充气环对软式平流层飞艇增强效应的分析与评估

• Published in: 太原理工大学学报 Vol. 54; no. 6; pp. 1093 - 1100
• Main Authors: 李天娥, 李佳宝, 程旭亮, 林国昌, 罗尧治
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 浙江大学建筑工程学院,杭州 310027 2023; 太原理工大学土木工程学院,太原 030024%太原理工大学土木工程学院,太原 030024%哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨 150080%浙江大学建筑工程学院,杭州 310027
• Subjects: 平流层飞艇; stratospheric airship; 参数分析; membrane materials; finite element method; 膜材; inflatable rings; parameter analysis; 有限元模拟; 充气环
• ISSN: 1007-9432
• DOI: 10.16355/j.tyut.1007-9432.2023.06.017

V274; [目的]我国对新型平流层飞艇的研究主要处在概念设计阶段,缺乏具体的力学性能评估来促进平流层飞艇的发展.[方法]在飞艇膜材单轴循环拉伸试验的基础上,对内部布置有碳纤维骨架与充气环的半刚性平流层飞艇艇体(L=120 m)进行了受力性能分析,考察了碳纤维骨架与充气环、充气环个数、充气环内压及囊体内压的影响,且提出充气环参数影响的评估指标.[结果]研究结果表明:相比传统无骨架软式飞艇,艇体变形明显减小,艇体应力分布均匀性更好.随着充气环个数的增加,艇体最大变形呈现减小趋势,艇体最大应力呈现波动变化,艇体应力分布的均匀性有所改善,充气环个数的最优建议值为6个;艇体最大变形随着充气环内压的增加而减小,最大应力呈现出先平稳后增加的趋势,充气环内压的最优建议值约200 kPa;随着艇体内压的增加,内部骨架对艇体受力性能提高的贡献率降低.