囊体装置及浮空器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及航空航天结构领域，尤其涉及浮空器用的囊体装置及采用该囊体装置的浮空器。
【背景技术】
[0002]高空浮空器在民用上可以代替同步卫星进行通信、电视转播、监视、科学实验等，军用上可以作为具有军用通信、远程侦查、情报、导航、预警等功能的通用平台，无论从军用还是民用上来看，浮空器都拥有极高的经济价值和战略价值，浮空器的服役寿命也受到了各界的广泛关注，而影响浮空器寿命的关键原因除了蒙皮材料本身性能之外还有用于分散浮空器囊体浮力的结构设计方式。目前分散浮空器囊体浮力的结构设计方式主要有两种:一种是在囊体底部进行捆扎然后进行装备吊装，底部的蒙皮材料承担整个浮力囊体的浮力的集束式方案；还有一种是在囊体中部设置多点拉袢结合加强筋承担浮力的多点拉袢式方案。采用这两种设计方案对囊体自身蒙皮材料的要求会很高，在高空囊体高压差、囊体反复冲放气及长时间高空服役工作后容易导致蒙皮材料承力点处的破坏，这是因为这两种设计方案都是直接将分散浮力的受力点加注到囊体蒙皮材料上，使得囊体承力点在承受浮力的同时还要承受进入高空后内部气体膨胀产生的巨大气压，易造成囊体蒙皮应力集中点的破损，缩短浮空器高空服役寿命。为此有必要研制一种新的能够避免应力集中的分散浮空器囊体浮力的结构设计方案。
【实用新型内容】
[0003]为了克服上述缺陷，本实用新型旨在提供一种可避免应力集中囊体装置及采用该囊体装置的浮空器。
[0004]根据本实用新型的一方面，提供了一种应用于浮空器的囊体装置，包括:囊体、拉网结构及底部挂装装置。该囊体为母线为弧形的轴对称体，且该囊体为浮力囊体。该拉网结构包括:多条直径不同的环向承力带，以所述囊体的顶部中心为圆心设置；多条纵向承力带，一端连接于该囊体的顶部中心，该多条纵向承力带与所述多条环向承力带正交设置且以该囊体的顶部中心等角度分布，用于承受浮力及纵向张力；及多条第一均力承力带，设置于相邻环向承力带及相邻的纵向承力带所构成的区域内，该第一均力承力带的两端分别连接所述环向承力带与纵向承力带相交的位于对角位置的结点。该底部挂装装置与该多条纵向承力带的另一端相连，用于挂装预吊挂的物件。
[0005]在一实例中，该囊体包括多个依次对接的囊瓣，依次对接的囊瓣整体构成轴对称体形状。
[0006]在一实例中，该纵向承力带的数量与该囊瓣的数量的比例为1:2至1:4。
[0007]在一实例中，该第一均力承力带两端与对应的环向承力带和纵向承力带在其结点处相互固定，每两条相交的第一均力承力带相互独立。
[0008]在一实例中，该底部挂装装置包括聚带结构和吊索，该多条纵向承力带的远离该囊体的一端聚集固定于该聚带结构，该吊索连接于该聚带结构，用于连接预吊挂的物件。
[0009]在一实例中，该吊索包括第一吊绳、吊挂板及第二吊绳，该第一吊绳的相对两端分别与该聚带结构和吊挂板连接，该第二吊绳的一端连接于该吊挂板。
[0010]在一实例中，该吊挂板上设置有用于与浮空器施放车连接的通孔。
[0011]在一实例中，该第一吊绳和第二吊绳为钢丝绳。
[0012]在一实例中，在相邻环向承力带和相邻纵向承力带所限定的区域内，该拉网结构进一步包括第二均力承力带和第三均力承力带，该第二均力承力带的两端分别位于对应的限定的区域内的两个环向承力带的中点，且第二均力承力带经过两个第一均力承力带的相交点；该第三均力承力带的两端连接于对应的限定的区域内的两个纵向承力带，垂直于该第二承力带且经过所述两个第一均力承力带的相交点。
[0013]在一实例中，该第一均力承力带、第二均力承力带及第三均力承力带均为独立的结构。
[0014]根据本实用新型的一方面，提供了一种浮空器，包括:如上所述的囊体装置；吊舱，与该底部挂装装置相连；及太阳能电池板，连接于该吊舱。
[0015]本实用新型实施例中，采用拉网结构进行吊挂承力，环向承力带、纵向承力带及第一均力承力带使得整个囊体的承力更加均匀，从而避免了浮空器的应力集中问题。
【附图说明】
[0016]在结合以下附图阅读本实用新型公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。
[0017]图1是根据本实用新型的一方面的囊体装置的立体示意图。
[0018]图2是图1中囊体装置的拉网结构的示意图。
[0019]图3是图1中III部分的放大示意图。
[0020]图4是图1中IV部分的放大示意图。
[0021]图5是中囊体装置中的拉网结构的另一实施方式示意图。
[0022]图6是根据本实用新型的另一方面的浮空器的立体示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。
[0024]如图1所示，为本实用新型一方面的囊体装置100的示意图，该囊体装置100包括囊体10、拉网结构12及底部挂装装置14。
[0025]该囊体10为超压浮力囊体，其一般为母线为弧形的轴对称体，如球形、水滴形等。本实施例中，该囊体10为的形状为圆球体，包括多个依次对接的囊瓣(图未示)，依次对接的囊瓣整体构成圆球体形状。该囊体10的材料可以采用飞艇的蒙皮材料，本实施方式中，该囊体10为多层结构，依次包括防老化层、胶层、织物层、基底层、高阻隔层及焊接层。可以理解的是，在囊体10的多层结构的最外侧还可以进一步形成光反射材料层(图未示)，如铝箔层等，可以有效反射太阳光线，减小太阳光照射对蒙皮材料的损伤。
[0026]请进一步参阅图2至4，该拉网结构12包括环向承力带120、纵向承力带122及第一均力承力带124。该拉网结构12的材料可以采用但不限于单层芳纶带。
[0027]环向承力带120为多个直径不同的加强筋约束环，以囊体10的顶部中心为圆心进行布置，用于承受环向张力，本实施例中，该环向承力带120的数量为三个。
[0028]纵向承力带122即为承力加强筋，数量为多个，其数量一般与囊体10的囊瓣的数量比范围为1:2至1:4，本实施例中，其比例为1:3，如:当囊瓣数量为90时，纵向承力带122的数量为30。将纵向承力带122的数量设置为与囊瓣的数量成比例关系，可以使每个纵向承力带122的对应整数个囊瓣，从而使囊体10的承力更加均匀。多个纵向承力带122的一端连接于该囊体10的顶部中心，该多个纵向承力带122与环向承力带120正交设置且以该囊体10的顶部中心等角度分布，用于承受浮力及纵向张力。
[0029]该第一均力承力带124为多个，设置于相邻环向承力带120及相邻的纵向承力带122所构成的区域内，第一均力承力带124的两端分别连接环向承力带120与纵向承力带122相交的位于对角位置的结点，用于节点之间力的传递以改善拉网结构12在囊体10的顶部位置的受力情况。第一均力承力带124的两端与对应的环向承力带120和纵向承力带122在其结点处相互固定