高空飞行器制造技术

本发明专利技术涉及一种高空飞行器，尤其地平流层飞行器，其构造成软式飞船，高空飞行器带有机身(1)，机身(1)具有至少部分地填充有不同于空气的比空气轻的承载气体、尤其为氢的护罩(10)；其由此而出众，即，机身(1)设有至少一个用于承载气体的第一腔(11)；机身(1)具有至少一个第二腔(12)，其可填充有空气；在第一腔(11)和第二腔(12)之间设置有优选地由柔性的膜片形成的柔性的分离壁(13)；并且可取决于飞行高度如此控制或调节对第二腔(12)进行的优选地热的空气的充填，即，始终以绷紧的方式填充机身(1)的护罩(10)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高空飞行器(H0hen-Luftfahrzeug)、尤其地平流层飞行器，其构造成软式飞船(PrallluftschifT)。
技术介绍
当今，为了保护领土不受敌人侵略的重要目的在于，如此早地发现飞向领土的飞行体(Flugk6rper)(例如导弹)，以使得有效地与该飞行体战斗是可能的。借助于卫星进行这种类型的领空监控(Luftraumilberwachimg)非常昂贵且高成本。因此，定位在大的高度例如在平流层中的观察平台可为卫星的备选方案。同样，平流层的平台可用于其它通常由卫星执行(wahrnehmen)的任务，例如作为用于无线信号传递的中继站，例如用于代替或补充通讯卫星。从普遍的现有技术中已知无人驾驶的以气球为基础(Ballonbasis)的航空器，其可达到相当的(vergleictibar)飞行高度并且具有低的运行成本。但是，不仅在高度方面而且在水平方面都不可以需求的程度操纵该气球航空器，并且因此例如无法抵抗在该处存在的高空风(H0henwind)而维持预定的位置。尤其地在大的高度中存在的其走向不恒定的高速气流要求高空飞行器的合适的操作灵敏性(Man0vrierbarkeit)，以便该高空飞行器可例如如此定位在高速气流之外或边缘处，即，其相对于在地表上的地点几乎静止。此外，已知这样的传统的飞行器，即，其虽然具有需求的操作灵敏性，但是其仅仅使受限的飞行时间成为可能并且在此引起非常高的运行成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的为，提供这样的高空飞行器，S卩，其可以几乎不受限制的飞行时间且优选地在土地(Grimd)之上静止地定位在直至约38km高度的上平流层中。这种类型的飞行器应能够，载有相应的工作负荷装备(Nutzlastausrilstimg)以及驱动装备、飞行调节和通讯装备以及为此所需的能量供应装备并且可自主地使这些装备运行。该目的通过在权利要求1中给出的高空飞行器实现。优点尤其地适合作为平流层飞行器的这种类型的根据本专利技术的高空飞行器构造成带有这样的机身的软式飞船，即，机身具有至少部分地填充有不同于空气的比空气轻的承载气体(Traggas)的护罩。该承载气体优选地为氢。根据本专利技术，高空飞行器由此而出众，即， 机身设有至少一个用于承载气体的第一腔，机身具有至少一个第二腔，其可填充有空气，在第一腔和第二腔之间设置有优选地由柔性的膜片形成的柔性的分离壁，并且可取决于飞行高度如此控制或调节对第二腔进行的优选地热的空气的充填(BefUllimg)，即，始终以绷紧的方式(prall)填充机身的护罩。为此，第二腔可设有可控制的或可调节的充填控制装置。该带有两个腔或两组腔的(即用于承载气体的第一腔和用于填充空气的第二腔) 的设计方案具有的优点为，通过在上升时将来自第二腔中的空气给出到环境处，可仅仅通过设置在第二腔中的或第二组腔中的空气补偿在从地面上升到平流层中时作用到飞行器上的压力差，从而包含在第一腔中的承载气体通过柔性的膜片的变形可在飞行器的护罩之内膨胀，而不必将承载气体从第一腔中排出。此外，该结构方案使压力补偿成为可能，对于高空飞行器的垂直的操作灵敏性来说必须应用该压力补偿。如果飞行器必须改变其高度，例如必须从之前占据的高度下降以用于避开高空风，则飞行器运动到土地之上的这样的高度位置中，即，在该高度位置中存在作用到护罩上的较高的外压力。为了即使在带有较大的环境压力的该高度中也维持飞行器的外结构，必须同样提高在飞行器的护罩的内部中的压力。这可再次通过将环境空气吹入第二腔中实现。由此，充填控制装置用于，通过在不损失在第一腔中不同于空气的承载气体的情况下调节在第二腔中的空气的压力，使高空飞行器的外轮廓在每个飞行高度中在土地之上保持恒定。尤其有利的是，可填充有不同于空气的承载气体的第一腔设置在机身的上部中， 并且可填充有空气的第二腔设置在机身的下部中。优选地，分离壁在其上侧上构造成起反射作用的，由此可减小热能到太空中的辐射。优选地，分离壁在其下侧上构造成吸收红外线的，以使得从地面发出的红外线辐射日夜将位于下腔中的提升用空气充填物加热到明显超过存在于相应的高度中的环境温度。由此，产生附加的静态上升力，而不必消耗飞行器的系统专用的能量储备。同样有利的是，对于第二腔设置充填控制装置，其具有至少一个排气阀，利用该排气阀使空气受控地从第二腔中选出成为可能，并且充填控制装置具有至少一个充气鼓风机，利用该充气鼓风机可将来自环境的空气泵入第二腔中。以这种方式，充填控制装置可进行存在于第二腔中的空气压力的受控的调节，并且如此将该内空气压力与在相应的飞行高度中的要求相匹配，即，始终以绷紧的方式填充飞行器的护罩，而护罩不凹陷 (zusammenfallen)并且也不被置于这样的危险中，即，由于内过压而爆炸。优选地，充填控制装置具有太阳能热交换器，其借助于撞上(auftreffen)的太阳辐射能加热流入第二腔中的空气。由此，借助于太阳能热预热从外部引入第二腔中的在大的高度中明显低于0°C的环境空气，从而以这种方式产生用于飞行器的附加的升力。尤其地，同样有利的是，如此构造充填控制装置，S卩，可使包含在第二腔的内部中的空气流动地循环通过太阳能热交换器。该变型方案使以下成为可能，即，已经包含在第二腔中的空气循环通过太阳能热交换器并且被加热，并且由此提高在第二腔中的空气的温度，这同样导致飞行器的升力的提高。优选地，在机身之下设置至少一个容纳工作负荷的舱，其通过承载元件与机身相连接。该承载元件例如可由拉绳形成。尤其地，同样有利的是，机身设有至少一个产生空气动力学的上升力的机翼。在构造成软式飞船的高空飞行器处的这种类型的机翼使以下成为可能，即，除了空气静力学的上升力，附加地也使用空气动力学的上升力以用于控制飞行器的垂直的位置。在此，尤其有利的是，机翼具有在纵截面中在空气动力学方面形成(formen)的护罩，其由薄膜、优选地聚酯薄膜或尼龙薄膜(例如KEVLAR 膜)、或尼龙纤维织物制成， 机翼在跨度(Sparmweiten)方向上具有至少一个可填充有压缩气体的软管，其在填充的状CN 102530231 A态中优选地与构造成压杆的内接(einbeschrieben)在软管中且在整个跨度上伸延的栅形框架承载件(GitterfachwerktrSger)—起形成机翼的加强以抵抗在跨度方向上的压力，并且机翼的自由的端部利用优选地包括拉绳的张紧装置朝向(gegen)机身和/或设置在机身之下的舱张紧。由于其强度而尤其合适的聚酯薄膜为双轴地定向的聚酯薄膜，例如在市场上以商标“ MYLAR ”提供的聚酯薄膜。该机翼通过其极其低的重量而出众，因为其在跨度方向上仅仅从填充有压缩气体的软管或多个填充有压缩气体的软管中获得其强度。因此，例如多个填充有压缩气体的软管可在跨度方向上伸延，其具有不同的直径，并且相互连接，并且由共同的外护罩包围，从而从该结构中得到带有产生空气动力学的上升力的轮廓的机翼。如果应用比空气轻的气体 (例如氢或氦)作为用于填充软管的压缩气体，则机翼不仅具有空气静力学的上升力分量， 而且在相应的环流时具有空气动力学的上升力分量。机翼的自由的端部相对于机身和/或设置在机身之下的舱的张紧用于，在作用在机翼处的上升力的加载下机翼不向上折断。除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·耶布尔，H·W·蓬格拉茨，
申请(专利权)人：伊德斯德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：