風(fēng)箏提供額外升力。如圖4所示，傘形風(fēng)箏上固定布置一個(gè)氦氣球，為傘形風(fēng)箏提供額外升力，在傘形風(fēng)箏升空作業(yè)時(shí)提供初始升力作用;落地作業(yè)時(shí)提供緩沖升力作用，并且，在高空運(yùn)行中也能夠發(fā)揮一定的升力作用?；蛘?，在傘形風(fēng)箏的傘身上部分或者全部綴掛若干個(gè)扁平型的充氦氣氣囊，氣囊可獨(dú)立布置，多個(gè)氣囊間相互不連通，個(gè)別氣囊泄漏或者出問題不影響其他氣囊的正常工作；另外，氣囊可做成可拆卸式結(jié)構(gòu)，可以從傘身上拆卸下來，方便更換和維護(hù)?；蛘撸鐖D5所示，傘形風(fēng)箏上固定布置一個(gè)升力用傘形風(fēng)箏(輔助風(fēng)箏)，為傘形風(fēng)箏提供額外升力，在傘形風(fēng)箏升空作業(yè)時(shí)提供初始升力作用，落地作業(yè)時(shí)提供緩沖升力作用，并且在高空運(yùn)行中也能夠發(fā)揮一定的升力作用。
[0057]第二種，在升空作業(yè)時(shí)，可以用氦氣飛艇、氦氣球、熱氣球、直升機(jī)等外部升力源吊住傘形風(fēng)箏并將其提升到一定高度，如圖6-a所示;待傘形風(fēng)箏具備自持飛行能力后，外部升力源與傘形風(fēng)箏脫鉤，如圖6-b所示。在落地作業(yè)時(shí)，通過氦氣飛艇、氦氣球、熱氣球、直升機(jī)等外部升力源控制傘形風(fēng)箏緩慢落地，避免硬著陸。
[0058]由于地球的自轉(zhuǎn)始終在進(jìn)行，可以保持地球大氣層的對(duì)流層能始終有較高的風(fēng)速，且本發(fā)明的設(shè)備重量可以顯著降低，傘形風(fēng)箏的高度比較高，故可基本不受靜風(fēng)期影響。
[0059]然后對(duì)供電系統(tǒng)至少包括兩個(gè)發(fā)電裝置的情況進(jìn)行說明。
[0060]發(fā)電裝置可以在一根纜繩上分開一定距離布置，其中，所有的傘形風(fēng)箏可以串聯(lián)連接，如圖7所示，各傘形風(fēng)箏通過纜繩實(shí)現(xiàn)串聯(lián)。在空中運(yùn)行時(shí)，由于各纜繩間的拉力作用，能夠保持渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的空中運(yùn)行姿態(tài)。各個(gè)風(fēng)箏在滯留在空中時(shí)，會(huì)留在不同的高度，充分利用不同層高的風(fēng)能。
[0061]并且，所有的空風(fēng)能發(fā)電裝置中的發(fā)電機(jī)串聯(lián)設(shè)置，以此來提高該系統(tǒng)的發(fā)電電壓，如圖8所示。為方便發(fā)電機(jī)串聯(lián)接入，各發(fā)電機(jī)型號(hào)應(yīng)一致。以三相交流發(fā)電機(jī)為例，最頂部傘形風(fēng)箏所帶發(fā)電機(jī)的輸出端，依照相別，通過三相電纜，接至相鄰下一個(gè)發(fā)電機(jī)的輸入端，相鄰發(fā)電機(jī)的輸入端是指將該發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)連接打開，其所具有的三相端口。依此類推，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的串聯(lián)。各發(fā)電機(jī)同頻運(yùn)行，各轉(zhuǎn)子相互拖入同步狀態(tài)。因各渦輪機(jī)的輸出機(jī)械功率可能不同，各發(fā)電機(jī)的輸出電功率和渦輪機(jī)輸入功率一致，表現(xiàn)為各發(fā)電機(jī)定子的功角的不同，電功率越大，功角越大。多個(gè)發(fā)電機(jī)串聯(lián)后，一端的發(fā)電機(jī)的輸出端電壓等于多個(gè)發(fā)電機(jī)輸入輸出端之間電壓的矢量和，其值較單個(gè)發(fā)電機(jī)輸入輸出端之間的電壓值得到顯著提高。
[0062]多個(gè)傘形風(fēng)箏串聯(lián)布置時(shí)，通常最頂部傘形風(fēng)箏的氣囊的總?cè)莘e、飛艇的容積設(shè)計(jì)得更大，通常其產(chǎn)生的浮力大于裝置自重，不借助傘形風(fēng)箏的升力即可實(shí)現(xiàn)升空。待對(duì)頂端的傘形風(fēng)箏升空后，其產(chǎn)生的升力可以拖動(dòng)下層的傘形風(fēng)箏升空作業(yè)。
[0063]另外，在每個(gè)發(fā)電裝置中均還可以設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)能裝置，比如蓄電池等，發(fā)電機(jī)的輸出端供電連接該蓄電池，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能可以事先存儲(chǔ)到該蓄電池中，待需要為外界設(shè)備供電或者充電時(shí)，該蓄電池可以進(jìn)行供電。設(shè)置蓄電池的好處是能夠滿足電能的有效供給，比如當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能不滿足需求時(shí)，蓄電池可以同時(shí)進(jìn)行放電，保證了電能的有效供給。由于發(fā)電機(jī)與蓄電池的連接關(guān)系屬于常規(guī)技術(shù)，這里不再具體說明。還有就是，除了在每個(gè)發(fā)電裝置中均設(shè)置儲(chǔ)能裝置外，還可以在整個(gè)供電系統(tǒng)中只設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)能裝置，所有的發(fā)電裝置發(fā)出的電能均存儲(chǔ)到該儲(chǔ)能裝置中。通過蓄電池浮充電方式，可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)和負(fù)載之間的能量平衡。
[0064]對(duì)于交流發(fā)電機(jī)，如圖9所示，其輸出通常經(jīng)交流直流轉(zhuǎn)換裝置(AC/DC)整流后接至一定容量蓄電池，再直接接至直流負(fù)載，或經(jīng)直流交流轉(zhuǎn)換裝置(DC/AC)逆變后接交流負(fù)載。
[0065]發(fā)電系統(tǒng)除了與空中作業(yè)裝置直接連接外，還可以通過一定長度的復(fù)合纜繩(包括電纜和連接纜繩)與更高處的空中作業(yè)裝置(比如飛行高度較高的飛艇)相連。發(fā)電系統(tǒng)在給更高處的空中作業(yè)裝置提供電能時(shí)，發(fā)電系統(tǒng)提供工作電能，并作為錨地。為進(jìn)一步提更高處的空中作業(yè)裝置的升限，可以在空中作業(yè)裝置和發(fā)電系統(tǒng)之間的復(fù)合纜繩上接設(shè)一個(gè)浮空器，或串接多個(gè)浮空器，如氦氣飛艇、氦氣球、翼傘、風(fēng)箏等浮空器，用于和空中作業(yè)裝置分?jǐn)倧?fù)合纜繩的重量。該空中作業(yè)裝置與發(fā)電系統(tǒng)之間的光電復(fù)合纜繩的重量只有一段，相較于接至地面電源裝置的方式，復(fù)合纜繩的重量得以大幅下降，故空中作業(yè)裝置的升限得以大幅提升。
[0066]還有就是，由于發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)是可逆的，所以，發(fā)電裝置在升空落地時(shí)，或者在靜風(fēng)期時(shí)，由內(nèi)部的儲(chǔ)能裝置將電能回傳給發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)而運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)力不但可以提供額外的升力，從而減小氣囊的體積，而且，在靜風(fēng)期時(shí)可以保證傘形風(fēng)箏不會(huì)因風(fēng)力過小而回到地面，使傘形風(fēng)箏在靜風(fēng)期時(shí)仍舊可以維持在空中。
[0067]上述實(shí)施例中，給出了一種渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的連接關(guān)系的【具體實(shí)施方式】，作為其他的實(shí)施例，兩者之間的布置關(guān)系還可以是:如圖10所示，發(fā)電機(jī)定子固定于軸上，發(fā)電機(jī)外轉(zhuǎn)子布置，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外套接渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子一體化，經(jīng)軸承連接于軸上，渦輪機(jī)外殼于端部固定于軸上，并于端部形成進(jìn)風(fēng)口和通風(fēng)口。進(jìn)風(fēng)口輻射狀連接件可以布置為格柵狀進(jìn)氣扇狀，對(duì)進(jìn)風(fēng)進(jìn)行整流。進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口處，以軸為中心布置整流罩，對(duì)進(jìn)風(fēng)進(jìn)行整流。相較于同軸布置的渦輪發(fā)電機(jī)組，該方式裝置更緊湊，重量更小，且發(fā)電機(jī)占據(jù)軸心通道，形成的圓環(huán)狀通風(fēng)道在進(jìn)一步提高風(fēng)速的基礎(chǔ)上，提高渦輪機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩，提高風(fēng)能利用率。
[0068]高空運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)實(shí)施例2
[0069]本實(shí)施例中的高空運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)除了包括實(shí)施例1的全部技術(shù)特征之外，本實(shí)施例中的發(fā)電裝置還包括與傘形風(fēng)箏配合使用的氣囊，該氣囊可以為氦氣飛艇，或者是其他填充氣體的飛艇，由于其本質(zhì)上是填充有較輕氣體的氣囊，所以，以下實(shí)施例中，將氣囊稱為飛艇。飛艇提供部分升力源，并對(duì)渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的升降過程提供保護(hù)。
[0070]如圖11所示，傘形風(fēng)箏的后端與飛艇的前端固定設(shè)置，飛艇具有一個(gè)通風(fēng)通道，高空風(fēng)能夠依次流過傘形風(fēng)箏的后端開口以及飛艇的通風(fēng)通道，最后排出。并且，飛艇的通風(fēng)通道設(shè)計(jì)為一個(gè)前端至中端呈漸縮結(jié)構(gòu)、中端至后端呈漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)的通風(fēng)通道，該通風(fēng)通道的橫截面的形狀可以是圓形，還可以是方形，本實(shí)施例以圓形為例。由于該通風(fēng)通道為漸縮漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)，那么，在該通道內(nèi)的中端處固定安裝渦輪機(jī)，這樣，前端的漸縮外形，形成濃縮風(fēng)的通道；后端的漸擴(kuò)外形，形成在渦輪機(jī)完成做功的風(fēng)的擴(kuò)散通道，濃縮風(fēng)通過渦輪機(jī)做功。
[0071]傘形風(fēng)箏在高空中運(yùn)行，風(fēng)進(jìn)入傘形風(fēng)箏的迎風(fēng)面后，在傘形風(fēng)箏和飛艇的漸縮結(jié)構(gòu)中均實(shí)現(xiàn)濃縮，高空風(fēng)依次經(jīng)傘形風(fēng)箏和飛艇的濃縮后形成高速風(fēng)，高速風(fēng)帶動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)同軸的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，之后經(jīng)渦輪機(jī)后端的漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)排出。
[0072]而且，該飛艇對(duì)于裝置起降過程能夠提供良好的緩沖作用，保護(hù)發(fā)電裝置不受過分沖擊作用。
[0073]另外，為了進(jìn)一步為傘形風(fēng)箏提供額外升力，在傘形風(fēng)箏升空作業(yè)時(shí)提供初始升力作用、落地作業(yè)時(shí)提供緩沖升力作用，在該傘形風(fēng)箏的傘身上設(shè)置有若干個(gè)獨(dú)立布置的輔助氦氣氣囊，如圖11所示。
[0074]當(dāng)設(shè)置輔助氣囊時(shí)，傘形風(fēng)箏和氦氣飛艇、輔助氣囊的融