一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构及成型方法技术

本发明专利技术公开了一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构，其特征在于，太阳能电池支撑结构包括凸出于平流层飞艇囊体外表面的若干条带，若干所述条带为多孔隙泡沫塑料，以相互平行分布或相互交织形成网状结构的方式设置于平流层飞艇囊体顶部柔性太阳能电池安装区域内。本发明专利技术的平流层飞艇太阳能电池支撑结构，具有结构分布均匀，能够支撑大面积柔性太阳能电池重量而不变形，在平流层飞艇飞行过程中，对柔性太阳能电池的具有较好的散热效果，并且，多孔隙泡沫塑料重量轻，不会出现吸湿增重和极限环境条件下的脆化、软化现象，因而在平流层飞艇上具有良好的环境适应性。具有良好的环境适应性。具有良好的环境适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构及成型方法


[0001]本专利技术涉及一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构及其成型方法，属于轻于空气飞行器领域。

技术介绍

[0002]平流层飞艇是一种可长时间在地球大气平流层空域内执行飞行任务的飞行器，相对于其他类型飞行器，它具有飞行高度较高、成本低、滞空时间长等优势，利用平流层飞艇携带相应工作载荷，可实现气象环境监测、区域通信、国土普查、城市交通监测、对地探测、天文观测及高空探险旅游等应用目的。
[0003]为了更好地实现平流层飞艇跨昼夜、长时间可控飞行，设计良好的能源供给/循环系统是平流层飞艇设计、研制过程中的关键技术。当前，在国内外平流层飞艇
中，采用“柔性太阳能电池+蓄电池”的能源供给/循环系统设计技术已成为技术发展主流，它利用了柔性太阳能电池重量轻、转换效率相对较高，电池能量密度不断提升的优点，在平流层飞艇飞行过程中，柔性太阳能电池在白天时可以通过太阳光照产生电能，并对锂离子电池等蓄电池进行充电，在晚上时，通过蓄电池给飞艇提供所需的电能，从而为飞艇提供源源不断的能量，有效解决飞艇长期滞空过程中的能源供给与循环问题。
[0004]为了避免大面积柔性太阳能电池安装后受气流颤振影响，通常采用胶粘、绳系或粘扣的方式将柔性太阳能电池安装在平流层飞艇囊体表面，柔性太阳能电池的衬底与飞艇囊体表面直接接触或贴合。然而，柔性太阳能电池吸收太阳光转换电能的同时也产生大量不期望的热量，这些热量在太阳能电池与飞艇囊体之间不断累积，使得平流层飞艇囊体表面温度快速上升，据相关监测数据显示，持续强日光照射情况下，太阳能电池底部的平流层飞艇囊体表面最高可到90℃以上，这样的持续高温度会大幅降低平流层飞艇结构强度，甚至出现飞艇结构损伤，从而影响平流层飞艇的使用寿命与飞行安全。
[0005]因此，在平流层飞艇囊体上大面积铺设柔性太阳能电池，需要有效排除太阳能电池所产生的废热，或降低热量对飞艇囊体结构的影响，并且，在采取上述防热措施的同时，还应尽量控制对平流层飞艇额外负载的增加。

技术实现思路

[0006]为了解决柔性太阳能电池对平流层飞艇囊体的热致损伤问题，本专利技术提供了一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构，同时，还提供了该支撑结构的成型方法。具体技术方案如下。
[0007]一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构，其特征在于，太阳能电池支撑结构包括凸出于所述平流层飞艇囊体外表面的若干条带，若干所述条带为多孔隙泡沫塑料，以相互平行分布或相互交织成网状结构的方式，设置于平流层飞艇囊体顶部柔性太阳能电池安装区域内。
[0008]进一步地，所述条带采用聚丙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料或脲醛
泡沫塑料。
[0009]采用上述的技术方案，平流层飞艇囊体上设置有凸起的条带，当柔性太阳能电池安装于平流层飞艇囊体时，条带对太阳能电池(衬底)提供支撑，避免了太阳能电池直接紧密贴合于平流层飞艇囊体表面，有利于防止太阳能电池的高温直接传递给平流层飞艇囊体；同时，多孔隙泡沫塑料为高分子树脂材料，具有吸水率低，化学稳定性好，密度低，质量轻，比强度高，热导率低，绝热性能良好等特点，并且有优良的缓冲减震性能；多孔隙泡沫塑料为太阳能电池提供支撑的同时并不会明显增加平流层飞艇囊体的重量；相邻条带之间间隙形成为散热槽，用于排出柔性太阳能电池的热量，降低柔性太阳能电池高温衬底对平流层飞艇囊体的热影响；
[0010]进一步地，所述条带的高度为5mm～20mm，相邻两个条带之间的间距为5cm～20cm。一般来说，条带高度高，散热槽宽度小，对平流层飞艇柔性太阳能电池的支撑平整度好，散热效果好，但为了控制支撑结构的重量，条带采用上述的高度和间距能够对厚度尺寸小、柔韧好的柔性太阳能电池取得较好的支撑性能、散热性能和重量控制的平衡。
[0011]进一步地，所述条带直接在所述平流层飞艇囊体外表面成型，或者所述条带设置在柔性薄膜衬底上，再将柔性薄膜衬底安装在平流层飞艇囊体外表面。直接在平流层飞艇囊体外表面成型条带，条带的结合力更好，稳定性更高；而通过柔性薄膜衬底间接地安装在平流层飞艇囊体外表面，则方便太阳能电池支撑结构的快速更换和维护。
[0012]本专利技术还涉及一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构的成型方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
[0013]对平流层飞艇囊体材料进行分隔、裁剪成为囊体零件；按照设计的条带分布图，将高分子树脂材料喷涂或挤出在平流层飞艇囊体零件外表面上，形成多孔隙泡沫塑料条带及条带图形；多孔隙泡沫塑料在飞艇囊体零件外表面固化、定型；按照平流层飞艇囊体拼接工艺要求，将多块平流层飞艇囊体零件依次完成拼接，同步实现条带的拼接成型。
[0014]本专利技术还涉及一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构的成型方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
[0015]对柔性薄膜衬底进行分隔、裁剪；按照设计的条带分布图，将高分子树脂材料喷涂或挤出在柔性薄膜衬底裁片外表面上，形成多孔隙泡沫塑料条带及条带图形；多孔隙泡沫塑料在柔性薄膜衬底裁片外表面固化、定型；将柔性薄膜衬底裁片平整贴合于拼接过程中的、或完成加工成型的平流层飞艇囊体表面，实现条带的拼接成型；最后完成全部柔性薄膜衬底及太阳能电池支撑结构在平流层飞艇囊体外表面的成型。
[0016]采用上述多孔隙泡沫塑料构成的平流层飞艇太阳能电池支撑结构，具有结构分布均匀，能够支撑大面积柔性太阳能电池重量而不变形，在平流层飞艇飞行过程中，对柔性太阳能电池的具有较好的散热效果，并且，多孔隙泡沫塑料重量轻，不会出现吸湿增重和极限环境条件下的脆化、软化现象，因而在平流层飞艇上具有良好的环境适应性。
附图说明
[0017]图1为平流层飞艇及柔性太阳能电池安装示意图；
[0018]图2为本专利技术的平流层飞艇太阳能电池支撑结构在平流层飞艇上的设置示意图；
[0019]图3为本专利技术的平流层飞艇太阳能电池支撑结构示意图；
[0020]图4为本专利技术的平流层飞艇太阳能电池支撑结构的网格布局示意图，图4(a)为截面是截面示意图，图4(b)为平面示意图；
[0021]图5为本专利技术的平流层飞艇太阳能电池支撑结构的条纹布局示意图，图5(a)为截面是截面示意图，图5(b)为平面示意图；
[0022]图6为本专利技术的平流层飞艇太阳能电池支撑结构喷涂成型系统示意图；
[0023]图7为本专利技术的平流层飞艇太阳能电池支撑结构成型方法流程图。
[0024]图中：1
‑
平流层飞艇囊体，2
‑
太阳能电池，3
‑
太阳能电池支撑结构，4
‑
条带，5
‑
散热槽，6
‑
柔性薄膜衬底，7
‑
泡沫塑料喷涂成型设备，8
‑
高分子树脂原材料。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构，其特征在于，太阳能电池支撑结构包括凸出于平流层飞艇囊体外表面的若干条带(4)，若干所述条带(4)为多孔隙泡沫塑料，以相互平行分布或相互交织成网状结构的方式设置于平流层飞艇囊体顶部柔性太阳能电池安装区域内。2.根据权利要求1所述的一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构，其特征在于，所述条带(4)采用聚丙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料或脲醛泡沫塑料。3.根据权利要求1所述的一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构，其特征在于，所述条带(4)的高度为5mm～20mm，相邻两个条带(4)之间的间距为5cm～20cm。4.根据权利要求1所述的一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构，其特征在于，所述条带(4)直接在平流层飞艇囊体(1)外表面成型，或者所述条带(4)设置在柔性薄膜衬底(6)上，再将柔性薄膜衬底(6)安装在平流层飞艇囊体(1)外表面。5.一种平流层飞艇太阳能电池支撑结构的成型方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳建华，陈友清，
申请(专利权)人：湖南航天远望科技有限公司，
类型：发明
国别省市：