浮空器吊舱、浮空器

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浮空器吊舱、浮空器
申请号	CN201710015352.8	申请日	2017-01-10	公开(公告)号	CN106741811A	公开(公告)日	2017-05-31
申请人	东莞前沿技术研究院;			发明人	不公告发明人;
摘要	本发明涉及航空设备技术领域，提供了一种浮空器吊舱、浮空器。并且，本发明提供的浮空器吊舱包括：下箱体；上箱体，上箱体盖设在下箱体上且上箱体的侧面与下箱体的侧面在竖直方向上有重叠，上箱体连接下箱体且相对于下箱体可上下移动，下箱体和上箱体形成用于安装仪器设备的安装空间；其中，下箱体的外表面上涂覆有第一热控涂层，下箱体的内表面上涂覆有第二热控涂层，第一热控涂层为低太阳吸收率高发射率热控涂层，第二热控涂层为高发射率热控涂层，低太阳吸收率为太阳光吸收率小于0.15，高发射率为红外辐射的辐射率大于0.8。应用本发明的技术方案能够解决现有技术中飞行器舱体内的温度控制难度大的问题。
权利要求	1.一种浮空器吊舱，其特征在于，包括：下箱体(10)；上箱体(20)，所述上箱体(20)盖设在所述下箱体(10)上且所述上箱体(20)的侧面与下箱体(10)的侧面在竖直方向上有重叠，所述上箱体(20)连接所述下箱体(10)且相对于所述下箱体(10)可上下移动，所述下箱体(10)和所述上箱体(20)形成用于安装仪器设备(100)的安装空间；其中，所述下箱体(10)的外表面上涂覆有第一热控涂层(11)，所述下箱体(10)的内表面上涂覆有第二热控涂层(12)，所述第一热控涂层(11)为低太阳吸收率高发射率热控涂层，所述第二热控涂层(12)为高发射率热控涂层，所述低太阳吸收率为太阳光吸收率小于 0.15，所述高发射率为红外辐射的辐射率大于0.8。 2.如权利要求1所述的浮空器吊舱，其特征在于，所述上箱体(20)的外表面上涂覆有第三热控涂层(21)，所述上箱体(20)的内表面上涂覆有第四热控涂层(22)，所述第三热控涂层(21)为低太阳吸收率高发射率热控涂层，所述第四热控涂层(22)为高发射率热控涂层。 3.如权利要求1或2所述的浮空器吊舱，其特征在于，所述下箱体(10)和所述上箱体(20)之间设置有传动机构(30)，所述传动机构(30)的两端分别与所述下箱体(10)和所述上箱体(20)连接，通过所述传动机构(30)驱动所述上箱体(20)相对于所述下箱体(10)上下移动。 4.如权利要求3所述的浮空器吊舱，其特征在于，所述传动机构(30)包括驱动电机(31)、传动螺纹杆(32)及旋合螺母，所述驱动电机(31)与所述传动螺纹杆(32)或旋合螺母之间驱动连接，所述旋合螺母与所述传动螺纹杆(32)相互啮合，并在驱动电机(31)的作用下相对旋转，所述传动螺纹杆(32)或旋合螺母的其中之一与所述下箱体(10)连接，另一个与所述上箱体(20)固定连接，所述传动螺纹杆(32)沿竖直方向延伸。 5.如权利要求4所述的浮空器吊舱，其特征在于，所述传动螺纹杆(32)和旋合螺母的数量分别为多个。 6.如权利要求5所述的浮空器吊舱，其特征在于，所述下箱体(10)与所述上箱体(20)均为长方体形状，且所述下箱体(10)的外侧面与所述上箱体(20)的内侧面相接触，所述上箱体(20)相对于下箱体(10)的向上运动以使上箱体(20)与下箱体(10)的接触面积减小。 7.如权利要求6所述的浮空器吊舱，其特征在于，所述传动螺纹杆(32)的数量为四个，四个所述传动螺纹杆(32)分别设置在邻近于所述上箱体(20)的四角处。 8.如权利要求3所述的浮空器吊舱，其特征在于，所述安装空间内设置有温度传感器和控制器，所述温度传感器与所述控制器电连接，所述控制器与所述传动机构(30)电连接，所述控制器根据所述温度传感器检测到的所述安装空间内的温度数据控制所述传动机构(30)的动作。 9.如权利要求2所述的浮空器吊舱，其特征在于，所述第一热控涂层(11)和第三热控涂层(21)为铝膜或低太阳吸收率高发射率有机硅热控涂层。 10.如权利要求2所述的浮空器吊舱，其特征在于，所述第二热控涂层(12)和第四热控涂层(22)为石墨薄膜或C/C复合材料。 11.一种浮空器，其特征在于，该浮空器包括如权利要求1至9中任一项所述的浮空器吊舱。 12.如权利要求11所述的浮空器，其特征在于，该浮空器还包括囊体，所述浮空器吊舱设置于所述囊体的下方。
说明书全文	浮空器吊舱、浮空器技术领域 [0001] 本发明涉及航空设备技术领域，具体地，涉及一种浮空器吊舱、浮空器。背景技术 [0002] 临近空间是目前人类开发比较小，但非常重要的空间区域，在此空间区域航行的空间飞行器是临近空间飞行器。临近空间飞行器的诸多电子设备集中安装在飞行器舱体的安装空间中，导致舱体内的发热功率非常大。舱体中的电子设备能够正常工作的基本条件是舱体内需要提供一个温度相对稳定的舱内环境。但是，舱内环境的温度变化受到临近空间的环境温度变化、大气气压变化、大气密度表话以及太阳辐射变化等因素的影响。因此，舱体内部可能会出现白天温度过高，夜间温度过低的问题。由于临近空间飞行器的能源管理非常严格和紧张，吊舱不适宜采用主动温控策略(使用加热保温装置进行保温操作，使用散热降温装置进行散热降温)，因而导致吊舱内的温度控制难度较大。发明内容 [0003] 本发明的目的在于提供一种飞行器舱体及具有其的空间飞行器，旨在解决现有技术中飞行器舱体内的温度控制难度大的问题。 [0004] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种浮空器吊舱，包括：下箱体；上箱体，上箱体盖设在下箱体上且上箱体的侧面与下箱体的侧面在竖直方向上有重叠，上箱体连接下箱体且相对于下箱体可上下移动，下箱体和上箱体形成用于安装仪器设备的安装空间；其中，下箱体的外表面上涂覆有第一热控涂层，下箱体的内表面上涂覆有第二热控涂层，第一热控涂层为低太阳吸收率高发射率热控涂层，第二热控涂层为高发射率热控涂层，低太阳吸收率为太阳光吸收率小于0.15，高发射率为红外辐射的辐射率大于0.8。 [0005] 进一步地，上箱体的外表面上涂覆有第三热控涂层，上箱体的内表面上涂覆有第四热控涂层，第三热控涂层为低太阳吸收率高发射率热控涂层，第四热控涂层为高发射率热控涂层。 [0006] 进一步地，下箱体和上箱体之间设置有传动机构，传动机构的两端分别与下箱体和上箱体连接，通过传动机构驱动上箱体相对于下箱体上下移动。 [0007] 进一步地，传动机构包括驱动电机、传动螺纹杆及旋合螺母，驱动电机与传动螺纹杆或旋合螺母之间驱动连接，旋合螺母与传动螺纹杆相互啮合，并在驱动电机的作用下相对旋转，传动螺纹杆或旋合螺母的其中之一与下箱体连接，另一个与上箱体固定连接，传动螺纹杆沿竖直方向延伸。 [0008] 进一步地，传动螺纹杆和旋合螺母的数量分别为多个。 [0009] 进一步地，下箱体与上箱体均为长方体形状，且下箱体的外侧面与上箱体的内侧面相接触，上箱体相对于下箱体的向上运动以使上箱体与下箱体的接触面积减小。 [0010] 进一步地，传动螺纹杆的数量为四个，四个传动螺纹杆分别设置在邻近于上箱体的四角处。 [0011] 进一步地，安装空间内设置有温度传感器和控制器，温度传感器与控制器电连接，控制器与传动机构电连接，控制器根据温度传感器检测到的安装空间内的温度数据控制传动机构的动作。 [0012] 进一步地，第一热控涂层和第三热控涂层为铝膜或低太阳吸收率高发射率有机硅热控涂层。 [0013] 进一步地，第二热控涂层和第四热控涂层为石墨薄膜或C/C复合材料。 [0014] 根据本发明的另一方面，提供了一种浮空器，该浮空器包括前述的浮空器吊舱。 [0015] 进一步地，该浮空器还包括囊体，浮空器吊舱设置于囊体的下方。 [0016] 本发明中，首先通过第二热控涂层将安装空间内的热量吸收并传递到下箱体，然后第一热控涂层吸收下箱体上的热量，在飞行器舱体飞行的过程，飞行器舱体外的气流与第一热控涂层接触，从而将热量带走，达到散热降温的目的。附图说明 [0017] 图1是本发明的飞行器舱体的实施例的外部结构示意图； [0018] 图2是图1中A-A的剖视结构示意图。 [0019] 在附图中： [0020] 10、下箱体；11、第一热控涂层；12、第二热控涂层；20、上箱体； [0021] 21、第三热控涂层；22、第四热控涂层；30、传动机构；31、驱动电机； [0022] 32、传动螺纹杆；100、仪器设备。具体实施方式 [0023] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0024] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者间接连接至该另一个元件上。 [0025] 还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。 [0026] 如图1和图2所示，本实施例的飞行器舱体包括下箱体10和上箱体20，上箱体20盖设在下箱体10上且上箱体20的侧面与下箱体10的侧面在竖直方向上有重叠，上箱体20连接下箱体10且相对于下箱体10可上下移动，下箱体10和上箱体20形成用于安装仪器设备100的安装空间，下箱体10的外表面上涂覆有第一热控涂层11，下箱体10的内表面上涂覆有第二热控涂层12，第一热控涂层11为低太阳吸收率高发射率热控涂层，第二热控涂层12为高发射率热控涂层，通过第一热控涂层11和第二热控涂层12对安装空间内的热量进行散热。 [0027] 本实施例的第一热控涂层11是低太阳吸收率高发射率的热控涂层，第二热控涂层12是高发射率的热控涂层，第一热控涂层11和第二热控涂层12均具有吸收热量的功能。在本发明中，低太阳吸收率的热控涂层是指吸收太阳能热量降低的材料涂层，其中，该种材料涂层的太阳吸收率小于0.15；高发射率热控涂层是指具有高红外辐射能力的材料涂层，发射率是指红外辐射的辐射率其中，高发射率是指红外辐射的辐射率大于0.8。第一热控涂层 11同时兼具低太阳吸收率和高发射率两种特性。热控涂层是航天器领域的常用涂料，可以最大限度地减少航天器和周围宇宙空间不可调节的热交换，以控制和调节外部恶劣的热环境及其变化对航天器的影响，这样可以减少航天器内部的温度波动，以满足大部分仪器设备的温度范围要求。本实施例即应用航天器领域的热控涂层来实现本发明实施例的相应效果，如本实施例的低太阳吸收高发射率的热控涂层可以为铝膜或低太阳吸收率高发射率有机硅热控涂层，高发射率的热控涂层可以为石墨薄膜或C/C复合材料(即炭/炭复合材料，C/C复合材料是指以炭纤维或其织物为增强相，以化学气相渗透的热解炭或液相浸渍－炭化的树脂炭、沥青炭为基体组成的一种纯炭多相结构；C/C复合材料是一种新型高性能结构、功能复合材料，具有高强度、高模量、高断裂韧性、高导热、隔热优异和低密度等优异特性)。 [0028] 在飞行器舱体内的仪器设备100运行过程中产生热量，热量在安装空间内积累，导致安装空间内的温度升高。应用本实施例的飞行器舱体，首先通过第二热控涂层12将安装空间内的热量吸收并传递到下箱体10，然后第一热控涂层11吸收下箱体10上的热量，在飞行器舱体飞行的过程，飞行器舱体外的气流与第一热控涂层11接触，从而将热量带走，达到散热降温的目的。此外飞行器舱体在飞行过程中，由于舱体内部和舱体外部之间的气压差，因而舱体内外之间形成了流动的气流，也能带走一部分热量，以进一步对飞行器舱体进行散热降温。 [0029] 为了进一步提高对飞行器舱体进行散热降温的冷却效果，如图2所示，本实施例的飞行器舱体的下箱体10上箱体20的外表面上涂覆有第三热控涂层21，上箱体20的内表面上涂覆有第四热控涂层22，第三热控涂层21与第一热控涂层11的功能相同，为低太阳吸收率高发射率的热控涂层，第四热控涂层22与第二热控涂层12的功能相同，为高发射率的热控涂层。本实施例，通过第三热控涂层21和第四热控涂层22吸收安装空间内的热量，并结合第一热控涂层11和第二热控涂层12对飞行器舱体进行散热。在本实施例中，第一热控涂层11、第二热控涂层12、第三热控涂层21以及第四热控涂层22的高发射率大小通过计算或仿真模拟得到。 [0030] 在本实施例中，下箱体10和上箱体20之间设置有传动机构30，具体地，传动机构30包括驱动电机31、传动螺纹杆32和旋合螺母(未图示)，驱动电机31与传动螺纹杆32之间驱动连接或者驱动电机31与旋合螺母之间驱动连接，并且旋合螺母与传动螺纹杆32相互啮合，并且两者在驱动电机31的驱动作用下相对旋转，传动机构30的两端分别与下箱体10和上箱体20连接，即传动螺纹杆32的一端与下箱体10连接，传动螺纹杆32的另一端上的旋合螺母与上箱体20固定连接(或者旋合螺母与下箱体10连接，传动螺纹杆32与上箱体20固定连接)，通过传动机构30使上箱体20相对于下箱体10移动。并且，在本实施例的飞行器舱体的安装空间内设置有温度传感器和控制器，温度传感器与控制器电连接，控制器与传动机构30电连接，控制器根据温度传感器检测到的安装空间内的温度数据控制传动机构30的动作。 [0031] 在飞行器舱体运行过程中，安装空间内的热量积累得越来越多，此时温度传感器检测安装空间内的温度升高变化，并将检测得到的温度数据传输至控制器中，控制器获得温度升高变化的数据之后，向传动机构30的驱动电机31输出动作指令，从而控制驱动电机31带动传动螺纹杆32转动，然后带动上箱体20相对于下箱体10移动伸出，此时安装空间的容积增大，安装空间内形成的空气对流增强而带走更多的热量，并且使得第二热控涂层12和第四热控涂层22的直接吸收热量的表面积增大，进一步提高热量传递速率而达到散热降温的目的。当安装空间内的温度下降之后，温度传感器检测温度数据并传输至控制，控制器此时控制驱动电机31转动以驱动传动螺纹杆32转动，从而带动上箱体20移动缩回，这时安装空间的容积变小，第二热控涂层12和第四热控涂层22的直接吸收热量的表面积变小，使得安装空间内的温度升高，从而实现保温的目的。这样，温度传感器通过不断检测安装空间内的温度变化，然后通过控制器控制传动机构30而改变安装空间的容积以及第二热控涂层 12和第四热控涂层22的能够吸收热量的表面积，从而维持安装空间内的环境温度处于一定的区间范围，保证飞行器舱体内的仪器设备100能够正常工作运行。 [0032] 具体地，如图2所示，本实施例的传动螺纹杆32和旋合螺母的数量分别为多个，优选地，传动螺纹杆32为四个，四个传动螺纹杆32均匀分布在下箱体10和上箱体20之间，优选地，四个传动螺纹杆32一一对应地设置在邻近于上箱体20的四角处，并且每个传动螺纹杆32或者旋合螺母对应一个驱动电机31。在传动机构30动作时，控制器控制四个驱动电机31同时工作，以带动上箱体20移动。 [0033] 并且下箱体10与上箱体20均为长方体形状，下箱体10的外侧面与上箱体20的内侧面相接触，即下箱体10的外侧与上箱体20的内侧相贴合接触，使得安装空间内的热量能够在下箱体10与上箱体20之间传递(下箱体10与上箱体20之间的热量传递无需经过空气介质进行传递)，从而加快了热量传递的速率，提高散热降温效率。在调节安装空间内的热量过程中，上箱体20相对于下箱体10的向上运动以使上箱体20与下箱体10的接触面积减小，反之则两者之间的接触面积增大。 [0034] 将仪器设备100安装在安装空间内时，仪器设备100与下箱体10的部分内侧面相接触地设置，具体地，仪器设备100与下箱体10的底部内侧相接触，这样仪器设备100在工作运行过程中所产生的热量中部分直接传递至下箱体10而向外扩散，从而提高散热降温效率。 [0035] 根据本发明的另一方面，提供了一种浮空器。该浮空器具有前述的浮空器吊舱，并且该浮空器还包括囊体，浮空器吊舱设置于该囊体的下方。在浮空器中，浮空器吊舱的下箱体10和上箱体20的尺寸大小通过相关的仪器设备100的发热量以及使用环境的最低环境温度和最高环境温度计算或者仿真模拟确定。 [0036] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。