一种吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱制造技术

本发明专利技术是一种新式直升机探测吊舱，涉及直升机时间域航磁探测领域。本次发明专利技术的吊舱由多个不等直径的正十六边形玻璃纤维管梁通过绳缆连接而成，吊舱在工作时通过一根主绳缆吊挂于机身下侧。吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱结构形式简单，所使用材料强度、刚度性能好，管梁的生产、使用和维护成本低廉。探测吊舱具有适用环境多，可使用范围广，探测面积灵活、可调等优点，还可被广泛用于考古、探测、环境调查、军事应用等诸多行业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种新式直升机探测吊舱，涉及直升机时间域航磁探测技术。
技术介绍
时间域航空电磁测量法是一种高效、高精度的航空地球物理探测方法，该探测法已在国外航空地球物理探测领域应用多年，但在国内尚属刚刚起步阶段，在固定翼飞机(运12型多用途飞机)上初步应用，并初见成效。但固定翼飞机飞行速度较高，且受飞行高度限制，不能更有效、更准确的实施地质勘探，故发展直升机低空、低速、高效的进行地质勘探势在必行。直升机航空物探技术已成国际上常用的物探技术方法之一，其高效性、灵活性已被业内认可，且不局限于地质勘探，还可用于考古、探测、环境调查、军事应用等诸多用途。得益于此，直升机航空物探技术近年来发展迅速。目前，国际上商用测量系统主要有AeroTEM、VTEM、THEM、ExplorHEM、HoisTEM、NEWTEM、HeliGEOTEM、SkyTEM和ORAGS2TEM等系统。商用航磁探测系统吊舱的结构形式可简单的分为绳管式、浮筒式、框架式等结构形式吊舱。以绳管式商用航磁探测系统吊舱为例，国外现有探测吊舱为单层吊挂式结构，数据的发射、接收、补偿等信息过于单一，缺乏航磁探测补偿措施，影响航磁探测分析的准确度。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有绳管式商用航磁探测系统吊舱的不足，提出一种吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱。本专利技术的技术解决方案是，吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱包括发射圈、接收圈、航磁圈、补偿圈和绳索，其中发射圈、接收圈、航磁圈和补偿圈为工作线圈，通过绳索缠绕、斜拉、系绳结连接在一起，组成一个完整吊舱形式；所述的发射圈、接收圈、航磁圈和补偿圈的直径不同，发射圈：接收圈：航磁圈：补偿圈的直径比例＝1：0.05：0.69：0.26，发射圈、接收圈和补偿圈在同一水平面内，从内至外的顺序依次是接收圈——补偿圈——发射圈，发射圈、接收圈、航磁圈和补偿圈的形状均为正十六边形，分别由十六根等长度的、一端带连接弯头的玻璃纤维管梁插接而成，形成四个非完全封闭的工作线圈，玻璃纤维管梁弯头的弯转角度为157.5°，工作线圈非封闭处供线缆进出，当线缆穿入玻璃纤维管梁后，用结构胶密封；所述吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱在工作状态下，吊挂于直升机下侧，发射圈、接收圈和补偿圈为第一水平基准面，航磁圈为第二水平面，用绳索调节第一水平面与第二水平面的相对位置，使第一水平面与第二水平面处于相对平行，所有的绳索的绳结收头处距为第一水平面的距离为H2，绳结收头点与第一水平面中的接收圈和第二水平面中的航磁圈的中心同心，第一水平面与第二水平面间间距为H1，其中，H1和H2的比例关系为1：0.51；绳索为多段绳缆组成，一段绳缆的一端缠绕并系绳结在发射圈的任意一个玻璃纤维管梁弯头处，另一端缠绕通过补偿圈的任意一个玻璃纤维管梁弯头至接收圈的任意一个玻璃纤维管梁弯头系绳结，再用另一段绳缆依照第一根绳缆的系结方式系结在发射圈、补偿圈和接收圈的第二个玻璃纤维管梁弯头，直至完成发射圈、补偿圈和接收圈上所有玻璃纤维管梁弯头的系绳结，使发射圈、补偿圈和接收圈在同一水平面内，再将所有置于接收圈内的绳缆系结在一起，两两绳索间呈22.5°的夹角，向水平面内的四周呈放射状，航磁圈的每个弯头处各系结一段绳缆，并将所有绳缆系结于航磁圈的中心处，连接发射圈和航磁圈的绳索，分别缠绕于发射圈和航磁圈的弯头处，并斜拉系结成为绳结收头点。所述的工作线圈的非封闭处，置于同一直线上。本专利技术的特点在于：该专利技术充分利用直升机低空、低速、可悬停、运动轨迹灵活、飞行环境适应性强等航空器独有的飞行特性，高效、高精度、低成本的进行地球物理探测。本专利技术的吊舱结构形式为高、低错落的工作线圈并依靠绳索连接，结构形式简单。组成工作线圈的玻璃纤维管梁强度、刚度性能良好，耐冲击。玻璃纤维管梁造制、使用和维护成本低廉，受风阻影响较小，可适应我国独有的地理环境。航磁探测线圈有效面积可由发射圈直径调整，依靠绳结连接管梁形式灵活，整个吊舱的所有管梁均可拆卸，便于调整和转场运输。附图说明图1所示为本专利技术所述的航磁探测吊舱工作状态的示意图。图2所示为本专利技术所述的航磁探测吊舱结构布局形式的示意图。图3所示为本专利技术所述的玻璃纤维管梁的典型形状示意图。图4所示为本专利技术所述的第一水平面中结构布局的示意图。图5所示为本专利技术所述的第二水平面中结构布局的示意图。具体实施方式以下将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的阐述。如图1所示，本专利技术为一种直升机时间域航磁探测吊舱，不包括直升机、航磁探测系统、电源等成品设备。工作时，航磁探测吊舱吊挂于直升机6机身下侧，随直升机运动。一种吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱，该吊舱由多个不等直径的正十六边形玻璃纤维管梁通过绳缆连接而成，吊舱工作时通过一根主绳缆吊挂于机身下侧。吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱(如图2所示)主要包括发射圈1、接收圈2、航磁圈3、补偿圈4和绳索5，其中发射圈1、接收圈2、航磁圈3和补偿圈4由绳索5通过缠绕、斜拉、系绳结等方法连接在一起，组成一个完整吊舱形式。工作状态下，发射圈1、接收圈2和补偿圈4为第一水平面(如图4所示)，航磁圈3为第二水平面(如图5所示)，第一水平面与第二水平面应处于相对水平的位置，其相对位置依靠绳索调节。航磁探测吊舱系统以第一水平面为基准面，机身挂点至基准面总高H3＝40.93m，斜拉绳结收尾处距基准面H2＝20.66m，第二水平面距基准面H1＝10.53m。发射圈1、接收圈2、航磁圈3和补偿圈4的形状均为正十六边形，分别由十六根等长度的、一端带连接弯头的玻璃纤维管梁插接(如图3所示)而成，形成四个非完全封闭的工作线圈，玻璃纤维管梁弯头的弯转角度为157.5°，工作线圈非封闭处供直升机时间域航磁探测系统不同功能的线缆进出，当线缆穿入玻璃纤维管梁后，用结构胶密封，以保证各管梁的水密性。绳索以圆心为中心向四周辐射，系在发射圈1、补偿圈4和接收圈2的玻璃纤维管梁弯头处并固定。固定后，绳索应被拉紧，仅有极少量变形，从而保证在飞行状态中三个线圈在同一水平面内。航磁圈3通过与发射圈1上的绳索斜拉至主承力绳索上，并系绳结固定。为了保证各线圈管梁内线缆的电磁波的透波率，带弯头的管梁均由玻璃纤维布缠绕并高温固化而成，玻璃纤维布刚性好，耐冲击。所有工作线圈均以发射圈的管梁形式为模板，进行等比例缩小，且弯头角度不变。在发射圈管梁各转角处额外缠绕N圈(N≥10)耐磨绳缆，在探测吊舱起飞、降落时，起到耐冲击和抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱，其特征在于：吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱包括发射圈(1)、接收圈(2)、航磁圈(3)、补偿圈(4)和绳索(5)部分，其中发射圈(1)、接收圈(2)、航磁圈(3)和补偿圈(4)为工作线圈，通过绳索(5)缠绕、斜拉、系绳结连接在一起，组成一个完整吊舱形式；所述的发射圈(1)、接收圈(2)、航磁圈(3)和补偿圈(4)的直径不同，发射圈(1)：接收圈(2)：航磁圈(3)：补偿圈(4)的直径比例＝1：0.05：0.69：0.26，发射圈(1)、接收圈(2)和补偿圈(4)在同一水平面内，从内至外的顺序依次是接收圈(2)—补偿圈(4)—发射圈(1)，发射圈(1)、接收圈(2)、航磁圈(3)和补偿圈(4)的形状均为正十六边形，分别由十六根等长度的、一端带连接弯头的玻璃纤维管梁插接而成，形成四个非完全封闭的工作线圈，玻璃纤维管梁弯头的弯转角度为157.5°，工作线圈非封闭处供线缆进出，当线缆穿入玻璃纤维管梁后，用结构胶密封；所述吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱在工作状态下，吊挂于直升机下侧，发射圈(1)、接收圈(2)和补偿圈(4)为第一水平基准面，航磁圈(3)为第二水平面，用绳索(5)调节第一水平面和第二水平面的相对位置，使第一水平面与第二水平面处于相对平行，所有的绳索(5)的绳结收头处距为第一水平面的距离为H2，绳结收头点与第一水平面中的接收圈(2)和第二水平面中的航磁圈(3)的中心同心，第一水平面与第二水平面间间距为H1，其中，H1和H2的比例关系为1：0.51；绳索(5)为多段绳缆组成，一段绳缆的一端缠绕并系绳结在发射圈(1)的任意一个玻璃纤维管梁弯头处，另一端缠绕通过补偿圈(4)的任意一个玻璃纤维管梁弯头至接收圈(2)的任意一个玻璃纤维管梁弯头系绳结，再用另一段绳缆依照第一根绳缆的系结方式系结在发射圈(1)、补偿圈(4)和接收圈(2)的第二个玻璃纤维管梁弯头，直至完成发射圈(1)、补偿圈(4)和接收圈(2)上所有玻璃纤维管梁弯头的系绳结，使发射圈(1)、补偿圈(4)和接收圈(2)在同一水平面内，再将所有置于接收圈(2)内的绳缆系结在一起，两两绳索间呈22.5°的夹角，向水平面内的四周呈放射状，航磁圈(3)的每个弯头处各系结一段绳缆，并将所有绳缆系结于航磁圈(3)的中心处，连接发射圈(1)和航磁圈(3)的绳索，分别缠绕于发射圈(1)和航磁圈(3)的弯头处，并斜拉系结成为绳结收头点。...

【技术特征摘要】
1.一种吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱，其特征在于：吊挂式直升机时间域
航磁探测吊舱包括发射圈(1)、接收圈(2)、航磁圈(3)、补偿圈(4)和绳索(5)
部分，其中发射圈(1)、接收圈(2)、航磁圈(3)和补偿圈(4)为工作线圈，通
过绳索(5)缠绕、斜拉、系绳结连接在一起，组成一个完整吊舱形式；
所述的发射圈(1)、接收圈(2)、航磁圈(3)和补偿圈(4)的直径不同，发
射圈(1)：接收圈(2)：航磁圈(3)：补偿圈(4)的直径比例＝1：0.05：0.69：0.26，
发射圈(1)、接收圈(2)和补偿圈(4)在同一水平面内，从内至外的顺序依次是
接收圈(2)—补偿圈(4)—发射圈(1)，发射圈(1)、接收圈(2)、航磁圈(3)
和补偿圈(4)的形状均为正十六边形，分别由十六根等长度的、一端带连接弯头的
玻璃纤维管梁插接而成，形成四个非完全封闭的工作线圈，玻璃纤维管梁弯头的弯
转角度为157.5°，工作线圈非封闭处供线缆进出，当线缆穿入玻璃纤维管梁后，用
结构胶密封；
所述吊挂式直升机时间域航磁探测吊舱在工作状态下，吊挂于直升机下侧，发
射圈(1)、接收圈(2)和补偿圈(4)为第一水平基准面，航磁圈(3)为第二水平
面，用绳索(5)调节第一水平面和第二水平面的相对位置，使第一水平面与第二水

【专利技术属性】
技术研发人员：荆磊，
申请(专利权)人：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23