电机、较轻气体组成，浮空器主体采用较厚的金属板制造，通过增大浮空器的体积来产生更大的浮力抵消自身的重量和载荷的重量，内部采用薄片材料组成相互独立的气室，薄片材料与浮空器主体内壁相连，实现了一种长寿命、抗破坏能力强、不容易泄漏气体、可安全使用氢气作为填充气体的大型金属结构浮空器，为空中旅馆、空中城市、空中太阳能电站、空中风力发电站的实现铺平道路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属结构的大型浮空器，尤其是长期漂浮在近空的一种用金属及合金板制造的大型金属结构的浮空器。
技术介绍
用轻于空气的气体填充的航空器称之为浮空器，浮空器一般分为气球和飞艇两种，气球一般由柔软的气囊装入比空气轻的气体组成，飞艇是具有推进装置的浮空器，按外壳型式分为软式飞艇、硬式飞艇和半硬式飞艇三种。现代飞艇一般都是软式飞艇，要保持它们的外形，只能是通过气囊中气体压力来实现，其主要组成部分是气囊，在气囊里面充满了比空气轻的气体以提供升力，另外里面还有辅助气囊。现代飞艇的气囊由涤纶、聚脂纤维、迈拉等人造材料织成，可有效的防止氦气的泄漏，并具有较长的使用时间。但是，到目前为止，人类还没有一种可长期停留在近空(1-12千米)的大型浮空平台，其原因是使用现有气球气囊及飞艇气囊的材料，制造大型浮空平台，重量虽然轻，但不能长时间(比如几十年上百年停留在空中)，由于气球及飞艇气囊材料柔软，寿命短、成本高、容易损坏，气体容易泄漏，浮空器体积过大，一旦破坏，损失巨大，所以不适合做永久性大型浮空平台，象空中旅馆、空中城市的应用还只是设想，人类至今也没有一个近空的永久平台，这与人类具有载人登月的能力和同步轨道空间站的技术极不相称，但随着人们的生活水平的提高，能够停留在空中旅游、观光、休闲，确实是一件充满幻想的、快乐的、浪漫的事，这种需求的愿望越来越强烈，所以我们需要一个能够长期停留在空中的、坚固的、不容易破坏的大型浮空器，但浮空器越大，需用的气体就越多，使用氦气成本高，由于历史上氢气飞艇曾爆炸过，造成多人死亡，提到氢气作为载人浮空器的填充气体，人们仍心有余悸，使用金属材料做浮空器主体是一种不错的选择。但金属材料虽然有坚固、使用时间长，不容易损坏等众多的优点，但密度大，自重也大，填充的氦多，成本高，所以用厚的金属板制作的浮空器还没诞生。
技术实现思路
为了克服现有气球或飞艇气囊的材料作为大型浮空平台寿命短、使用氦气成本高、容易损坏、不能永久停留在空中的缺点，本专利技术提供了金属外壳作为浮空主体的大型浮空器可以安全使用氢气作为浮空器填充气体的方案，实现了一种长寿命、抗破坏能力强、不容易泄漏气体、廉价的大型浮空器，为空中旅馆、空中城市、空中太阳能电站、空中风力发电站的实现铺平道路，即使使用氦气，虽然成本较高，但长期使用平均下来成本自然就降低了，使用氢气就不存在这一问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：1、解决浮空器坚固、安全、成本低的方案：采用厚金属板制造浮空器主体+浮空器内部大体积+填充廉价氢气。为了使浮空器主体经久耐用，浮空器的外壳即浮空器主体采用较厚的金属板制造，在浮空器主体内填充较轻气体，氢气或氦气都是很好的选择，通过增大浮空器的体积来-->产生更大的浮力抵消自身的重量和载荷的重量，金属板的厚度可以大于0.5毫米以上，这样就实现了铝合金板、钢板等高强度的材料制造浮空器的主体，也就是可以先确定浮空器主体的厚度和载荷的重量，再计算需要多大体积的浮空器，这样浮空器主体采用较厚的金属板，一般都能通过调节体积来满足要求，在浮空器中填充氢气或氦气，如果考虑成本，充入氦气的成本高，充入氢气的成本低，由于使用了高强度的金属板制造浮空器的主体，在浮空器主体内充入氢气也非常安全。2、载荷承载方案：为了使浮空器能够承载载荷，在浮空器主体上，有多条弧形连接带与浮空器主体相连，弧形连接带可以连接载荷；也可用多条水平连接带与浮空器主体连接，水平连接带也可以与载荷连接；也可以采取多条水平连接带与多条弧形连接带交叉连接在一起，再与载荷连接的方式，这是载荷分配在浮空器主体上最均匀的方式；在载荷与浮空器主体之间通过垂直连接条连接，垂直连接条一端连接在载荷上，另一端连接在水平连接带上或弧形连接带上，也可同时连接到水平连接带和弧形连接带的交点上。3、能源方案：为了解决浮空器的能源问题，在浮空器主体上布置有太阳能电池，在浮空器主体适当位置布置有风力发电机。4、浮空器气体安全方案：为了保障浮空器的充入的气体在出现故障时减少泄漏量，在浮空器主体的内部，必须采用一定的结构来实现这些功能，本专利技术采用的薄片材料将浮空器主体内部空间分割成多个气室，每个气室相互独立，互不通气，即使浮空器主体出现穿孔、裂缝等损坏，只有临近的气室漏气，大部分宝贵的气体不会泄漏，不影响整个浮空器的运行，为维修赢得了宝贵的时间。5、形状保持方案：在载重的情况下，浮空器体积越大越容易变形，为了保持浮空器主体的外形，薄片材料通过薄片材料与浮空体主体连接处连接到浮空器主体的内壁，由于薄片材料有一定的抗拉强度，对浮空器主体保持一定的形状起到了一定作用。6、浮空器与地面人、物交换方案：为了使浮空器和地面交换人和物，浮空器上设卷扬机，卷扬机连接缆绳，缆绳连接吊舱，吊舱下面有定位绳；为了保障天气较恶劣的情况下浮空器与地面交换人和物，在浮空器上设有平台，平台上停靠有补给飞艇。附图说明下面对附图简要说明。图1是一种金属结构的大型浮空器示意图。图中1.浮空器主体，2.浮空器中部，3.浮空器头部，4.浮空器尾部，5.弧形连接带，6.太阳能电池，7.水平连接带，8.水平连接带连接点，9.垂直连接条，10.载荷，11.载荷连接点，12.窗户，13.卷扬机，14.缆绳，15.吊舱，16.定位绳，17.水平翼，18.垂直翼，19.动力机，20.螺旋桨，21.平台，22.补给飞艇。图2是一种金属结构的大型浮空器内部结构示意图。图中1.浮空器主体，5.弧形连接带，7.水平连接带，9.垂直连接条，10.载荷，11.载荷连接点，23.薄片材料，24.气室，25.薄片材料与浮空体主体连接处，26.风力发电机。具体实施方式在图1、图2的实施例中，我们以实现一种金属结构的大型浮空器为例对本专利技术进-->一步说明：在图1中，浮空器主体1包含浮空器中部2、浮空器头部3、浮空器尾部4中，浮空器主体1为一金属结构外壳，采用金属板焊接而成，在浮空器主体1内部充满较轻的气体，为降低成本，可充入氢气，使浮空器能够产生浮力，在浮空器主体1上，有多条弧形连接带5，弧形连接带5也是可以是金属结构，如为金属结构，实际为一定厚度的金属带，一般比浮空器主体外壳要厚，焊接在浮空器主体1上，在浮空器主体1上布置有太阳能电池6，为了减轻重量，使用薄膜太阳能电池，现在实用的薄膜太阳能电池技术已经能够达到0.1千瓦/千克的技术，完全能满足浮空器对太阳能电池要求轻便的要求，多条水平连接带7布置在浮空器主体1的水平方向，弧形连接带5与水平连接带7通过水平连接带连接点8连接在一起，垂直连接条9一端连接在水平连接带7上，另一端连接在载荷10上的载荷连接点11，载荷10可以是空中旅馆、空中城市或其他载荷，如果作为空中旅馆或空中城市，其内部分为很多不同功能的房间，这些房间必须用强度高、重量轻的材料制作，在载荷10上开有多个窗户12，卷扬机13布置在浮空器上，吊舱15通过缆绳14连接在卷扬机上，吊舱15上有定位绳16，吊舱15在缆绳14的收放下可以上下移动，缆绳需要足够长，可以从几千米的高空将吊舱15放下地面，当吊舱15被放到地面附近，将定位绳16栓在地面上以固定吊舱15，吊舱15可以运送货物或人员，当然要在天气条件较好的情况下才能使用，如果风大，使用吊舱15就有困难本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属结构的大型浮空器，其特征在于：浮空器主体（１）采用较厚的金属板制造，通过增大浮空器主体（１）的体积来产生更大的浮力抵消自身的重量和载荷的重量，在浮空器主体（１）中填充有较轻气体。

【技术特征摘要】
1.一种金属结构的大型浮空器，其特征在于：浮空器主体(1)采用较厚的金属板制造，通过增大浮空器主体(1)的体积来产生更大的浮力抵消自身的重量和载荷的重量，在浮空器主体(1)中填充有较轻气体。2.如权利要求1所述的一种金属结构的大型浮空器，其特征在于：在浮空器主体(1)中填充的气体是氢气。3.如权利要求1所述的一种金属结构的大型浮空器，其特征在于：在浮空器主体(1)上，有多条弧形连接带(5)与浮空器主体(1)相连。4.如权利要求1所述的一种金属结构的大型浮空器，其特征在于：多条水平连接带(7)与浮空器主体(1)连接。5.如权利要求1所述的一种金属结构的大型浮空器，其特征在于：在浮空器主体(1)上，多条水平连接带(7)与弧形连接带(5)交叉连接在一起。6.如权利要求1所述的一种金属结构的大型浮空器，其特征在于：在载荷(10)与浮空器主体(1)之间通过垂直连接条(9)连接，垂直连接条(9)一端连接在载荷(10)上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：任永斌，
申请(专利权)人：任永斌，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]