一种采用混合推进的高高空飞艇及其操控方法与流程

1.本技术属于高高空飞艇设计技术领域，具体涉及一种采用混合推进的高高空飞艇及其操控方法。


背景技术：

2.高高空飞艇活动于平流层，配备大孔径雷达，用以地面侦察，当前，高高空飞艇主要以电池提供动力，容量、功率有限，难以满足高高空飞艇机动及其灵活对抗的需求。
3.鉴于上述技术缺陷的存在提出本技术。
4.需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本技术的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种采用混合推进的高高空飞艇及其操控方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
6.本技术的技术方案是：
7.一种采用混合推进的高高空飞艇，包括：
8.大孔径雷达，融合设置在高高空飞艇腹部；
9.涵道风扇，设置在高高空飞艇尾部；
10.再生型燃料电池，接入大孔径雷达、涵道风扇的电源，其太阳能电池阵列连接在高高空飞艇顶部；
11.氢燃料涡轮发动机，设置在高高空飞艇后端，配置有自身氢燃料储罐，以及与再生型燃料电池的氢燃料储罐连接，且其输出轴上连接有发电机，该发电机接入大孔径雷达、涵道风扇的电源。
12.根据本技术的至少一个实施例，上述的采用混合推进的高高空飞艇中，高高空飞艇外部蒙皮内充气，构成气囊。
13.根据本技术的至少一个实施例，上述的采用混合推进的高高空飞艇中，高高空飞艇外部蒙皮上涂有多层防漏气黏合剂，该防漏气黏合剂中包含高强度耐晒材料。
14.根据本技术的至少一个实施例，上述的采用混合推进的高高空飞艇中，还包括：
15.光学成像系统，连接在高高空飞艇前端底部，其电源接入再生型燃料电池、氢燃料涡轮发动机输出轴上连接的发电机。
16.根据本技术的至少一个实施例，上述的采用混合推进的高高空飞艇中，还包括：
17.激光器，连接在高高空飞艇前端底部，其电源接入再生型燃料电池、氢燃料涡轮发动机输出轴上连接的发电机。
18.另一方面提供一种采用混合推进的高高空飞艇的操控方法，包括：
19.高高空飞艇悬停时，关闭氢燃料涡轮发动机，接通再生型燃料电池，以再生型燃料
电池为大孔径雷达、涵道风扇、光学成像系统，利用涵道风扇保持高高空飞艇姿态和定点位置，激光器需要供电时，启动氢燃料涡轮发动机，以氢燃料涡轮发动机输出轴上连接的发电机以及再生型燃料电池为激光器进行供电；
20.高高空飞艇机动时，接通再生型燃料电池，启动氢燃料涡轮发动机，以氢燃料涡轮发动机输出轴上连接的发电机、再生型燃料电池为大孔径雷达、涵道风扇、光学成像系统、激光器供电，利用涵道风扇保持高高空飞艇姿态和定点位置；
21.氢燃料涡轮发动机启动后，优先使用自身氢燃料储罐内的氢燃料，在自身氢燃料储罐内的氢燃料耗尽后，使用再生型燃料电池氢燃料储罐内的氢燃料。
附图说明
22.图1是本技术实施例提供的采用混合推进的高高空飞艇的示意图；
23.其中：
24.1-大孔径雷达；2-涵道风扇；3-再生型燃料电池；4-氢燃料涡轮发动机；5-光学成像系统；6-激光器。
25.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，此外，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
26.为使本技术的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本技术的部分实施例，其仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
27.此外，除非另有定义，本技术描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本技术描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本技术的限制。本技术描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本技术描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本技术描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
28.此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本技术的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本技术中的具体含义。
29.下面结合附图1对本技术做进一步详细说明。
30.一种采用混合推进的高高空飞艇，包括：
31.大孔径雷达1，融合设置在高高空飞艇腹部；
32.涵道风扇2，设置在高高空飞艇尾部；
33.再生型燃料电池3，接入大孔径雷达1、涵道风扇2的电源，其太阳能电池阵列连接在高高空飞艇顶部；
34.氢燃料涡轮发动机4，设置在高高空飞艇后端，配置有氢燃料储罐，以及与再生型燃料电池3的氢燃料储罐连接，且其输出轴上连接有发电机，该发电机接入大孔径雷达1、涵道风扇2的电源。
35.上述实施例公开的采用混合推进的高高空飞艇上，配置有再生型燃料电池3，再生型燃料电池3在白天可将太阳能转变成电能，部分电能可为大孔径雷达1、涵道风扇2以及其他需要用电的器件进行供电，部分电能可以氢气的形式进行存储，在夜间通过氢燃料电池进行转化，为大孔径雷达1、涵道风扇2以及其他需要用电的器件进行供电，此外，配置有氢燃料涡轮发动机4，设计氢燃料涡轮发动机4输出轴上连接有发电机，在氢燃料涡轮发动机4启动后，发电机可将氢燃料涡轮发动机4部分输出功率转变为电能，用以为大孔径雷达1、涵道风扇2以及其他需要用电的器件进行供电。
36.上述实施例公开的采用混合推进的高高空飞艇，可参照以下进行操控：
37.高高空飞艇悬停时，关闭氢燃料涡轮发动机4，接通再生型燃料电池3，以再生型燃料电池3为大孔径雷达1、涵道风扇2、供电，利用涵道风扇2保持高高空飞艇姿态；
38.高高空飞艇机动时，接通再生型燃料电池3，启动氢燃料涡轮发动机4，以氢燃料涡轮发动机4输出轴上连接的发电机、再生型燃料电池3为大孔径雷达1、涵道风扇2进行高效供电，利用涵道风扇2保持高高空飞艇姿态和定点位置；
39.对于再生型燃料电池3的接通、切断，可通过配置相应的开关进行操控。
40.对于上述实施例公开的采用混合推进的高高空飞艇，领域内技术人员可以理解的是，其对于高高空飞艇采用再生型燃料电池3、氢燃料涡轮发动机4混合提供动力，在需要进行机动时，启动氢燃料涡轮发动机4提供额外的动力，使高高空飞艇具有机动能力。
41.此外，上述实施例公开的采用混合推进的高高空飞艇，对再生型燃料电池3、氢燃料涡轮发动机4进行了耦合设计，对其进行操控，氢燃料涡轮发动机4启动后，可优先使用自身氢燃料储罐内的氢燃料，在自身氢燃料储罐内的氢燃料耗尽后，再使用再生型燃料电池3氢燃料储罐内的氢燃料，可通过配置相应的管路阀门进行操控，从而可利用再生型燃料电池3储存的氢燃料增加续航能力，保证高高空飞艇的机动任务。
42.根据本技术的至少一个实施例，上述的采用混合推进的高高空飞艇中，高高空飞艇外部蒙皮内充气，构成气囊，可为高高空飞艇提供升力，减小能量消耗。
43.根据本技术的至少一个实施例，上述的采用混合推进的高高空飞艇中，高高空飞艇外部蒙皮上涂有多层防漏气黏合剂，该防漏气黏合剂中包含高强度耐晒材料。
44.根据本技术的至少一个实施例，上述的采用混合推进的高高空飞艇中，还包括：
45.光学成像系统5，连接在高高空飞艇前端底部，其电源接入再生型燃料电池3、氢燃料涡轮发动机4输出轴上连接的发电机，可在高高空飞艇悬停时，利用再生型燃料电池3进行供电，在高高空飞艇机动时利用氢燃料涡轮发动机4输出轴上连接的发电机以及再生型
燃料电池3进行供电。
46.根据本技术的至少一个实施例，上述的采用混合推进的高高空飞艇中，还包括：
47.激光器6，连接在高高空飞艇前端底部，其电源接入再生型燃料电池3、氢燃料涡轮发动机4输出轴上连接的发电机，由于激光器6发射所需电能巨大，在需要使用时，启动氢燃料涡轮发动机4，以用氢燃料涡轮发动机4输出轴上连接的发电机、再生型燃料电池3同时进行供电，使高高空飞艇具备对抗能力。
48.另一方面提供一种采用混合推进的高高空飞艇的操控方法，包括：
49.高高空飞艇悬停时，关闭氢燃料涡轮发动机4，接通再生型燃料电池3，以再生型燃料电池3为大孔径雷达1、涵道风扇2、光学成像系统5，利用涵道风扇2保持高高空飞艇姿态和定点位置，激光器6需要供电时，启动氢燃料涡轮发动机4，以氢燃料涡轮发动机4输出轴上连接的发电机以及再生型燃料电池3为激光器6进行供电；
50.高高空飞艇机动时，接通再生型燃料电池3，启动氢燃料涡轮发动机4，以氢燃料涡轮发动机4输出轴上连接的发电机、再生型燃料电池3为大孔径雷达1、涵道风扇2、光学成像系统5、激光器6供电，利用涵道风扇2保持高高空飞艇姿态和定点位置；
51.氢燃料涡轮发动机4启动后，优先使用自身氢燃料储罐内的氢燃料，在自身氢燃料储罐内的氢燃料耗尽后，使用再生型燃料电池3氢燃料储罐内的氢燃料。
52.上述实施例公开的采用混合推进的高高空飞艇的操控方法，用以操控上述实施例公开的采用混合推进的高高空飞艇，描述的较为简单，具体相关之处可参见采用混合推进的高高空飞艇部分的相关说明，其技术效果也可参考采用混合推进的高高空飞艇相关部分的技术效果，在此不再赘述。
53.说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
54.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本技术的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本技术的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种采用混合推进的高高空飞艇，其特征在于，包括：大孔径雷达(1)，融合设置在高高空飞艇腹部；涵道风扇(2)，设置在高高空飞艇尾部；再生型燃料电池(3)，接入大孔径雷达(1)、涵道风扇(2)的电源，其太阳能电池阵列连接在高高空飞艇顶部；氢燃料涡轮发动机(4)，设置在高高空飞艇后端，配置有自身氢燃料储罐，以及与再生型燃料电池(3)的氢燃料储罐连接，且其输出轴上连接有发电机，该发电机接入大孔径雷达(1)、涵道风扇(2)的电源。2.根据权利要求1所述的采用混合推进的高高空飞艇，其特征在于，高高空飞艇外部蒙皮内充气，构成气囊。3.根据权利要求1所述的采用混合推进的高高空飞艇，其特征在于，高高空飞艇外部蒙皮上涂有多层防漏气黏合剂，该防漏气黏合剂中包含高强度耐晒材料。4.根据权利要求1所述的采用混合推进的高高空飞艇，其特征在于，还包括：光学成像系统(5)，连接在高高空飞艇前端底部，其电源接入再生型燃料电池(3)、氢燃料涡轮发动机(4)输出轴上连接的发电机。5.根据权利要求1所述的采用混合推进的高高空飞艇，其特征在于，还包括：激光器(6)，连接在高高空飞艇前端底部，其电源接入氢燃料涡轮发动机(4)输出轴上连接的发电机。6.一种采用混合推进的高高空飞艇的操控方法，其特征在于，包括：高高空飞艇悬停时，关闭氢燃料涡轮发动机(4)，接通再生型燃料电池(3)，以再生型燃料电池(3)为大孔径雷达(1)、涵道风扇(2)、光学成像系统(5)，利用涵道风扇(2)保持高高空飞艇姿态和定点位置，激光器(6)需要供电时，启动氢燃料涡轮发动机(4)，以氢燃料涡轮发动机(4)输出轴上连接的发电机以及再生型燃料电池(3)为激光器(6)进行供电；高高空飞艇机动时，接通再生型燃料电池(3)，启动氢燃料涡轮发动机(4)，以氢燃料涡轮发动机(4)输出轴上连接的发电机、再生型燃料电池(3)为大孔径雷达(1)、涵道风扇(2)、光学成像系统(5)、激光器(6)供电，利用涵道风扇(2)保持高高空飞艇姿态和定点位置；氢燃料涡轮发动机(4)启动后，优先使用自身氢燃料储罐内的氢燃料，在自身氢燃料储罐内的氢燃料耗尽后，使用再生型燃料电池(3)氢燃料储罐内的氢燃料。

技术总结
本申请属于高高空飞艇设计技术领域，具体涉及一种采用混合推进的高高空飞艇及其操控方法，其中，采用混合推进的高高空飞艇，包括：大孔径雷达，融合设置在高高空飞艇腹部；涵道风扇，设置在高高空飞艇尾部；再生型燃料电池，接入大孔径雷达、涵道风扇的电源，其太阳能电池阵列连接在高高空飞艇顶部；氢燃料涡轮发动机，设置在高高空飞艇后端，配置有自身氢燃料储罐，以及与再生型燃料电池的氢燃料储罐连接，且其输出轴上连接有发电机，该发电机接入大孔径雷达、涵道风扇的电源。涵道风扇的电源。涵道风扇的电源。


技术研发人员：弓升 袁长龙
受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/5/24