半硬式平流层飞艇骨架与半硬式平流层飞艇的制作方法

本实用新型涉及飞艇骨架结构设计领域，具体涉及一种半硬式平流层飞艇骨架及半硬式平流层飞艇。

背景技术：

平流层飞艇具有非常广泛的军事及民用价值，例如在导弹防御、反恐、通信、遥感、空间观测和大气测量等方面都具有极大的应用价值。但是平流层飞艇飞行高度一般在海拔20km附近，周围的大气十分稀薄，密度大约是底边空气密度的1/14，因此为满足平流层飞艇载荷的需要，平流层飞艇的体积一般都十分巨大，同时由于太阳辐射的影响，平流层飞艇存在超温超压的现象，极易导致飞艇结构发生破坏。平流层平均风速为10m/s，最大风速可达40m/s，对飞艇的结构稳定性和飞控稳定性是个很大的考验。

现有常规飞艇主要包括软式飞艇、硬式飞艇和半硬式飞艇。

而目前在研的平流层飞艇一般采用软式结构并以外气囊存储氦气、内气囊存储空气的方式，为了解决平流层飞艇超热超压问题，需要通过加强囊体材料抗拉伸能力来代偿，带来囊体材料超重以及成本增加问题，且抗风能力弱，飞控稳定性差。

而平流层飞艇采用硬式结构会导致有效载荷少，经济性差。

因此，亟需一种新型结构的平流层飞艇骨架及平流层飞艇。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本实用新型提供一种半硬式平流层飞艇骨架及半硬式平流层飞艇，进而至少在一定程度上克服由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本实用新型的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本实用新型的实践而习得。

根据本实用新型的第一方面，公开一种半硬式平流层飞艇骨架，包括：大加劲环、小加劲环、纵拉杆、中心轴、头锥和尾锥，其中

多个大加劲环分布于飞艇艇身，艇头和艇尾各自分布有一或多个小加劲环，多组纵拉杆均匀分布在大加劲环和小加劲环的圆周上将大、小加劲环依次连接起来，其中纵拉杆和大、小加劲环围绕并保护飞艇蒙皮；以及

中心轴位于飞艇蒙皮内，其中中心轴的一端与纵拉杆的一端通过头锥连接起来，中心轴的另一端与纵拉杆的另一端通过尾锥连接起来。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中大加劲环、小加劲环、纵拉杆和中心轴均为中空管并均采用碳纤维环氧树脂复合材料制成。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中构成头锥、尾锥以及其他所有连接件的材料均为航空铝合金。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中所有金属和复合材料的粘接均采用室温固化结构胶。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中任一大加劲环或小加劲环由多根圆弧管彼此间用螺纹对接接头连接形成,纵拉杆和大、小加劲环的连接通过四通接头进行。

根据本实用新型的一示例实施方式，大、小加劲环和纵拉杆在飞艇蒙皮外表面通过绑绳与蒙皮连接和绑定。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中中心轴由多根中心管通过金属法兰盘连接而成。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中中心轴通过金属法兰盘上的绑绳和飞艇蒙皮连接,且飞艇蒙皮在头锥、尾锥处密封。

根据本实用新型的一示例实施方式，其中飞艇蒙皮在头锥、尾锥处密封包括：

中心轴的一端连接在头锥内盖上，纵拉杆的一端连接在头锥外盖上，飞艇蒙皮夹在头锥内盖和头锥外盖之间，将艇体密封；以及

中心轴的另一端连接在尾锥内盖上，纵拉杆的另一端连接在尾锥外盖上，飞艇蒙皮夹在尾锥内盖和尾锥外盖之间，将艇体密封。

根据本实用新型的第二方面，公开一种半硬式平流层飞艇，其特征在于，包括：

任一前述的半硬式平流层飞艇骨架；以及

飞艇蒙皮。

根据本实用新型示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架及半硬式平流层飞艇具有以下优点：

1.飞艇蒙皮外面的大、小加劲环和纵拉杆组成的整体骨架为飞艇囊体提供了刚性保护，有利于在超压失压时艇体形状的保持。

2.中心轴增加了艇体的整体刚性，提高飞艇整体的飞控稳定性。

3.所有的零件间的连接均为可拆卸连接，便于运输组装。

4.所有的管件均采用碳纤维复合材料，且为中空管，所有的金属件均采用航空铝合金，在保证了整体刚性的同时，有效减重，经济性良好。

5.所有管件均采用耐低温的碳纤维环氧树脂复合材料制成，所用的粘接剂均采用耐高低温的室温固化结构胶，满足工作环境要求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本实用新型的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架及半硬式平流层飞艇整体结构示意图；

图2示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的整体结构的正视图；

图3示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的加劲环结构示意图；

图4示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的加劲环圆弧管连接示意图；

图5示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的纵拉杆和加劲环连接示意图；

图6示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的中心轴连接示意图；

图7示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的头锥连接示意图；

图8示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的尾锥连接示意图。

附图标记说明

1、大加劲环；2、小加劲环；3、纵拉杆；4、中心轴；5、头锥；6、尾锥；7、圆弧管；8、对接接头；9、纵拉管；10、四通接头；11、中心管；12、金属法兰盘；13、对拉螺栓；14、通孔。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本实用新型的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本实用新型的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本实用新型的各方面变得模糊。

本实用新型的目的在于公开一种新型结构的半硬式平流层飞艇骨架及半硬式平流层飞艇，所述半硬式平流层飞艇骨架包括：大加劲环、小加劲环、纵拉杆、中心轴、头锥和尾锥，其中多个大加劲环分布于飞艇艇身，艇头和艇尾各自分布有一或多个小加劲环，多组纵拉杆均匀分布在大加劲环和小加劲环的圆周上将大、小加劲环依次连接起来，其中纵拉杆和大、小加劲环围绕并保护飞艇蒙皮；以及中心轴位于飞艇蒙皮内，其中中心轴的一端与纵拉杆的一端通过头锥连接起来，中心轴的另一端与纵拉杆的另一端通过尾锥连接起来。本实用新型通过飞艇蒙皮外面的大、小加劲环和纵拉杆组成的整体骨架为飞艇囊体提供了刚性保护，有利于在超压失压时艇体形状的保持。通过外气囊存储空气、内气囊存储氦气的气囊布局方式的硬式平流层飞艇结构，达到减小平流层飞艇重量并同时达到保形下降的目的；通过中心轴增加了艇体的整体刚性，提高飞艇整体的飞控稳定性。同时，所有的零件间的连接均为可拆卸连接，便于运输组装；所有的管件均采用碳纤维复合材料，且为中空管，所有的金属件均采用航空铝合金，在保证了整体刚性的同时，有效减重，经济性良好。此外，所有管件均采用耐低温的碳纤维环氧树脂复合材料制成，所用的粘接剂均采用耐高低温的室温固化结构胶，满足工作环境要求。

下面结合附图对本实用新型的半硬式平流层飞艇骨架及半硬式平流层飞艇进行具体说明，其中，图1示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架及半硬式平流层飞艇整体结构示意图；图2示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的整体结构的正视图；图3示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的加劲环结构示意图；图4示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的加劲环圆弧管连接示意图；图5示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的纵拉杆和加劲环连接示意图；图6示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的中心轴连接示意图；图7示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的头锥连接示意图；图8示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的尾锥连接示意图。

图1示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架及半硬式平流层飞艇整体结构示意图，图2示出根据本实用新型一示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架的整体结构的正视图。如图1-2所示，半硬式平流层飞艇骨架包括：大加劲环1、小加劲环2、纵拉杆3、中心轴4、头锥5和尾锥6，其中多个大加劲环分布于飞艇艇身(其中多个大加劲环可均匀即等间距分布于飞艇艇身，但本实用新型不以此为限，也可以是不均匀即不等间距分布于飞艇艇身)，艇头和艇尾各自分布有一或多个小加劲环，多组纵拉杆均匀分布在大加劲环和小加劲环的圆周上将大、小加劲环依次连接起来，其中纵拉杆和大、小加劲环围绕并保护飞艇蒙皮；以及中心轴位于飞艇蒙皮内，其中中心轴的一端与纵拉杆的一端通过头锥连接起来，中心轴的另一端与纵拉杆的另一端通过尾锥连接起来。

具体来说，半硬式平流层飞艇骨架结构可包括数个大加劲环1本实例用5个大加劲环1(但本实用新型不以此为限，也可以是6个或更多个大加劲环，或者是4个或更少个大加劲环)、数个小加劲环2本实例用2个小加劲环2(但本实用新型不以此为限，也可以是3个或更多个小加劲环，或者是1个小加劲环)、用数组纵拉杆3本实例用3组纵拉杆3(但本实用新型不以此为限，也可以是4组或更多组纵拉杆)、1组中心轴4、1套头锥5、1套尾锥6。艇身分布有数个大加劲环1本实例用5个大加劲环1，艇头和艇尾各分布有半数个小加劲环本实例用1个小加劲环2。数组纵拉杆3本实例用3组纵拉杆3均匀分布在小加劲环2和大加劲环1的圆周上，数组纵拉杆3本实例用3组纵拉杆3将大小加劲环依次连接起来，形成飞艇的外骨架，保护飞艇的蒙皮。飞艇蒙皮内有1组中心轴4，中心轴4通过头锥5和尾锥6和数组纵拉杆3本实例用3组纵拉杆3连接起来。形成一个整体的骨架。

如图3、4所示，大加劲环1由数根圆弧管7相互连接而成，本实例由8根圆弧管7相互连接而成，一头为左旋螺纹接头，一头为右旋螺纹接头，两根圆弧管7用一个左右旋螺纹对接接头8连接而成。小加劲环2的连接方式同大加劲环1，由数根圆弧管连接而成，本实例由4根圆弧管连接而成。

如图5所示，纵拉管9通过四通接头10和加劲环上的圆弧管8连接起来。数根纵拉管9本实例由8根纵拉管9通过四通接头10连接成1组纵拉杆3。

如图6所示，2根中心管11通过金属法兰盘12用对拉螺栓13连接而成，金属法兰盘12有均布的通孔14，通过通孔14将飞艇蒙皮连接在中心轴4上，1套中心轴4由数根中心管11连接而成，本实例由7根中心管11连接而成。

如图7所示，数组纵拉杆本实例用3组纵拉杆和1组中心轴4通过头锥5连接，其中中心轴4连接在头锥内盖上，3组纵拉杆连接在头锥外盖上，蒙皮夹在头锥内盖和外盖之间，将艇体密封。

如图8所示，数组纵拉杆本实例用3组纵拉杆和1组中心轴4通过尾锥6连接，其中中心轴4连接在尾锥内盖上，3组纵拉杆连接在尾锥外盖上，蒙皮夹在尾锥内盖和外盖之间，将艇体密封。

根据本实用新型的另一方面，公开一种半硬式平流层飞艇(如图1所示)，包括：任一前述的半硬式平流层飞艇骨架；以及飞艇蒙皮。

通过以上的详细描述，本领域的技术人员易于理解，根据本实用新型示例实施方式的半硬式平流层飞艇骨架及半硬式平流层飞艇具有以下优点：

1.飞艇蒙皮外面的大、小加劲环和纵拉杆组成的整体骨架为飞艇囊体提供了刚性保护，有利于在超压失压时艇体形状的保持。

2.中心轴增加了艇体的整体刚性，提高飞艇整体的飞控稳定性。

3.所有的零件间的连接均为可拆卸连接，便于运输组装。

4.所有的管件均采用碳纤维复合材料，且为中空管，所有的金属件均采用航空铝合金，在保证了整体刚性的同时，有效减重，经济性良好。

5.所有管件均采用耐低温的碳纤维环氧树脂复合材料制成，所用的粘接剂均采用耐高低温的室温固化结构胶，满足工作环境要求。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。