一种热空氦混合气球制造技术

本发明专利技术属于飞行器领域，公开了一种热空氦混合气球，该气球以氦气与热空气为工作介质,以热空气和氦气为气球提供浮力。气球在地面时，向氦气囊充入氦气使气球处于球形状态，氦气提供一定的升力。启动燃烧器后，热气囊内的高温空气继续提供升力，带动吊篮与重物升空，热空气囊与吊篮内部有一根操纵绳，该绳用于操纵热空气囊排气阀，拉下操纵绳，排气阀打开，热空气囊排气，松开操作绳，结束排气，利用排放气与燃烧器使得气球上升与下降，气球外部覆盖一层隔离保温囊体，减慢热空气囊内热量耗散，使得气球滞空时间更长，能耗更小。

A hot air helium hybrid balloon

【技术实现步骤摘要】
一种热空氦混合气球
本专利技术属于飞行器领域，尤其涉及一种热空氦混合气球。
技术介绍
气球类飞行器有系留气球、飞艇、热气球等类型，其中以热气球为使用最多，全球保有数量超20000。高空气球可以用于科学实验、旅游观光及军事应用等，传统热气球靠控制火焰和燃烧能量来控制热气球的滞空高度，其滞空高度、滞空时间受所携带燃料限制，不能长航时滞空，且传统热气球上升至6000m以上高度时，空气中含氧量无法满足滞空或继续上升的燃烧要求，这些限制都限制了高空热气球的应用。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术设计一种结构简单、使用方便，低使用成本的新型高空气球，突破传统气球滞空时间短与滞空高度低的缺陷，以更小的体积的球体获的更大的载荷能力，使得高空气球有更大的应用。一种热空氦混合气球，包括：热空气囊1、氦气囊2、吊篮4-1、加热器5和燃料系统；所述热空气囊用于存储加热的空气，用于为气球提供升力；所述氦气囊设于热空气囊上部，氦气囊用于存储氦气；所述吊篮设置在热空气囊下方；所述加热器设于吊篮和热空气囊之间，用于加热空气；所述燃料系统设于吊篮内部侧壁，用于为加热器提供燃料。本专利技术技术方案的特点和进一步的改进为：所述气球还包括副气囊，所述副气囊设于氦气囊上方，副气囊通过氦气阀与氦气囊连通；副气囊用于存储氦气囊压力过大时通过氦气阀排出的氦气。所述气球还包括空气排气阀6-1和操纵绳6-2；所述空气排气阀设于热空气囊侧壁，用于排放热空气囊中的热空气；所述操纵绳一端连接空气排气阀，操纵绳另一端设置在吊篮中供人操纵，所述操纵绳用于控制空气排气阀的开合。3、所述气球还包括第一充放气阀10-1，所述第一充放气阀设于氦气囊侧壁，用于氦气囊内氦气的填充与回收。所述副气囊还包括第二充放气阀10-2，所述第二充放气阀用于副气囊内氦气的回收。所述加热器包括两台燃烧器。所述气球还包括数根承力绳11，所述承力绳连接热空气囊、氦气囊和副气囊；所述承力绳用于减少囊体应力。所述气球还包括外部隔离保温层7，所述外部隔离保温层设于热空气囊、氦气囊外表面；用于减少热量流失。所述燃料系统包括第一燃料罐9-1、第二燃料罐9-2和供气管路9-3；所述供气管路用于将第一燃料罐和第二燃料罐内的燃料供给至加热器。所述气球还包括连接索4-2，所述吊篮上设有吊挂连接扣，所述连接索一端与吊挂连接扣连接，连接索另一端与热空气囊连接。本专利技术提出的热空氦混合气球，改变了传统气球滞空高度、滞空时间上受所携带燃料限制，不能长航时滞空的问题，气球的浮力由热空气与氦气两部分提高。热氦混合气球与传统热气球相比，在携带相同重量燃料情况下，其滞空时间远大于传统热气球，且该气球重量轻、体积小，使用成本更低。附图说明图1为热空氦混合气球结构示意图；图2为吊篮附件机构示意图；其中，1热空气囊、2氦气囊、3副气囊、4-1吊篮、4-2连接索、5加热器、6-1排气阀、6-2操纵绳、7外部隔离保温层、8氦气阀、9-1第一燃料罐、9-2第二燃料罐、9-3供气管路、10-1第一充放气阀、10-2第二充放气阀、11承力绳。具体实施方式如图1和图2所示，一种热空氦混合气球，本气球球囊整体外形为水滴形状，囊体面料为高强度聚乙烯阻燃织物，包括热空气囊1、氦气囊2、副气囊3、吊篮及附件4、加热器5、操纵系统6、外部隔离保温层7、氦气阀8、燃料系统9、充放气阀10、承力绳11。热空气囊1主要储存加热的空气，热气囊内空气被燃烧器加热后密度变小，质量轻于球囊外相同体积的冷空气，为气球提供部分升力。热空囊下部进气口安装有风兜，可将气流引导入球囊内部，避免球囊在风压情况下难以充满的情况。氦气囊2主要储存氦气，利用氦气稳定提供一定升力。而且该气囊提供的稳定浮力可以使得气球滞空高度与滞空时间远大于常规热气球。副气囊3主要是当气球升空到一定的高度后，空气稀薄，氦气囊2内的氦气压强大于球体外压强，需要通过氦气阀8释放部分氦气到副气囊3中，避免球体气囊由于内外压差过大产生破损。吊篮4-1由藤条或玻璃钢等非金属材料加工而成，成矩形，上部开孔，吊篮底部设置着陆缓冲装置，吊篮上有吊挂连接扣，通过连接索4-2与球囊连接。加热器5主要用来加热空气，加热器包括两个燃烧器，形成双余度设计，以防出现故障。操纵系统6由空气排气阀6-1、操纵绳6-2组成。拉下操纵绳6-2，空气排气阀6-1打开，热空气由热气囊排气，松开操作绳6-2，结束排气，利用排放气与燃烧器使得气球上升与下降。外部隔离保温层7主要用于减少空气热量的流失，使利用较少的燃料消耗率保持球体的滞空时间与上升速度。氦气阀8为单向阀，当囊气囊2内压力大于设定值时，氦气阀8打开，释放部分氦气至副气囊3中，保持囊气囊的内外压差，保证球体安全。燃料系统9由第一燃料罐9-1、第二燃料罐9-2、供气管路9-3组成。第一充放气阀10-1设于氦气囊侧壁，第二充放气阀10-2设于副气囊顶部，第一宠放气阀与第二充放气阀用于地面状态氦气囊内氦气的充装与回收。承力绳11，数根承力锦丝绳11连接副气囊、氦气囊和热空气囊，用来承受部分载荷，减少囊体应力。当需要使用气球升空时，先将气球平铺在地面上，利用充气软管连接第一充放气阀10-1将氦气充入气球氦气囊2，气球处于球形，然后点燃加热器4，热空气囊1逐渐充满热空气，气球开始升空，调节加热器的燃烧火焰大小可调节气球的上升速度与滞空高度，当球体上升到一定高度时，氦气囊2与外部压差过大，囊气囊内氦气通过氦气阀8释放部分氦气进入副气囊3中，以防止球体破裂。当气球需要下降时，拉动操纵绳6-2，打开空气排气阀6-1，球体下降。气球使用完毕后，利用第一充放气阀10-1与第二充放气阀10-2将氦气收集到氦气储存容器内，并将气球折叠打包。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热空氦混合气球，其特征在于，所述气球包括：热空气囊(1)、氦气囊(2)、吊篮(4-1)、加热器(5)和燃料系统；/n所述热空气囊用于存储加热的空气，用于为气球提供升力；/n所述氦气囊设于热空气囊上部，氦气囊用于存储氦气；/n所述吊篮设置在热空气囊下方；/n所述加热器设于吊篮和热空气囊之间，用于加热空气；/n所述燃料系统设于吊篮内部侧壁，用于为加热器提供燃料。/n

【技术特征摘要】
1.一种热空氦混合气球，其特征在于，所述气球包括：热空气囊(1)、氦气囊(2)、吊篮(4-1)、加热器(5)和燃料系统；
所述热空气囊用于存储加热的空气，用于为气球提供升力；
所述氦气囊设于热空气囊上部，氦气囊用于存储氦气；
所述吊篮设置在热空气囊下方；
所述加热器设于吊篮和热空气囊之间，用于加热空气；
所述燃料系统设于吊篮内部侧壁，用于为加热器提供燃料。


2.根据权利要求1所述的一种热空氦混合气球，其特征在于：所述气球还包括副气囊，所述副气囊设于氦气囊上方，副气囊通过氦气阀与氦气囊连通；副气囊用于存储氦气囊压力过大时通过氦气阀排出的氦气。


3.根据权利要求1所述的一种热空氦混合气球，其特征在于：所述气球还包括空气排气阀(6-1)和操纵绳(6-2)；
所述空气排气阀设于热空气囊侧壁，用于排放热空气囊中的热空气；
所述操纵绳一端连接空气排气阀，操纵绳另一端设置在吊篮中供人操纵，所述操纵绳用于控制空气排气阀的开合。


4.根据权利要求1所述的一种热空氦混合气球，其特征在于：所述气球还包括第一充放气阀(10-1)，所述第一充放气阀设于氦气囊侧壁，用于氦气囊内氦...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文华，郑亚明，龙飞，杨天祥，蒋鹏程，龚惠敏，欧阳自强，
申请(专利权)人：中国特种飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42