專利名稱：一個比空氣輕的飛行器的副氣囊系統的制作方法
技術領域：
本發明與“比空氣輕的飛行器”領域有關，具體地說與一種改進的副氣囊和加壓該副氣囊的系統有關。
非剛性飛行器一般有三種類型這些飛行器可由一個單一充氣囊；或由幾個氣囊呈串聯連在一起，當然也可在一個非剛性外殼內由多個氣囊構成。非剛性“比空氣輕的飛行器”的主要問題之一是使氣囊在外界壓力隨高度降低后而不發生爆裂或從高空下降而使氣囊不致萎陷。防止出現這種情況的主要方法是在飛行器內采用副氣囊，副氣囊即囊內充入氦氣的充氣氣袋。該飛行器是設計成利用部分充氣的副氣囊來實現飛行的；副氣囊中可充入空氣，以壓縮氦氣的體積也可放出空氣使氦氣體積膨脹。這樣，在高空，當外界空氣壓力已減小而為氦膨脹提供了必要的空間時副氣囊可能大部分凹陷下去。當飛行器降到稠密大氣層時則副氣囊被充氣以保證氦氣囊不會萎陷或甚至局部下陷，此外，副氣囊可起到控制高度的作用。在發明人為E、W馬森的美國專利5143322號“飛船的地面裝運，高度控制和縱向穩定”中就可找到裝在比空氣輕的飛行器上的副氣囊的實例。
早先對副氣囊進行加壓和充氣典型的工藝方法包括采用“沖壓空氣進氣口”(ram air scoops)，此種類型的系統可在發明人為R.H Upson的“氣船”美國專利1475210和發明人為H.R Liebert的“氣船”美國專利2331,404中找到。在Liebert的設計中“沖壓空氣進氣口”位于推進器之后，這樣就可不必依賴于氣船的速度。然而如果氣船速度很低時，當然會使充氣成比例地變慢。對Liebert的設計來說，上述情況就會出現，因為氣船速度與推進器的轉速成正比。
在發明人為A.Bradford的“氣船”(美國專利1580,004)和發明人為C.S Hall的“氣船”(美國專利1797,502)中進行加壓對各副氣囊有單獨的氣泵。此外，Hall的設計中設有加熱器以加熱壓縮空氣，因為副氣囊位于主氦氣囊的中部故也能使氦氣得到加熱。以上這些設計存在的問題是副氣囊位于中心而充氣閥和充氣管路必須同一地點安置，這樣就使維修或取下均感不便，此外這些充氣閥和充氣管路還會增加重量。
所以，本發明的主要目的是提供一種用于“比空氣輕的飛行器”的副氣囊系統。
本發明另一個主要目的是提供一種獨立于飛行器其它系統的“比空氣輕的飛行器”的副氣囊系統。
本發明還有一個目的是提供一種使各副氣囊內空氣體積可單獨變化的“比空氣輕的飛行器”的副氣囊系統。
本發明再有一個目的是提供一種使單獨副氣囊能迅速充氣和放氣的“比空氣輕的飛行器”的副氣囊系統。
本發明是一種用于“比空氣輕的飛行器”的副氣囊系統，飛行器有一個產生升力的氣囊和一個縱向軸，垂直軸和橫向軸。詳細說，副氣囊系統包括多個位于氣囊內的副氣囊，它們沿著縱向軸線設置，并且在飛行器垂直軸線各側數目相同。各副氣囊由一種柔性薄膜制作而其周邊則連到飛行器氣囊的部分壁上。
副氣囊的加壓系統與各副氣囊連在一起，以便向副氣囊中充入空氣，包括由部分主氣囊壁構成的有許多通孔的副氣囊。一根至少有一個入口孔的歧管(mainfold)連到在里面蓋住通孔的壁上，以適應進入孔內的壓縮空氣慢慢擴散。上述歧管在結構上最好將由柔性材料制成的入口孔做成隆起狀。將至少有一個入口孔的風扇與外界大氣連通而風扇的出口孔則連到歧管的至少一個入口孔上并向歧管內部提供壓縮空氣。如果這種類型的飛行器包括一個氣囊下懸掛的吊艙，那么風扇最好裝在吊艙上，那樣歧管和風扇之間的相對移動就可被柔性材料制作的入口所吸收。
位于風扇出口孔處的單向閥是了防止歧管內的空氣流出風扇的入口孔。副氣囊的通氣系統最好是在岐管上設置一個或幾個蝶形閥以便副氣囊內部與外界大氣相通。最后，該副氣囊系統包括一個把副氣囊內所含的液體排出的裝置，該排液裝置系將排液管連到副氣囊底部和裝在排液管上的閥門再用泵來排放副氣囊內液體。
本發明的特征在于它有若干新特點，其組織結構與操作方法兩者結合在一起更顯示了該發明的目的與優點，從下文結合附圖的敘述，通過實例來說明本發明的最佳實施例，將能更好地理解本發明。然而應該明白，說明書和附圖只是為了說明而并非是對本發明加以限制。


圖1是帶有副氣囊系統的“比空氣輕的飛行器”的側視圖；圖2是圖1示出的飛行器的底視圖；圖3是取自圖(3-3剖面線的圖1所示飛行器的局部剖視圖；圖4是圖3局部的放大視圖，特別用來說明副氣囊系統的加壓系統。
圖5是圖4的局部透視圖，特別用來說明對單獨一副氣囊加壓和減壓的氣囊上的壁孔。
參照圖1至圖3，通常用數字10表示一個“比空氣輕的飛行器”，它包括一氣囊12和懸掛在氣囊下用纜繩懸掛系統15懸掛的吊艙(貨艙)14，吊艙14包括一個飛行操作臺16和多個裝在操作臺上的推進系統17。該氣囊包括一個縱軸18，垂直軸19和橫軸20，如圖所示，飛行器10采用非剛性設計，不過，本發明也能采用剛性設計，所以所述的飛行器只是為了說明。多個副氣囊從頭(22)至尾(24)安置在氣囊12內，等量分布在縱軸16的兩側，分別用30A、30B，32A、32B，34A、34B，36A、36B，38A、38B表示，各副氣囊由一柔性薄膜構成，把其周邊43連到氣囊12的部分壁44上，這樣上述部分壁部44又構成各個副氣囊的壁部。特別是參照圖3，從圖中能看出副氣囊34A充氣的各個階段，請注意這種副氣囊的放置排除了對貨艙懸掛系統15的干擾。
仍參照圖1至圖3，再參照圖4和圖5，各副氣囊包括一個副氣囊加壓系統45。例如，用于副氣囊34A的加壓系統45包括多個用支架48裝到貨艙14的風扇46，入口孔50連到外界大氣而出口孔51與一單向閥門52聯接。多個通孔54開在與副氣囊34A內部相通的壁44上，一個結構上呈剛性擴散器部分62的歧管60連到蓋住孔54的壁44上。歧管60包括多個連到風扇46出口孔51的柔性入口管64。蝶閥70裝在擴散器部分62內，當蝶閥打開時使副氣囊34A減壓。一個多孔屏(a porous sereen)72從歧管60伸到貨艙14，該多孔屏72在提供一蓋子的同時還可使空氣自由流入風扇46。在頭部22處的副氣囊(34A和34B)和在尾部處的副氣囊(38A和38B)都比處于中間的副氣囊要大，所以需要較多數量的風扇。注意在圖示的飛行器上，各副氣囊均要求超過一個風扇，但是在較小的飛行器上一個風扇就足夠而且只需一個放氣的蝶閥，因此，一單個歧管可連接多個風扇，然而也可用一列各連有單個風扇的歧管，但是大家還是愿意采用單個歧管連接多個風扇。
因為在副氣囊內可能有水集積，故設有一排水系統，如圖4所示，該排水功能內位于副氣囊底部的管路80來完成，一個與泵84相連的閥83提供了這樣的排水系統。
本發明的副氣囊系統的優點是很多的，首先，通過在氣囊壁上開孔而與歧管相連就淘汰了把風扇連到單個副氣囊的大直徑的內管從而降低了重量和成本。如果風扇位于貨艙內那么還需要圖中所示的大直徑入口管，此外，它還使加壓風扇和放氣閥位于很易接近的位置，便于快速修理和替換。
當參照具體實施例敘述本發明時，應該明白該實施例僅僅為了說明，它可以由本領域的技術人員作出各種改型，所以本發明只有在所附的權利要求書的保護范圍和精神下加以限定。
本發明對航空工業有實用性，特別是對制造“比空氣輕的飛行器”的行業有實用性。
權利要求
1.一個比空氣輕的飛行器的副氣囊系統，飛行器有一個產生升力的具有縱軸，垂直軸和橫軸的氣囊，該副氣囊系統有位于氣囊內的多個副氣囊沿著縱軸且在垂直軸的兩側呈等量分布，上述各副氣囊由柔性薄膜制成，在其薄膜周邊處連到一部分氣囊壁；一個副氣囊加壓系統連到各副氣囊而且用空氣加壓上述副氣囊，上述加壓系統有；構成上述副氣囊的上述氣囊壁部有多個通孔；一歧管有一入口孔，該歧管連到蓋住上述通孔的壁內以適應于進入管內的壓縮空氣擴散；至少具有一個入口孔的風扇通到外界大氣，而風扇的出口孔連到上述歧管的入口孔用來向管內輸送壓縮空氣；一個位于上述風扇入口孔的單向閥用來防止上述歧管內空氣流出上述風扇的入口孔；一個副氣囊放氣系統用來把上述副氣囊內的空氣放到外界大氣。
2.根據權利要求1所述的副氣囊系統，其特征在于該飛行器包括一個懸掛在氣囊下的貨艙，上述副氣囊系統還有上述歧管在結構上由柔性材料制成的歧管入口孔呈隆起狀；上述風扇裝在上述貨艙上而上述風扇的出口連到上述歧管的柔性入口孔上；這樣上述柔性入口就吸收了上述歧管和上述風扇之間的相對移動。
3.根據權利要求2所述的副氣囊系統，其特征在于上述放氣系統位于上述歧管內。
4.根據權利要求3所述的副氣囊系統，其特征在于上述放氣系統有一個蝶形閥。
5.根據權利要求4所述的副氣囊系統，其特征在于還有排放上述副氣囊內所集積液體的裝置。
6.根據權利要求5所述的副氣囊系統，其特征在于上述排放副氣囊內所集積液體的裝置有一個連到副氣囊底部的排液管；一個裝到上述排液管上的閥；排放上述副氣囊內液體的泵裝置；
全文摘要
本發明是一個用于比空氣輕的飛行器的副氣囊系統，該飛行器有一產生升力的氣囊和一縱軸、垂直軸和橫軸，副氣囊系統包括多個位于氣囊內沿著縱軸且在垂直軸兩側呈等量分布的副氣囊，上述各副氣囊有一個柔性的薄膜，在其周邊處連到一部分氣囊壁；一個副氣囊加壓系統連到各副氣囊；構成上述副氣囊的氣囊壁部有多個通孔；至少具有一個入口孔的風扇連到外界大氣而出口孔連到歧管入口孔用來輸送壓縮空氣，副氣囊放氣系統用于把空氣放入大氣。
文檔編號B64B1/62GK1133581SQ9419382
公開日1996年10月16日 申請日期1994年9月12日 優先權日1993年11月22日
發明者約翰·B·卡利茨, 馬克·H·韋克斯勒 申請人:洛克希德公司