具有防雷功能的浮空器的制作方法

本实用新型涉及一种具有防雷功能的浮空器，属于雷电防护设计技术领域。

背景技术：

目前常见浮空器有自带动力的飞艇、随风漂浮的轻气球等，其构成特点是含体积庞大的柔性气囊，（囊皮基本材料一般是非导电可燃复合材料纤维织物）用于冲灌容纳比重较空气小的各种气体，为浮空器提供所需升力，是保证浮空器安全运行的关键组成部分。浮空器飞行高度一般在3000米以下，正落入云对地闪电雷击多发高度范围。如果被雷电击中，囊皮可能被击穿破损，或沿囊皮表面闪络，伴随高能火花/脉冲电流会点燃囊皮或其它物料，这对浮空器是致命的，失去升力将造成人员伤亡。所以必须针对浮空器可能遭遇的闪电雷击进行保护，气囊更是重点保护对象。

如果参考飞机的防雷标准规范进行设计制造：用导电金属框架和丝网覆盖囊皮（或使用导电复材囊皮），并通过功率容量够大的分流条连接浮空器主金属构架。而这种技术存在一些问题：由于浮空器囊体表面积巨大，需增设的大量导电材料使浮空器自重剧增，有效载荷大大下降，甚至影响到其它技术、经济指标的实现，这往往是民用浮空器项目经费不能支撑的难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有防雷功能的浮空器，该具有防雷功能的浮空器能够使雷电流沿着预设的通道流通泄放，保护面积大，对浮空器整体进行完整的雷电防护，且不会引入其它安全隐患，完善地保障浮空器的安全。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种具有防雷功能的浮空器，包括浮空器本体、第一引雷针杆和第一泄雷针，所述第一引雷针杆安装在浮空器本体的头锥部，所述头锥部和浮空器本体的尾翼部之间的底部拖曳有第一泄雷针，一敷设在浮空器本体外表面的下雷电流主通道条连接第一引雷针杆和第一泄雷针；一主浮空球通过一连接线连接在浮空器本体上部，主浮空球上部和下部分别设置有一第二引雷针杆和第二泄雷针，所述第二引雷针杆和第二泄雷针之间通过一上雷电流主通道条连接；一次浮空球连接到所述第二泄雷针的尾部。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1.上述方案中，所述尾翼部还设置有一第三引雷针杆，该第三引雷针杆连接到下雷电流主通道条上。

2.上述方案中，所述第二泄雷针为第二泄雷针杆或者第二泄雷针绳。

3.上述方案中，所述连接线为刚性的或柔性的。

4.上述方案中，所述连接线为导体且将上雷电流主通道条和下雷电流主通道条相连。

5.上述方案中，所述第一泄雷针靠近浮空器本体的区域表面具有一第一绝缘层，所述第二泄雷针靠近主浮空球的区域表面具有一第二绝缘层。

6.上述方案中，所述雷电流主通道条为柔性导体。

7.上述方案中，所述雷电流主通道条为铜条。

8.上述方案中，所述主浮空球和次浮空球内的气体为氦气或氢气。

9.上述方案中，所述次浮空球与第二泄雷针通过一细绳连接。

由于上述技术方案的运用，本实用新型具有下列优点：

本实用新型具有防雷功能的浮空器，其在浮空器本体上使用用雷电流主通道条连接的引雷针杆和泄雷针进行雷电防护，使雷电流沿着预设的通道流通泄放，保障了浮空器的安全；其第二引雷针杆安装在浮空器本体上方的主浮空球上，扩大了第二引雷针杆的防护面积，保护覆盖面广，更加全面地保障了浮空器本体的安全；进一步，次浮空球连接到与主浮空球连接的第二泄雷针的尾部，避免泄雷针某处接近浮空器本体及其它金属部件发生击穿放电现象，消除了隐患，完善地保障了浮空器的安全。

附图说明

附图1为本实用新型具有防雷功能的浮空器结构示意图；

附图2为本实用新型浮空器中浮空器本体电流通道结构示意图；

附图3为本实用新型浮空器中主浮空球电流通道结构示意图。

以上附图中：1、头锥部；3、尾翼部；4、主浮空球；5、连接线；6、底部；7、第一引雷针杆；8、第一泄雷针；9、下雷电流主通道条；10、飞艇本体；121、第一绝缘层；122、第二绝缘层；13、次浮空球；14、第二引雷针杆；15、第二泄雷针；16、上雷电流主通道条；18、第三引雷针杆；19、细绳。

具体实施方式

实施例1：一种具有防雷功能的浮空器，包括浮空器本体10、第一引雷针杆7和第一泄雷针8，所述第一引雷针杆7安装在浮空器本体10的头锥部1，所述头锥部1和浮空器本体10的尾翼部3之间的底部6拖曳有第一泄雷针8，一敷设在浮空器本体10外表面的下雷电流主通道条9连接第一引雷针杆7和第一泄雷针8；一主浮空球4通过一连接线5连接在浮空器本体10上部，主浮空球4上部和下部分别设置有一第二引雷针杆14和第二泄雷针15，所述第二引雷针杆14和第二泄雷针15之间通过一上雷电流主通道条16连接；一次浮空球13连接到所述第二泄雷针15的尾部。

上述尾翼部3还设置有一第三引雷针杆18，该第三引雷针杆18连接到下雷电流主通道条9上

上述第二泄雷针15为第二泄雷针杆或者第二泄雷针绳，上述连接线5为刚性的。

上述连接线5为导体且将上雷电流主通道条16和下雷电流主通道条9相连。

上述第一泄雷针8靠近浮空器本体10的区域表面具有一第一绝缘层121，所述第二泄雷针15靠近主浮空球4的区域表面具有一第二绝缘层122。

上述雷电流主通道条9为柔性导体。

上述雷电流主通道条9为铜条。

实施例2：一种具有防雷功能的浮空器，包括浮空器本体10、第一引雷针杆7和第一泄雷针8，所述第一引雷针杆7安装在浮空器本体10的头锥部1，所述头锥部1和浮空器本体10的尾翼部3之间的底部6拖曳有第一泄雷针8，一敷设在浮空器本体10外表面的下雷电流主通道条9连接第一引雷针杆7和第一泄雷针8；一主浮空球4通过一连接线5连接在浮空器本体10上部，主浮空球4上部和下部分别设置有一第二引雷针杆14和第二泄雷针15，所述第二引雷针杆14和第二泄雷针15之间通过一上雷电流主通道条16连接；一次浮空球13连接到所述第二泄雷针15的尾部。

上述连接线5为柔性的。

上述连接线5为导体且将上雷电流主通道条16和下雷电流主通道条9相连。

上述第一泄雷针8靠近浮空器本体10的区域表面具有一第一绝缘层121，所述第二泄雷针15靠近主浮空球4的区域表面具有一第二绝缘层122。

上述雷电流主通道条9为柔性导体，上述雷电流主通道条9为铜条。

上述主浮空球4和次浮空球13内的气体为氦气或氢气。

上述次浮空球13与第二泄雷针15通过一细绳19连接。

本实用新型具有防雷功能的浮空器，进一步阐述如下：包括浮空器本体10、至少三个引雷针杆7、至少一个泄雷针杆8和引雷浮空球4，引雷浮空球4内部为氢气或氦气，使引雷浮空球4漂浮在浮空器本体10上方，一条柔性线5连接引雷浮空球4和浮空器本体10；引雷针杆7分别安装在浮空器本体10的头锥部1、尾翼部3和引雷浮空球4的顶部，头锥部1、和尾翼部3属于易产生电晕/流光/击穿空气放电的尖锐突出端部，需要重点保护，必要时也可以在其他需要保护的重要部位增设引雷针杆7；泄雷针杆8为从引雷浮空球4后方引出的柔性导体，该柔性导体末端连接一小浮空球13，小浮空球13内同样充满氢气或氦气，使泄雷针杆8飘浮在空中而不会下垂碰到浮空器本体10导致产生击穿放电现象；一敷设在浮空器本体10外表面的雷电流主通道条9连接至少二个引雷针杆7和至少一个泄雷针杆8，附着引雷针杆7的雷电流大概率按照从引雷针杆7通过雷电流主通道条9到达泄雷针杆8的顺序泄放。

连接浮空器本体10和引雷浮空球4的柔性线5为导体，此时柔性线5成为了雷电流主通道条9的一部分，起到引流导流的作用，减少了具有防雷功能的浮空器整体所需的组成部件，简化了结构。

雷电流主通道条9能够承受200ka/69µs瞬态强电流通过，横截面不小于25mm²（以铜为例），或相同载流能力其它横截面金属，依在浮空器本体10上安装部位需求可是刚性或柔性的，基本沿浮空器本体10外轮廓敷设。

泄雷针杆8末端呈单针状，主杆是横截面不小于25mm²的能够承受200ka/69µs瞬态强电流通过的铜杆，并较引雷针杆7具有更小的阻抗以利于雷电流导入泄放，一般呈柔性（如细金属丝编织防波套、多股细线软电缆等），长度以不会引发对浮空器的二次附着为准。按需可布置多根，一般数量少于引雷针杆7。泄雷针杆8表面有绝缘层12，只在尾端裸露处导电，避免泄雷针杆8某处可能接近浮空器本体10其它金属部件发生击穿放电现象。

引雷浮空球4在防护物上方越高引雷针杆7覆盖的防护区越大，覆盖范围为引雷针杆7以下45°~60°锥形范围内。当引雷浮空球2高度在浮空器本体10上方50~100米时可防护范围为浮空器本体10顶部半径85~170m水平圆周内。

附着引雷针杆7的直击雷电流将通过更加远离艇载系统/设备的雷电流主通道条9经泄雷针杆8向空中泄放，继续以雷电先导形式向异性电荷中心发展直至连通，从而实现对整个浮空球的直击雷电防护，对艇载系统/设备的间接效应影响更小。

由于浮空器在空中飞行速度远小于飞机，一般不超过100km/h，在引雷浮空球4下方安装伸出的泄雷针杆8的空气动力学特性能够满足浮空器的气动性能要求，空气阻力的影响很小可忽略不计。

采用上述具有防雷功能的浮空器时，其在浮空器本体上使用用雷电流主通道条连接的引雷针杆和泄雷针杆进行雷电防护，使即将附着浮空器的闪击及雷电沿人为预设的路径通过和释放，保障浮空器本体的安全；还引入了连接在浮空器本体上方的引雷浮空球，使引雷针杆的配置更加灵活方便，保护覆盖面广，更加全面地保护了浮空器；进一步引入小浮空球，使柔性的泄雷针杆悬浮在空中，避免泄雷针杆某处可能接近飞艇其它金属部件发生击穿放电现象，消除了可能存在的隐患，完善地保障了浮空器的安全。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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