不需要工作气体的轻于空气的航空器制造技术

本发明专利技术是一种不需要工作气体的轻于空气的航空器。轻于空气的航空器都需要在其内部装轻于空气的工作气体以产生浮力，现在使用的工作气体有氢气、氦气和热空气，氢气不安全，氦气昂贵、热空气需不断加热。本发明专利技术是使用强度高、密度小的材料将气球制成硬式抽去球内空气使其成为真空气球，因而产生浮力使气球成为一种不需要工作气体的轻于空气的航空器，从而避免了使用工作气体带来的问题。由于是硬式气球，便于组合应用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轻于空气的航空器。轻于空气的航空器分为非动力驱动的气球和动力驱动的飞艇，二者都需在其内部装轻于空气的工作气体以产生浮力，在温度为0℃、气压为1大气压时，空气的密度为1.293kg/m3，氢气为0.09kg/m3，氦气为0.18kg/m3。因此，以氢气或氦气作为工作气体装于航空器内部就能产生浮力。热气球则是将球内的空气加热而产生浮力的，加热到100℃时，产生的浮力为0.28kg/m3，加热到150℃时，产生的浮力为0.39kg/m3。但是，氢气不安全，自1937年5月6日兴登堡号飞艇(内装氢气)失事后，已不允许氢气用做载人飞行器的工作气体了；氦气安全，但资源匮乏，价格昂贵，使用中还有漏气、放气和补充气体的问题，因此，氦气的使用成本很高；热气球需要不断用燃料加热气囊内的空气、气囊耐温不高、升力较小。本专利技术的目的是要提供一种不需要工作气体的轻于空气的航空器。本专利技术的目的是这样实现的将气球制成硬式，抽去球内空气使其成为真空气球，球将产生浮力，浮力随真空度的增加而增大、直至接近1.293kg/m3，较氢、氦、热空气或其它工作气体产生的浮力都大，并避免了使用各种工作气体带来的问题。将气球抽成真空在技术上不成问题；随着航空、航天事业的发展，已出现多种材料能够满足真空气球承受大气压力和浮得起来的要求了。现以一种材料作为实施本专利技术的实例选用材料碳纤维增强聚苯硫醚，其性能如下材料代号 PPS/AS4密度 1.61g/cm3＝1610kg/m3抗拉强度 1836Mpa＝18721.7kg/cm2抗弯强度 1906Mpa＝19435.5kg/cm2抗压强度 942.5Mpa＝9610.67kg/cm2取许用应力 〔σ〕＝8000kg/cm2按薄壳公式计算壳的厚度t球壳厚度t=PD4[σ]]]>式中，D为球壳直径，设D＝10m＝1000cmP为大气压力取为标准压力P＝1.0332kg/cm2球壳厚度t=PD4=1.0332kg/cm2×1000cm4×8000kg/cm2]]>＝0.0323cm＝0.000323m球壳表面积＝πD2＝314m2球壳体积＝球壳表面积×球壳厚度＝314m2×0.000323m＝0.1014m3≈0.1m3球壳重＝球壳体积×球壳材料密度＝0.1m3×1610kg/m3＝161kg球的浮力＝球排开空气的体积×空气密度＝球的体积×空气密度＝0.524D3×1.293＝0.524×103×1.293＝524m3×1.293kg/m3＝677.532kg球的净浮力＝球的浮力-球壳重-球内空气重由于已抽成真空，球内空气重略去，故球的净浮力＝球的浮力-球壳重＝677.532kg-161kg＝516.532kg故真空气球能浮得起来。若将空气逐渐放入球壳，球的净浮力逐渐减少成为负数，便于气球或飞艇下降。计算中没有将材料制成蜂窝夹层和采取预应力措施等增加强度、减轻重量的因素考虑进去，计算是留有余地的。选用的材料PPS/AS4是一种碳纤维热塑性塑料，已在航天、航空工业中用于制机身、机翼、尾翼、人造卫星支架、导弹弹翼、航天机构件等，因此，航天、航空工业的技术人员用它来制造真空气球是完全能够实现的。 附图说明1为真空气球，D为气球直径，2为球壳，t为球壳厚度，3为球阀。权利要求一种不需要工作气体的轻于空气的航空器，其特征在于用强度高、密度小的材料将气球制成硬式，抽去球内空气使其成为真空气球，因而产生浮力使气球成为一种不需要工作气体的轻于空气的航空器。全文摘要本专利技术是一种不需要工作气体的轻于空气的航空器。轻于空气的航空器都需要在其内部装轻于空气的工作气体以产生浮力，现在使用的工作气体有氢气、氦气和热空气，氢气不安全，氦气昂贵、热空气需不断加热。本专利技术是使用强度高、密度小的材料将气球制成硬式抽去球内空气使其成为真空气球，因而产生浮力使气球成为一种不需要工作气体的轻于空气的航空器，从而避免了使用工作气体带来的问题。由于是硬式气球，便于组合应用。文档编号B64B1/06GK1398757SQ0213351公开日2003年2月26日 申请日期2002年7月25日 优先权日2002年7月25日专利技术者欧绪凡 申请人:欧绪凡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不需要工作气体的轻于空气的航空器，其特征在于用强度高、密度小的材料将气球制成硬式，抽去球内空气使其成为真空气球，因而产生浮力使气球成为一种不需要工作气体的轻于空气的航空器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧绪凡，
申请(专利权)人：欧绪凡，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]