一种多用途传输系统及其建造方案技术方案

本发明专利技术公开了一种多用途传输系统及其建造方案，属于航空航天技术领域。包括上部的超巨型临近空间浮空器及航天发射、操控平台，中部的巨型临近空间浮空器及上下交汇中转站平台，下部的锚站，还有在此三部分之间的缆绳以及自行缆车。其独特点是所述浮空器预留有充足气囊，使浮空器载重量不会因高度上升而减小。本发明专利技术主要用途是作为设置在海拔30至50千米超高空域的、高效节能的航天发射平台系统，另兼具多种重大用途。本发明专利技术能用大型缆车通过缆绳将人员物资、航天器具等输送到所述超巨型浮空器上，再由所述航天发射平台将航天器具发射进入太空，相较于传统、在研及未来各类航天方式都具有众多优势优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多用途传输系统及其建造方案
本专利技术公开了一种前所未有的多用途的天地传输系统其建造方案。是属于航空航天领域的技术。其主要用途是作为一种设置在海拔30至50千米以上的、高效节能的超高空航天发射平台系统，它能将人员、货物、装备、航天载具、航天器和航天物资等用大型缆车通过缆绳输送到位于超高空的超巨型临近空间浮空器(超浮器)上，再经其上的航天发射平台和操控平台将航天器发射进入太空。因此本专利技术主要是属于航空航天领域的技术。本专利技术还兼具多种重大用途。
技术介绍
本专利技术涉及数量众多的
，为阐明本专利技术具有可靠的技术基础与技术突破，现对本专利技术涉及的以下几项主要
技术介绍
加以必要说明。(一)新材料。1.超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维UHMWPE是性价比优异的热塑性工程塑料，几乎集中了各种塑料的优点且密度略低于水。其耐热性、刚度和硬度偏低，但纤维比强度是迄今已商品化的所有纤维中最高的，而且也是当前我国可以自主大规模高质量生产制造、不会受制于外国的超级纤维材料！UHMWPE纤维用于超长缆绳、临近空间浮空器等航海航空航天领域，能降低自重，增加有效承重、载重，提高浮空器升限且经久耐用。举例来说，当前商品化的直径10mm的UHMWPE纤维绳的最小破断力在9.4t(吨)以上，我国科学家在优化纤维捻度和纤维浸胶的种类、含量后，已使同直径UHMWPE纤维绳的最小破断力达到12t！假设以此种优化纤维编织成厚30mm、宽200mm的带状缆绳，保守估算，其最小破断力将达750--850t。若该缆绳上下长为15km，则其自重为100t左右。若将载人安全系数定为6，载物安全系数定为4，则其载人、载物最大有效承重力分别达到125t和170t，减去缆绳自重后最大有效净承重力分别达到25t和70t。若将该缆绳制造成上厚(54mm)下薄(30mm)的形式，则其自重为140t，其上端最小破断力为1350--1440t，其下端最小破断力仍为750--800t，但其载人、载物最大有效净承重力将分别达到125t和170t以上(缆绳自重已被增加的缆绳厚度所分担)！因此将此种纤维材料应用于本专利技术所述缆绳系统完全可行。2.聚对苯二甲酰对苯二胺(对位芳纶)(PPTA)纤维比强度是钢的5倍。最大优势在于耐高温，在国防航空航天领域有广泛运用。UHMWPE纤维与PPTA纤维复合使用将获得较优异的比强度和耐高温性。3.聚对苯撑苯并二噁唑(聚苯并唑)(PBO)纤维高端PBO纤维强度、模量在现有的化学纤维中最高；耐热性和难燃性高于其它任何一种有机纤维。直径1毫米的PBO细丝可吊起450千克的重量，其强度是钢丝纤维的10倍以上。是有广泛重大用途的21世纪超级纤维。4.碳纳米管纤维碳纳米管纤维具有良好的力学性能，抗拉强度达到50～200是钢的100倍,密度却只有钢的1/6；弹性模量与金刚石相当，约为钢的5倍。理想结构的单层壁的碳纳米管抗拉强度约800GPa！碳纳米管纤维是未来型革命性超级纤维材料，具有无比广泛的应用前景。5.聚氟乙烯(PVF)PVF薄膜具有优异的耐磨耐候能力，可用于航空航天器材的表面耐候层。6.乙烯--乙烯醇共聚物(EVOH)EVOH树脂的最显著特点是其对气体的阻隔作用，最适宜作为飞艇等浮空器的蒙皮阻氦层。7.聚醚聚氨酯聚醚聚氨酯是优良的临近空间飞艇蒙皮材料粘接剂和焊合剂。(二).飞艇。飞艇作为最早的航空器之一曾兴盛一时，后逐渐被飞机取代。近年来，飞艇重新获得重视，各国纷纷研制新型飞艇。主要原因就是飞艇的有效载重量大，空中运输能力强，能满足中远程空中运输的需要。现代先进的制造控制技术不仅使兴登堡飞艇灾难事件不再重演，还使飞艇的用途获得广泛的延伸。各国正大力发展高空、超高空飞艇，以用于雷达探测、预警导航、通讯转发、应急卫星功能补位、移动通信服务、天文观测、气象监测、对地勘探、勘测、测绘、对地超高精观察探测、应急救灾、＇高空超高空旅游等。可见飞艇在未来有非常广泛的应用前景。传统的飞艇，想要提高升限，要么减少压舱物，要么排除内气囊空气。但是随着海拔高度增加，大气压力也急剧下降，飞艇气囊内外压差不断增大，使飞艇气囊的膨胀率和蒙皮承受力很快达到极限。所以要想让飞艇飞得更高，就应打破飞艇的传统、常规布局，设法提前预留足够多的容纳膨胀气体的大型轻质高强气囊。这样，即使飞艇上升到数十km高空，浮力气体膨胀几十上百倍也不必担心气囊会胀破。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于继承发扬现有和在研的航空航天领域各飞行器的优点并尽可能限制其各自弊端，建造一种天地传输系统，具体点说就是建立在超高空的航天发射平台系统；所以本专利技术是一种主要作为超高空航天发射平台的、前所未有的、多用途的天地传输系统。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:该系统主体结构包括上部结构的超浮器和航天发射、操控平台，中部结构的巨浮器和上下交汇中转站平台，下部结构的锚站平台，以及联系所述上中下三部分的缆绳和缆车；其中，所述上部结构的超浮器，是一种新概念V形布局的新型半硬式飞艇，其主体部分是尾部收缩的齐柏林飞艇外形的半硬式飞艇，其主体两侧是对称的球形半硬式飞艇，所述球形半硬式飞艇包括在充气后展开成近似球形的气囊以及能收纳所述球形气囊的贝壳式外罩；所述航天发射平台位于超浮器主体部分的背部表面上，包含一块带跑道的发射广场和一条航天发射轨道，所述航天发射轨道上有一部轨道加速器和一套制动系统，所述轨道加速器上搭载运载火箭，所述轨道加速器底部装设有一部绳牵引加速器，所述发射广场上装备有起重设备；所述航天操控平台位于所述超浮器主体部分的腹部下面；所述超浮器的重心中点部位是一条由上至下贯穿连通所述航天发射平台与操控平台的通道井，所述通道井上端有龙门吊架，所述系留传输缆绳上端经所述通道井与所述龙门吊架紧固连接，所述通道井内壁安装有人员物质上下转运电梯。进一步的，所述天地传输系统中部结构的巨浮器，是超浮器的近似缩小版，包括主体部分和球形半硬式飞艇等；所述上下交汇中转站平台包括位于所述巨浮器主体部分腹部下面的中转舱和背面上的中转广场；所述系留传输缆绳上、下段在所述巨浮器的通道井内通过离合装置联接。进一步的，所述天地传输系统下部结构的所述锚站平台包括可分解组合、自主机动的中心系留锚站和三角抗风抗拉锚站，所述三角抗风抗拉锚站位于以所述中心系留锚站为中心的等边三角的顶点位置上，可根据气象条件机动转移，调整所述三角斜拉抗风缆绳的角度和方位，以适应不同的风速风向，维持所述巨浮器稳定；所述中心系留锚站和所述三角抗风抗拉锚站底部都有若干根钻入地下数十米的锚桩；所述中心系留锚站下半部位有所述缆车的进出通道，所述进出通道口有所述缆车专用的入轨龙门吊架，所述入轨龙门吊架到所述通道内部是一条托离地面的缆车轨道，所述中心系留锚站上表面到所述通道之间是缆车通道井，所述缆车通道井中心正下方是缆绳收放铰链装置；所述中心系留锚站和所述三角抗风抗拉锚站由中空的组合单元拼装而成，组合单元空腔内可注水增重。进一步的，所述缆绳分为系留传输缆绳、三角斜拉抗风抗拉缆绳和升力过载保护缆绳；在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主要作为超高空航天发射平台的多用途传输系统及其建造方案；其特征在于:该系统主体结构包括上部的超巨型临近空间浮空器(以下简称超浮器)(1)和航天发射(2)、操控平台(3)，中部的巨型临近空间浮空器(以下简称巨浮器)(4)和上下交汇中转站平台(5)，下部的锚站平台(6)，以及联系上中下三部的缆绳(7)和缆车(8)。/n

【技术特征摘要】
20200815 CN 20201082163911.一种主要作为超高空航天发射平台的多用途传输系统及其建造方案；其特征在于:该系统主体结构包括上部的超巨型临近空间浮空器(以下简称超浮器)(1)和航天发射(2)、操控平台(3)，中部的巨型临近空间浮空器(以下简称巨浮器)(4)和上下交汇中转站平台(5)，下部的锚站平台(6)，以及联系上中下三部的缆绳(7)和缆车(8)。


2.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于:所述上部结构的超浮器(1)，是一种新概念V形布局的新型半硬式飞艇，其主体部分(11)是尾部收缩的齐柏林飞艇外形的半硬式飞艇，所述主体部分(11)两侧是对称布局的球形半硬式飞艇(12)，所述球形半硬式飞艇(12)包括在高空充气后展开成近似球形的气囊(121)以及能在低空阶段收纳所述球形气囊(121)的贝壳式外罩(122)；以上新概念V形布局的所述超浮器(1)的特征演述，是本发明主要结构特点之一，未来将基于材料技术进步、减阻节能和控制自重等原则不断优化改进。


3.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于:所述航天发射平台(2)位于所述超浮器主体部分(11)的背部表面上，包含一块发射广场(21)和一条航天发射轨道(22)；所述操控平台(3)位于所述超浮器主体部分(11)的腹部下面；所述超浮器(1)的重心中点部位是一条由上至下贯穿所述超浮器(1)、连通所述航天发射平台(2)与所述操控平台(3)的通道井(13)；所述通道井(13)上方有缆绳龙门吊架(131)，所述系留传输缆绳上段(712)穿过所述通道井(13)与所述缆绳龙门吊架(131)紧固连接，所述通道井(13)内壁安装有人员物质上下转运电梯(132)；所述操控平台(3)是气密空间舱室。


4.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于:所述传输系统中部结构的巨型临近空间浮空器(简称巨浮器)(4)，是所述超浮器(1)的近似缩小版；所述上下交汇中转站平台(5)包括位于所述巨浮器主体部分(41)腹部下面的中转操控舱(51)和背面上的中转广场(52)；所述巨浮器(4)的重心中点部位亦有上下贯穿的通道井(43)，所述系留传输缆绳(71)可与所述巨浮器(4)紧固连接；所述中转操控舱(51)是气密空间舱室。


5.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于:所述传输系统下部结构的锚站平台(6)包括可自主机动的中心系留锚站(61)和三角抗风抗拉锚站(62)；常态下所述三角抗风抗拉锚站(62)位于以所述中心系留锚站(61)为中心的等边三角的顶点位置上；所述中心系留锚站(61)和三角抗风抗拉锚站(62)底部都有若干根钻入地下数十米的锚桩(611)(621)；所述中心系留锚站(61)下部有所述缆车(8)的进出通道(612)，所述进出通道(612)口有缆车专用的入轨龙门吊架(613)，所述龙门吊架(613)到通道(612)内部是一条架离地面的缆车轨道(614)，所述中心系留锚站上表面到所述进出通道(612)之间是缆车通道井(615)，所述缆车通道井(615)中心正下方是缆绳收放铰链装置(616)；所述中心系留锚站(61)和所述三角抗风抗拉锚站(62)由中空组合单元(63)拼装而成；所述缆绳(7)分为系留传输缆绳(71)、三角斜拉抗风抗拉缆绳(72)和升力过载保护缆绳(73)；所述系留传输缆绳(71)分为上下两段，其下段(711)从地面所述中心系留锚站起向上，至所述上下交汇中转舱(51)止，其上段(712)起于所述上下交汇中转舱(51)，经所述巨浮器(4)、操控平台(3)、超浮器(1)，至所述龙门吊架(131)止；所述三角斜拉抗风抗拉缆绳(72)位于所述三角抗风抗拉锚站(62)与所述巨浮器(1)之间；所述升力过载保护缆绳(73)根据需要安装在所述超浮器(1)与所述巨浮器(4)之间；所述三角抗风抗拉锚站(62)、所述升力过载保护缆绳(73)上下两端的超浮器(1)和巨浮器内、所述缆绳龙门吊架上都设有与缆绳收放铰链(616)原理相似的缆绳收放铰链装置。


6.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于:所述缆车(8)运行在所述系留传输缆绳(7)上，是可自主攀行的动力缆车；所述缆车(8)以防火材料分隔为上中下三个功能性区域部分，其上部为动力区(81)，中部为装载区(82)，下部为安全应急区(83)；所述动力区(81)上端是多组强磁离合、对向压紧、同步轮履带式行进装置(811)，所述行进装置(811)结构由外至内分别为悬臂(8111)、外罩(8112)、强磁离合器(8113)、箱体(8114)、齿轮机构(8115)、同步履带(8116)、同步轮(8117)和同步轮轴(8118)，所述行进装置(811)下端经所述万向传动轴(8121)、分动器(8122)、变速器(8123)、连轴器(8124)与所述油驱(8131)、电驱(8141)分别相连，所述油驱(8131)与燃油箱(8132)和应急着陆减震空气囊(831)相连，所述电驱(8141)与大容量蓄电池组(8142)和激光光电板(8143)或燃料电池(8144)相连，所述电驱的电机是发电--电动一体机，当所述缆车(8)向下运行时所述电驱电机(8141)可自行发电并储存于蓄电池组(8142)，所述动力区(81)设置有应急消防站(815)，所述动力区(81)两侧备有大型应急减速降落伞(816)；所述行进装置(811)的悬臂(8111)通过挂架(817)与所述缆车(8)中部的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：申焕渝，
类型：发明
国别省市：四川;51