飞艇囊体材料的发展

飞艇的先进性无不和它所用囊体材料的性能息息相关，囊体材料的性能主要包括力学性能、气密性，耐运用性，易成型性，耐候性和低重性，现代工业的发展使飞艇囊体材料在提高其性能方面有了长足进步，相应材料结构形式从不同发民阶段的胶布材料发展到新近的薄膜／织物层压复合材料。评定囊体材料性能的有效试验方法日趋成熟，但现今囊体材料还存在一些不足，本文对上述内容进行了评述。     

飞艇囊体薄膜材料的双向拉伸试验及结构仿真

飞艇囊体膜材的弹性常数是飞艇外形设计、结构分析、动力学分析的基础。本文根据正交异性平面应力模型假设,应用双向拉伸试验方法获得了飞艇囊体膜材HV130在不同载荷比条件下的经纬向弹性模量和泊松比。对飞艇囊体进行应力分析,得到囊体应力的理论解及环向应力和轴向应力的载荷比。根据飞艇囊体受力情况,选取对应的弹性常数,对飞艇进行不同压差条件下的静力学仿真分析。利用非接触应变测量系统测试不同压差条件下飞艇囊体的变形情况,验证了双向拉伸试验所得的弹性常数的准确性和仿真分析的可靠性。本文能为飞艇的外形设计和结构分析提供参考。      

飞艇浮升力随高度变化规律的研究

针对软式飞艇，在确定压力高度和囊体体积的条件下，对其所受的浮升力随高度变化规律进行了理论分析和仿真计算，给出了飞艇囊体体积设计、压力高度的确定与总浮升力和静浮升力各参数之间的数值变化关系，为飞艇的总体设计提供了理论基础。     

浮空飞行器压力调节控制系统工程研究

 压力调节控制系统是浮空型飞行器最基本、最重要的组成部分之一,其工程设计直接关系到浮空平台的安全和性能.根据囊体材料应力分析和浮空平台保持形状的要求,推导了以飞艇为代表的浮空型飞行器压力控制的基本控制要求;探讨了浮空型飞行器压力控制系统的构成和主要参数的工程设计方法;从调节速度和调节范围两方面分析了压力控制系统的调节能力及其对飞艇平台性能的影响,并给出设计飞行高度和空气囊占比的关系曲线,从而明确了设计飞行高度对浮空平台体积的要求;介绍了典型的压力系统控制方法,并经中空实验飞艇自主飞行验证,压力控制效果明显.压力控制系统的工程设计研究侧重于实际应用,具有工程实用价值.     

飞艇及系留气球电气系统设计中的干扰及对策

飞艇和系留气球都属于软式浮空飞行器,因其具有留空时间长、使用成本低等特点受到广泛的关注和应用。由于飞艇和系留气球属于软囊体飞行器,其电气系统没有类似飞机机体金属壳体提供的电磁屏蔽和大面积的地电位,在使用过程中易受干扰,甚至影响飞行安全。基于此,该文通过分析干扰来源——内部干扰和外部干扰,作用途径——共模干扰电流和差模干扰电流,针对系统设计中常用的电机、线缆、舵机和测控装置等具体设备提出了应对措施。可以有效解决飞艇及系留气球电气系统的干扰问题,保障飞行安全。     

刚度构型对飞艇定常流固耦合特性的影响研究

飞艇作为临近空间高分辨率观测的重要平台,力学性能研究非常重要。飞艇的主体材料一般由柔性蒙皮构成,容易在气动作用下产生较大的变形,存在较强的流固耦合效应,是其力学性能研究的关键。该文采用松耦合方法形成了定常流固耦合计算方法,并且针对流场与结构的模型展开了详细的计算,和实验结果进行了验证。针对不同刚度构型飞艇模型的计算结果显示:硬式飞艇不需考虑流场和结构的耦合效应,半硬式和软式飞艇的耦合效应较明显。其中半硬式飞艇,耦合效应主要影响区域为柔性最大的橡胶部分,考虑耦合效应后,飞艇位移变形量增加约5%。软式飞艇,变形最为明显的是飞艇的尾部和头部,在来流作用下会出现明显的抬头位移,最大位移增量为225%。此外还采用量纲分析方法,得到了艇体变形与膜材料弹性模量、内压、来流的变化规律。当模型与实物满足几何相似、材料相似和动力学相似的条件下,变形将满足几何相似律。     

临近空间飞艇蒙皮材料研究进展和需求分析

临近空间飞艇具有大范围不间断的高效信息获取与传输能力, 是近期国际上竞相发展的未来信息平台。蒙皮材料是临近空间飞艇的主要材料, 其质量和性能决定了飞艇的大小、 寿命和成本, 是发展临近空间飞艇的基础。本文中针对临近空间飞艇蒙皮材料选取和应用存在的若干困难, 从蒙皮材料工程需求出发, 对蒙皮材料的强度、 耐候性、 阻隔性和试验评价方法等方面的研究现状进行总结和分析, 讨论未来高性能临近空间飞艇蒙皮材料的研究发展方向。     

无人飞艇气囊体积监测系统设计

三维激光扫描作为一种快速获取立体空间信息的技术手段,通过扫描测量可得到连续、完整、关联的全景点三维坐标,具有点位测量准确度高、空间点采集密度大、速度快、不需建立控制点等特点。由于大型无人飞艇气囊为柔性囊体,形态变化较快,体积难以保持固定不变,因此引入三维激光扫描对无人飞艇气囊体积进行测量。本文主要研究了基于三维激光扫描的无人飞艇气囊体积监测系统,通过激光测距、坐标转换、数据处理、三维重构最终构建气囊的三维几何模型,从而定量计算出气囊的体积。     

高空浮空器发展现状及趋势

高空浮空器是指由充满轻质气体的囊体产生浮力、任务高度处于距离地球表面20～100Km、能执行长期驻留任务的飞行器。高空浮空器包括飞艇和系留气球[1],部分非系留并长期在固定高度工作的气球也被认为是     

浮空器囊体材料的气密性研究

浮空器产品的一个重要技术指标是囊体气密性。为了对产品实际加工后的囊体材料气密性进行研究,模拟实际加工工况,对Vectran、尼龙、聚酰亚胺三种不同织物为承力层的囊体材料本体揉搓前后及片幅之间连接处的透氦率进行测试,分析了透氦率变化情况。结果表明：囊体材料透氦率随着揉搓次数及热合缝隙面积增加而增大,含外热合条的缝隙处透氦率与本体材料相当。该结果可用于指导囊体材料的选择、产品的加工及整体泄漏量的评估。     

红外热成像检测浮空器囊体材料热合效果初探

采用红外热成像检测的方式对浮空器囊体材料热合部位进行检测,对比热合程度不同的两组试验件的检测效果,可以较好地区分出囊体材料热合部位与缺陷部位之间的界限,并通过红外图像反映热合程度的差异,初步论证了该检测方式的可行性,并对未来需要解决的问题进行了探讨。     

基于双轴拉伸试验的飞艇蒙皮材料非线性分析

飞艇蒙皮为多功能层压织物材料,力学行为呈现复杂的非线性,合理表征其非线性的力学模型对飞艇结构设计与分析至关重要。本文对飞艇蒙皮材料试件进行了7个应力比双轴拉伸试验,基于正交异性材料模型,采用应变残差平方和最小方法计算弹性常数,建立线性力学模型;根据试验数据建立应力弹性常数响应面,建立以应力为变量的完整三次式非线性力学模型。并根据此力学模型建立飞艇蒙皮材料有限元分析模型,通过数值模拟七种应力比下的双轴拉伸试验,分析结果的应力分布和分缝位移与试验现象一致。将分析得到的应力-应变曲线与试验结果进行对比,两者能很好的吻合,表明非线性力学模型及分析方法适用于飞艇结构分析。     

囊式空气弹簧载荷建模与实验研究

以囊式空气弹簧为研究对象,在深入分析囊体受力及材料特性的基础上,建立了空气弹簧载荷模型。采用几何图解的方法对该模型进行了仿真计算,并设计实验系统对空气弹簧的特性进行测试。实验和仿真结果有较高的吻合度,验证了模型正确性。研究表明,囊体材料特性对空气弹簧的载荷力尤其是拉伸状态下的输出力有较大影响;模型中通过引入囊体材料特性系数,能够更准确的描述空气弹簧载荷特性。该模型为空气弹簧载荷计算提供一种简单准确的方法。     

变体飞艇太阳能电池阵列工作特性的影响因素

太阳能电池阵列是近空间变体飞艇的主要能源系统,决定着飞艇的性能。根据变体飞艇的特性,针对变体太阳能飞艇,建立巡航状态下的太阳能电池阵列的几何模型和太阳辐射模型。利用模型,根据太阳辐射和飞艇飞行高度的变化,计算太阳辐射强度和太阳能电池阵列接收功率,绘制太阳能电池阵列接受的有效辐射强度云图。结果表明:正午功效是早晚的3～4倍;当太阳高度较低时,飞艇偏航角对阵列所接受的有效强度分布和功率有一定影响;季节对阵列有效强度分布和正午功率有较大影响;纬度位置影响飞艇功率变化和所产生的总能量;电池布置在艇体顶部获取更多能量。     

变体飞艇太阳能电池阵列工作特性的影响因素EI北大核心CSCD

太阳能电池阵列是近空间变体飞艇的主要能源系统,决定着飞艇的性能。根据变体飞艇的特性,针对变体太阳能飞艇,建立巡航状态下的太阳能电池阵列的几何模型和太阳辐射模型。利用模型,根据太阳辐射和飞艇飞行高度的变化,计算太阳辐射强度和太阳能电池阵列接收功率,绘制太阳能电池阵列接受的有效辐射强度云图。结果表明:正午功效是早晚的3～4倍;当太阳高度较低时,飞艇偏航角对阵列所接受的有效强度分布和功率有一定影响;季节对阵列有效强度分布和正午功率有较大影响;纬度位置影响飞艇功率变化和所产生的总能量;电池布置在艇体顶部获取更多能量。     

太阳能电池在飞艇上的应用研究进展

太阳能的永久和无限性是高空长航时飞艇最理想的能源,因此飞艇及其艇用光伏电池成为研究的重点。本文简述世界主要国家的太阳能飞艇的研制和发展,分析了目前太阳能飞艇存在的主要问题并提出适当的解决方案。     

应用于新型飞艇的塑料

英国Aerospace Developments公司接受了委内瑞拉Aerovision公司22架软式飞艇的制造定货,确定使用瑞士Ciba-Geigy公司的大量塑料航空材料。一号飞艇的建造计划在1977年末开始,该艇艇身直径为14米,长50米。Ciba-Geiay公司的复合材料将使用在垂直安定面、推进器、推进器导管、吊舱及飞艇的系留锥体上。垂直安定面采用非金属蜂窝结构,由纤     

预警飞艇发展现状及应用分析

介绍了预警飞艇在预警平台中的优势,列举了近些年典型的预警飞艇的发展状况,阐述了预警飞艇的凡大特点,并根据预警飞艇的特点,分析了预警飞艇可能的主要军事应用方向。最后对我国开展预警飞艇研制工作提出了一些建议。     

温度对平流层飞艇蒙皮渗透的影响研究

氦气填充的平流层飞艇在临近空间环境中运行,受到太阳辐照,蒙皮温度变化较大。蒙皮的氦气渗透关系着平流层飞艇运行的时间等问题。从理论分析与实验角度得到温度与蒙皮渗透性的关系,通过数值计算平均渗透率,结合飞艇外形及内部压力范围,估算飞艇的寿命。     

超分子模板孔隙材料的研究现状与展望

对超分子化学的概念、特征及超分子有序体进行了简单的说明.综述了利用囊泡、表面胶团、溶致液晶、混合表面活性剂等超分子模板方法制备孔隙SiO2膜、薄片、分子筛、新型沸石类介孔材料及其它非硅基孔隙材料的制备方法和形成机理,指出了存在的问题,提出了利用超分子膜板法制备孔隙材料的发展前景.