一種可回收氫飛艇及其使用方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種可回收氫飛艇及其使用方法，該飛艇包括主氣囊一，主氣囊一內(nèi)充氫氣，氫氣緩沖模塊和儲氫模塊能夠?qū)χ鳉饽乙恢袎毫M(jìn)行調(diào)節(jié)。該本發(fā)明專利技術(shù)的技術(shù)方案合理利用氫氣的特性實(shí)現(xiàn)升空、駐空等過程中的氣體安全調(diào)節(jié)，在飛艇回收過程中，通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)氣體的狀態(tài)使其安全返回到地面。的狀態(tài)使其安全返回到地面。的狀態(tài)使其安全返回到地面。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種可回收氫飛艇及其使用方法


[0001]本專利技術(shù)屬于飛艇設(shè)計
，尤其涉及一種可回收氫飛艇及其使用方法。

技術(shù)介紹

[0002]飛艇是一種輕于空氣的航空器，艇體充有密度小于空氣的浮升氣體產(chǎn)生浮力，并通過推進(jìn)裝置控制飛行。與重于空氣的航空器相比，浮空器具有很長的滯空時間。目前世界范圍內(nèi)大多數(shù)浮空器采用氦氣作為浮升氣體，這是因?yàn)楹庥兄芨叩陌踩院透∩剩鈱儆诓豢稍偕茉辞页杀靖甙骸?br/>[0003]為了降低飛艇研發(fā)的技術(shù)成本，采用氫氣作為浮升氣體，不僅能節(jié)約一大筆成本，而且氫氣的浮升效率要高于氦氣的浮升效率。但是，氫氣的安全性無疑是氫飛艇能夠得到良好發(fā)展的前提。
[0004]另外，當(dāng)使用氫氣作為浮升氣體時，飛艇若能安全回收，將能進(jìn)一步提高氫氣的利用率和飛艇中動力推進(jìn)系統(tǒng)、艇載設(shè)備等附件的重復(fù)使用，具有較大的潛在應(yīng)用價值。
[0005]目前有關(guān)氫飛艇方案相關(guān)的專利中，主要側(cè)重于氫氣與氫動力的氣體調(diào)節(jié)(CN104943845A)或者防止氫氣單純泄漏采取的控制措施或者布局(CN113060271A)。但是并未考慮到外在環(huán)境例如靜電對氫氣囊的影響以及氣體摻混(氫氣與空氣/水蒸氣混合等氣體)導(dǎo)致氣體不純對后續(xù)氣體調(diào)節(jié)的影響。因此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0006]專利技術(shù)目的
[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)不足，本專利技術(shù)提供了一種可回收氫飛艇及其使用方法，主要滿足升空、駐空等過程中的氣體安全調(diào)節(jié)，在飛艇回收過程中，通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)氣體的狀態(tài)使其安全返回到地面。
[0008]專利技術(shù)技術(shù)解決方案
[0009]一種可回收氫飛艇，包括主氣囊一，主氣囊一內(nèi)充氫氣，氫氣緩沖模塊和儲氫模塊能夠?qū)χ鳉饽乙恢袎毫M(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0010]優(yōu)選的，還包括主氣囊二，所述主氣囊一置于主氣囊二的內(nèi)部，主氣囊二內(nèi)充一種或多種不燃的鹵代甲烷氣。
[0011]優(yōu)選的，氫氣緩沖模塊包括緩沖罐一、緩沖罐二，緩沖罐一能夠向主氣囊一、緩沖罐二和儲氫模塊充氣；緩沖罐二能夠?yàn)槿剂想姵啬K供氫，緩沖罐一還和儲氫模塊相連。
[0012]優(yōu)選的，所述緩沖罐一和緩沖罐二上裝有壓力傳感器、氫氣濃度傳感器和溫度傳感器，分別用于監(jiān)測緩沖罐一、緩沖罐二內(nèi)氫氣的壓力、濃度和溫度，緩沖罐一上還裝有安全閥、增壓泵和壓縮機(jī)，當(dāng)緩沖罐一中的壓力傳感器超過所許用壓力時，安全閥打開釋放壓力；增壓泵和壓縮機(jī)能對緩沖罐一中的氣體進(jìn)行增壓；緩沖罐一和主氣囊一之間、緩沖罐一和緩沖罐二之間設(shè)置電磁閥，緩沖罐一與儲氫模塊之間設(shè)置有壓力傳感器、減壓電磁閥、三向旋塞閥。
[0013]優(yōu)選的，緩沖罐一內(nèi)嵌入隔板，隔板內(nèi)裝有吸附劑活性氧化鋁和活性炭。
[0014]優(yōu)選的，儲氫模塊上裝有溫度傳感器和壓力表。
[0015]優(yōu)選的，主氣囊一和主氣囊二的容積比為低于或接近1:0.15。
[0016]優(yōu)選的，通過其他氣體存儲與供氣模塊向主氣囊二內(nèi)充氣。
[0017]一種可回收氫飛艇的使用方法，(1)地面充氣過程，充氣時，先將主氣囊二中充入預(yù)定體積的鹵代烷烴，之后，再向主氣囊一中充入氫氣；
[0018]升空和駐空過程，主氣囊一內(nèi)部氫氣壓力超過最大設(shè)計使用值時，釋放一部分氫氣到緩沖罐一中；主氣囊一壓力減小到設(shè)計邊界時，由緩沖罐一和儲氫模塊組合向主氣囊一中釋放氫氣，達(dá)到指定的壓力后停止；
[0019](3)回收過程,將主氣囊一中的氫氣釋放至緩沖罐一內(nèi)，緩沖罐一內(nèi)氫氣進(jìn)入緩沖罐二，然后緩沖罐二內(nèi)氫氣進(jìn)入燃料電池模塊4中充當(dāng)工質(zhì)，為動力系統(tǒng)供電。
[0020]優(yōu)選的，地面充氣過程中，先將主氣囊一抽真空，再經(jīng)緩沖罐一向主氣囊一充氣至一定壓力。
[0021]本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：該方法合理利用氫氣的特性，當(dāng)氫氣作為浮升氣體時，在升空和駐空階段，由于溫差變化需要釋放部分氫氣，可將這部分氫氣通過管路收集到緩沖罐1中；當(dāng)需要補(bǔ)充氫氣時，通過壓力調(diào)控，從緩沖罐1和儲氫模塊中可釋放出部分氫氣以彌補(bǔ)氫氣的不足。當(dāng)氫氣作為燃料時，通過儲氫模塊或(和)主氣囊為氫燃料電池提供氫氣。通過消耗氫氣使得飛艇的凈浮力減小，高度逐漸下降，進(jìn)而達(dá)到回收的目的。另外，為了能安全使用氫氣，采取了添加不燃鹵代甲烷和安全氣囊等措施來保持氫氣使用過程中的安全。
附圖說明
[0022]圖1為飛艇囊體布局圖。
[0023]圖2為本專利技術(shù)的一種可回收氫飛艇的總體示意圖。
[0024]圖3為氫氣緩沖模塊示意圖。
[0025]圖4為其他氣體存儲與供氣模塊示意圖。
[0026]圖中：圖中：1
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囊體；11
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主氣囊一；12
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主氣囊二；13
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副氣囊；2
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吊艙；21
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蓄電池模塊；3
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動力裝置；4
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燃料電池模塊；5
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安全氣囊；6
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氫氣緩沖模塊；7
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其他氣體存儲與供氣模塊；61
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緩沖罐一；62
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緩沖罐二；63
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儲氫模塊；4
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燃料電池模塊；41、634
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三向旋向閥；42、60、611、612、616、621、622、631
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進(jìn)氣電磁閥；43、44、632、633
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減壓電磁閥；613
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增壓泵；614
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壓縮機(jī)；615、623
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安全閥；617
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吸附劑活性氧化鋁；618
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活性炭；619
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隔板。
具體實(shí)施方式
[0027]本專利技術(shù)是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0028]一種可回收氫飛艇布局，包括有囊體1、吊艙2、動力裝置3、氫燃料電池供電模塊4、安全氣囊5、氫氣緩沖模塊6和其他氣體存儲與供氣模塊7。所述囊體1包括主氣囊一11、主氣囊二12、副氣囊13。
[0029]所述吊艙2包括蓄電池模塊21、動力裝置3、燃料電池模塊4、氫氣緩沖模塊6、其他氣體存儲與供氣模塊7。
[0030]所述囊體1內(nèi)充氦氣，所述副氣囊13共2個，位于囊體1的前底部和后底部，內(nèi)充空
氣，用于囊體1的保形。
[0031]所述主氣囊一11置于主氣囊二12的內(nèi)部，且兩主氣囊內(nèi)的囊體材料采用涂有防靜電劑的高分子復(fù)合材料，避免靜電的產(chǎn)生或積累。
[0032]所述主氣囊一11內(nèi)充氫氣，氫氣由氫氣緩沖模塊6通過管路提供。
[0033]所述主氣囊二12位于囊體1的內(nèi)中部，與副氣囊13始終保持一定的距離，內(nèi)充一種或多種不燃的鹵代甲烷氣，該氣體由其他氣體存儲與供氣模塊7通過管路提供。
[0034]主氣囊一11和主氣囊二12中的氣體體積比為低于或接近1:0.15，保證氫氣主氣囊一11一旦泄漏時的安全性。
[0035]所述主氣囊一1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種可回收氫飛艇，其特征在于，包括主氣囊一(11)，主氣囊一(11)內(nèi)充氫氣，氫氣緩沖模塊(6)和儲氫模塊(63)能夠?qū)χ鳉饽乙?11)中壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.如權(quán)利要求1所述的一種可回收氫飛艇，其特征在于，還包括主氣囊二(12)，所述主氣囊一(11)置于主氣囊二(12)的內(nèi)部，主氣囊二(12)內(nèi)充一種或多種不燃的鹵代甲烷氣。3.如權(quán)利要求2所述的一種可回收氫飛艇，其特征在于，氫氣緩沖模塊(6)包括緩沖罐一(61)、緩沖罐二(62)，緩沖罐一(61)能夠向主氣囊一(11)、緩沖罐二(62)和儲氫模塊(63)充氣；緩沖罐二(62)能夠?yàn)槿剂想姵啬K(4)供氫，緩沖罐一(61)還和儲氫模塊(63)相連。4.如權(quán)利要求3所述的一種可回收氫飛艇布局，其特征在于，所述緩沖罐一(61)和緩沖罐二(62)上裝有壓力傳感器、氫氣濃度傳感器和溫度傳感器，分別用于監(jiān)測緩沖罐一(61)、緩沖罐二(62)內(nèi)氫氣的壓力、濃度和溫度，緩沖罐一(61)上還裝有安全閥(615)、增壓泵(613)和壓縮機(jī)(614)，當(dāng)緩沖罐一(61)中的壓力傳感器超過所許用壓力時，安全閥(615)打開釋放壓力；增壓泵(613)和壓縮機(jī)(614)能對緩沖罐一(61)中的氣體進(jìn)行增壓；緩沖罐一(61)和主氣囊一(11)之間、緩沖罐一(61)和緩沖罐二(62)之間設(shè)置電磁閥，緩沖罐一(61)與儲氫模塊(63)之間設(shè)置有壓力傳感器、減壓電磁閥、三向旋塞閥。5.如權(quán)利要求3所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅建國，晉峰，田鈞，胡楊，龍飛，賴貞華，
申請(專利權(quán))人：中國特種飛行器研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：