CN1199817C

CN1199817C - 耐压气球

Info

Publication number: CN1199817C
Application number: CN02155723.3A
Authority: CN
Inventors: 矢岛信之; 井筒直树; 本田秀之
Original assignee: DIRECTOR-GENERAL OF INSTITUTE OF SPACE AND ASTRONAUTICAL SCIENCE
Current assignee: Japan Aerospace Exploration Agency
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: US6685136B2; FR2833239A1; US20030106960A1; JP2003170897A; JP3780336B2; FR2833239B1; CN1424232A; RU2238218C2

Abstract

一种耐压气球包含气囊(1)以及体积改变机构，该体积改变机构用于使处于完全膨胀状态下的气囊(1)变形以便改变气囊(1)的体积。气囊(1)包括由气密性薄膜材料制成的纺锤形的伞衣幅(2)，相邻的伞衣幅(2)在其侧边处被连接在一起，承载带(3)被装配在侧边的接合区域并分别沿侧边延伸。膨胀后，气囊(1)不允许气体被放出，从而保持内压。当气囊(1)处于完全膨胀状态下时，每个伞衣幅(2)在两个相邻的承载带(3)之间向外突出，而伞衣幅(2)的气密性薄膜材料不延长。突出的伞衣幅(2)在与两个相邻的承载带(3)相交的方向上具有一曲率半径，该曲率半径小于气囊(1)的半径。

Description

耐压气球

技术领域

本发明涉及一种耐压气球。更具体地说，本发明涉及一种耐压气球，诸如在平流层内使用的科学观测气球或宇宙观测气球、娱乐用热空气气球和燃气气球等。

背景技术

一些科学观测气球被设计得在距海平面30～40公里的平流层内飞行。为了调整这种高海拔高度气球的飞行，从气球中释放出浮力气体以降低浮力，并抛弃一些压舱物以便恢复飞行高度。然而一旦所有压舱物都被抛弃后，就无法再调整飞行高度。

一种具有耐压气囊的超高压气球是众所周知的，在高的飞行高度上，该气囊可以抵御高内压。气囊膨胀到它的最大体积，不从气囊中放出浮力气体。保持最大体积和内压，超高压气球持续上升。随着气球上升，由于空气密度的下降，气球的浮力被降低到一定程度。最终气球在一定高度呈现平衡形状。然后，气球在这个高度上沿水平方向持续飞行。如果日落后气球内部气体的温度下降，则内压下降。尽管内压下降，气囊仍可保持它的最大体积。超高压气球因此可继续沿水平方向飞行，而无需抛弃压舱物。这样超高压气球可以连续飞行很长时间，而无需象普通气球那样大量抛弃压舱物。虽然超高压气球可以保持一定的高度，但是它无法轻易地改变它的飞行高度。

一些超高压气球具有设置在气囊内的里胎。将空气注入所述里胎内，改变气囊的有效体积，从而改变气球的飞行高度。然而在空气非常稀薄的平流层内，必须使用动力大的鼓风机或泵，使里胎在短时间内膨胀。然而，动力大的鼓风机或泵不是切实可行的，尤其在气球尺寸大的情况下。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供了一种耐压气球，其包括：气密的耐压气囊，所述气囊由多个由气密性薄膜材料制成的纺锤形的伞衣幅以及一组承载带组成，相邻的伞衣幅在其侧边处连接在一起，所述承载带被装配在侧边的接合区域并分别沿侧边延伸；气囊在膨胀后使得气体不会被放出，从而保持内压；当气囊处于完全膨胀状态下时，每个伞衣幅在两个相邻的分别沿伞衣幅的侧边延伸的承载带之间向外突出，而伞衣幅的气密性薄膜材料不会延长；突出的伞衣幅在与两个相邻的承载带相交的方向上具有一曲率半径，该曲率半径小于气囊的半径；突出的伞衣幅承受张力，所述张力沿着与两个相邻的承载带相交的方向。其中，所述气球还包括一个用于使处于完全膨胀状态下的气囊变形以便改变气囊体积的体积改变机构；所述体积改变机构被连接在至少一个承载带上，当气囊处于完全膨胀状态时，所述体积改变机构向着气囊的内侧拉承载带，使气囊变形，从而改变气囊的体积。所述体积改变机构包括：一根拉绳，它的一端连接在所述至少一个承载带的两个延伸方向端部之一上；以及一个绳索长度调整机构，其连接在所述至少一个承载带的两个延伸方向端部中的另一个上，并且连接着拉绳的另一端。所述拉绳在所述气囊的内部空间内在所述至少一个承载带的所述两个延伸方向端部之一与位于所述至少一个承载带的所述两个延伸方向端部中的另一个处的所述绳索长度调整机构之间延伸；所述绳索长度调整机构牵拉或放出拉绳，以改变每个伞衣幅的相反端部之间的距离。

根据本发明的第二个方面，提供了另一种耐压气球，其与前面一种耐压气球的区别在于所述体积改变机构。也就是说，在此，所述体积改变机构包括：多根拉绳，它们的一端连接着相应承载带的纵向中部，所述纵向中部位于相应伞衣幅的相反两端中间；以及一个绳索长度调整机构，其安置在所述气囊的内部空间内，并且连接着拉绳的另一端。每根拉绳在承载带的纵向中部与绳索长度调整机构之间延伸；所述绳索长度调整机构牵拉或放出每个所述拉绳，以改变承载带的纵向中部与绳索长度调整机构之间的距离。

根据本发明的第三个方面，提供了另一种耐压气球，其与前面一种耐压气球的区别在于所述体积改变机构。也就是说，在此，所述体积改变机构包括：一根拉绳，其沿着与每个牵拉部分相交的方向连接并穿过每个牵拉部分的纵向中部，所述纵向中部位于相应伞衣幅的相反两端中间；以及一个绳索长度调整机构，其连接着拉绳，并且牵拉或放出拉绳，以改变相邻纵向中部之间的距离。

本发明的其它目的和优点将结合下文介绍而被提出，其中部分目的和优点将能从说明书中很明显地获得，或通过实施本发明而获得。通过下文所述手段能够实现本发明。

附图说明

构成说明书一部分的附图用于说明本发明的推荐实施例，通过上文所述内容以及将在下文介绍的内容，结合附图将更好地理解本发明。

图1A是一个符合本发明第一实施例的耐压气球的透视图；

图1B是所述耐压气球的伞衣幅的透视图；

图2是一个用于确定欧拉弹力的气囊的纵向横截面视图；

图3是一个代表用于确定欧拉弹力的气囊的纵向横截面视图的闭合曲线的图表；

图4是符合本发明第一实施例的气球的气囊的示意性纵向横截面视图；

图5是符合本发明第一实施例的气球的绳索长度调整机构的侧视图；

图6是表示当气囊的极点之间的距离改变时气囊的纵向横截面视图的闭合曲线的图表；

图7是显示气囊的极点之间的距离与气囊体积之间的关系的曲线；

图8是符合本发明第二实施例的耐压气球的气囊的视图，该视图是沿气囊的赤道所作的横截面视图；

图9是符合本发明第二实施例或第三实施例的耐压气球的绳索长度调整机构的侧视图；

图10是表示当气囊的赤道半径发生改变时气囊纵向横截面视图的闭合曲线的图表；

图11是一个显示气囊赤道部位的半径与气囊体积之间关系的图表；

图12是符合本发明第三实施例的耐压气球的气囊的横截面视图，该视图是沿气囊的赤道所作。

具体实施方式

图1A是一个符合本发明第一实施例的耐压气球的透视图。该气球包括一通常填充有给予气球浮力的氦气的气囊1。一旦膨胀后，气囊1不允许气体逃逸。因此气囊1保持内压并因此保持气球的浮力。包括一观测仪器的有效负载(图1A中未示)被连接在气囊1上。

气囊1基本上是球形的。如图1B所示，通过将N个相同纺锤形形状的伞衣幅2连接在一起而形成所述气囊1。换句话说，气囊1由N个伞衣幅组成。每个伞衣幅2由气密性薄膜材料制成，例如轻型、坚固的织物或塑料薄膜。在其侧边2a上，相邻的伞衣幅2被缝合或粘结，多个伞衣幅2连接在一起以形成气密性的气囊1。气球包括一组能够抵御很大拉力的承载带3。所述承载带3被分别缝合或粘结在侧边2a的连接区域并沿侧边2a延伸。承载带3增加了伞衣幅2的连接强度并向伞衣幅2施加有效载荷。此外承载带3还用于保持膨胀后气囊1的形状恒定。当气囊处于完全膨胀状态时，每个伞衣幅2在两个相邻的承载带3之间向外突出，这两个承载带3分别沿伞衣幅2的侧边2a延伸，而不会使伞衣幅2的气密性薄膜材料延长。本文所使用的术语“完全膨胀状态”指得是这样一种状态，即气囊1内外压力之间的差dP(也就是内压力-外压力)是正的，气囊1的体积保持不变，当内压升高时，每个伞衣幅2的薄膜材料不延长。耐压气球具有体积改变机构(将在下文详细地介绍)，该机构使处于完全膨胀状态下的气囊1变形，从而改变气囊1的体积。

气囊1可以采用“自然形状”，该形状根据压力差dP(＞0)改变。为了便于介绍，下文将介绍没有配备承载带的气囊的形状。只要气囊1具有自然形状，则在材料长度保持恒定的条件1下以及在纬度方向的(周向)长度可以自由增加的条件2下，气球无论何时需要都可以具有最大的浮力。在任一种条件下，气囊1的轴线都象地球轴线那样穿过每个伞衣幅2的相反两端。所述自然形状是指相对于所述气囊轴线旋转对称。在条件2下，气囊具有沿子午线方向延伸的折缝。在气囊的***方向上，没有张力。换句话说，由于压力差dP而作用在气囊上的张力作用在子午线方向上。随着压力差dP的增加，气囊膨胀，形状改变而成为所谓的“南瓜形状”。

在该实施例中，当压力差dP足够大时，形成气囊的薄膜的重量和浮力预期将不影响气囊的形状。此时，处于很大压力差dP下的气囊变化形状而成为诸如球这样一种可以在相反方向被挤压的对称形状。气囊的高度比赤道线上的水平半径小，气囊是垂直对称的。如果气囊在条件1下和条件2下具有最大体积，则它的形状是对称的，这一点作为欧拉弹力是公知的。可以采用下述方式确定所述对称形状。

图2是一个用于确定对称形状的气囊的示意性纵向横截面图。从对称平面或赤道平面看去并在x-y座标系中，图2仅仅显示了气囊的上半部分，此处x₀代表赤道的半径。由于张力仅作用在子午线方向上，所以沿赤道的张力之和F_m是赤道的断面面积S与压力差dP相乘的结果，

Fm＝S·dP (1)

赤道上的张力T₀和气囊上任意一点(x，y)的张力T分别由下列公式(2)和(3)表示。

T₀＝Fm/(2πx₀) (2)

T＝Fm/(2πx)＝x² ₀·dP/(2·x) (3)

气囊的曲率半径由下式确定

dL/dθm＝T/dP (4)

此处L是子午线长度，dL是子午线上的无穷小断面的长度，θm是dL的倾角。

在初始条件即赤道处的张力平行于y轴并且其大小为T₀的情况下，从赤道开始，通过对微分方程(4)进行多次连续计算而获得数值解，以确定每个dL的形状。图3显示的是由上述数值解所获得的表示气囊纵向横截面的曲线。在实践中，负载被悬挂在气囊的底部。由于这个原因，气囊的形状与相对赤道平面对称的形状相比发生一些变化。然而上述变化可以忽略不计。上述南瓜形状包括不对称形状。此外所述南瓜形状相对于气囊轴线转动对称。

当将承载带固定在气囊上时，南瓜形状的气囊变成下述形状。普通气球的每个伞衣幅具有纺锤形状，该形状通过将转动对称的南瓜形状气囊分成N个部分而获得。承载带沿气囊的外表面延伸。在这个实施例中，每个伞衣幅2的形状是这样的，即它可以在两个沿伞衣幅2侧边2a延伸的承载带3之间向外突出。突出的伞衣幅2具有小的曲率半径并具有很大的纵向尺寸。下文将详细介绍，在与相邻承载带3相交的方向上，每个突出的伞衣幅2的曲率半径大约比气囊1的半径小10倍。

为了获得这种所希望的形状，伞衣幅2的宽度和长度都比普通气球的伞衣幅的宽度和长度大。更具体地说，每个突出伞衣幅2的子午线中线上的长度即沿子午线方向延伸的长度等于没有突出的伞衣幅2的纵向中线的长度，每个突出伞衣幅2的纬度方向长度与突出之前即没有突出的伞衣幅2的宽度相等。因此，每个伞衣幅2具有长度比承载带3的长度大的相反的侧边2a。所以，侧边2a被均匀地折痕，从而每个侧边2a的有效长度与承载带3的长度一致。每个承载带3的长度等于南瓜形状气囊的子午线长度。

因此，由于内压，每个伞衣幅2向外突出，而没有使形成伞衣幅2的薄膜材料延伸。满足这种需要的伞衣幅2的形状几乎可以使每个突出伞衣幅2的子午线应力减少到0。换句话说，每个突出伞衣幅2上的张力可以作用在几乎以直角与相邻承载带3相交的方向上，也就是纬度方向。由于这种张力从每个伞衣幅2而施加到邻近伞衣幅的承载带3上，所以承载带3被向外拉。因此，承载带3吸收伞衣幅2上的张力。我们的经验显示：没有这种突出的普通气球具有几乎和同样体积的球相同的强度。在平流层飞行的气球的半径通常是30～50米。在这个实施例中，每个突出伞衣幅2几乎可以使其曲率半径减少为1米。如果曲率半径被这样减少，则根据气囊1的半径与突出伞衣幅2的曲率半径的比值，作用在每个突出伞衣幅2上的张力将下降。气球的耐压能力将相应地提高。由于每个突出伞衣幅2的曲率半径由形成伞衣幅2的薄膜材料的宽度确定，所以如果气球的尺寸变大，则曲率半径并不显著地减少。换句话说，气囊1的耐压能力并不依靠气囊1的体积。与其尺寸无关，符合这个实施例的耐压气球在大的压力差下也难以被破坏。

下文将详细介绍体积改变机构。图4是气囊1的示意性纵向横截面视图。如上所述，气囊1具有球形形状，其在气囊1的北极1n(上侧)和南极1s(下侧)受压。北极1n和南极1s在图4所示的横截面内。体积改变机构被附着在至少一个承载带3上。该机构将承载带3向着气囊1的内侧拉，使得处于完全膨胀状态下的气囊1变形。结果气囊1的体积改变。每个纺锤形伞衣幅2具有第一端2n和第二端2s(如图1B所示)。气囊1包括具有伞衣幅2第一端2n的第一部分1a以及具有伞衣幅2第二端2s的第二部分1b。所述成组承载带3包括两个牵拉部分3a和3b，利用体积改变机构，将这两个牵拉部分3a和3b拉向气囊1的内部。所述牵拉部分3a和3b分别被安装在第一部分1a和第二部分1b上。体积改变机构拉动所述牵拉部分3a和3b，以改变第一部分1a和第二部分1b之间的距离。

上述体积改变机构包括拉绳4和绳索长度调整机构5。拉绳4被连接在牵拉部分3a上。绳索长度调整机构5改变拉绳4的长度。在北极1n侧的承载带3的端部在北极1n处被拉在一起。一个环(未示出)被设置在气囊1的北极1n处。承载带3的端部形成牵拉部分3a，拉绳4的一端被系在环上。拉绳4可以均匀地牵拉承载带3。拉绳4的另一端被连接在绳索长度调整机构5上，而绳索长度调整机构5与承载带3的另一端相连，形成牵拉部分3b。拉绳4在牵拉部分3a和绳索长度调整机构5之间延伸。绳索长度调整机构5改变拉绳4的长度，从而改变牵拉部分3a和3b之间的距离。负载(未示出)被悬挂在南极1s一侧。

如图5所示，绳索长度调整机构5包括圆柱形鼓5a和电动机5b。拉绳4围绕鼓5a缠绕。电动机5b使鼓5a转动。利用附着装置5c，电动机5b与牵拉部分3b相连。

绳索长度调整机构5包括检测拉绳4长度的探测器。拉绳4的总长度等于将气体充入气囊1之前气囊1的长度。该长度与处于完全膨胀状态下的气囊1的子午线长度相同。随着气体被充入气囊1使气囊1膨胀，极1n和1s之间的距离变小。此时，鼓5a使拉绳卷起。随着气球在空气中升高，围绕气球的大气压下降。因此，气球的体积增加，减少了极1n和1s之间的距离。随着气球在空气中的升高，鼓5a同样使拉绳4卷起。

当膨胀的气囊1处于完全膨胀状态时，它呈现具有突出的南瓜形状。此时，气囊1具有最大体积并因此具有最大浮力。由于在极1n和1s之间延伸的拉绳4长度的缩小，气囊1变形，极1n和1s彼此接近。气囊1的体积减小，气囊1的浮力也减少。也就是说，当拉绳4的长度被调整时，气球的浮力和飞行高度可以被控制。

当通过改变拉绳4的长度而变形时，气囊1可以具有将在下文详细介绍的形状。假定与确定欧拉弹力不同，承载带没有被连接在气囊1上。变形形状满足上面描述的下列公式(4)。

dI/dθm＝T’/dP (4)

这里假设在公式(4)中出现的气囊1上的张力T’平行y轴(如图2所示)，并比确定欧拉弹力时的张力T小。

T＝T’+dT(dT＜0) (5)

通过利用公式(5)而对公式(4)进行求解，而获得气囊1的变形形状。单独对不同的dT值进行公式(4)的求解，而获得对应于不同dT值的气囊1的形状。具有所获得形状的气囊1的子午线长度L取决于每个dT值。如果在赤道处的半径x₀是一个有效值，则子午线长度L保持恒定。通过得出该半径x₀，从而确保对于极1n和1s之间的不同距离而确定具有恒定子午线长度的气囊1的形状和体积。

图6是一个通过计算所获得的封闭曲线图。所述封闭曲线位于气囊1的纵向横截面上并分别对应于极之间的不同距离。气囊1可以具有通过使图6所示任一条曲线围绕y轴转动而获得的三维形状。在所示8条封闭曲线中，极之间距离(曲线上x＝0的两点之间的距离)最长的一条曲线环绕对应于欧拉弹力的最大区域。极之间距离越小，曲线所环绕的面积越小。图7是一条显示极之间距离与气囊体积之间关系的曲线。使极之间距离与气囊体积的值标准化，从而这些值在欧拉弹力情况下彼此对应。如图7所示，体积随着极之间距离的变小而缩小。因此通过改变极之间距离能够轻易地控制气球的浮力。当气囊1具有突出伞衣幅2时，气囊1具有沿着通过上述计算所获得的形状延伸的承载带3，每个伞衣幅2在两个相邻的承载带3之间突出。

符合本发明第二实施例的耐压气球所具有的体积改变机构与第一实施例的不同。至少一个承载带包括一牵拉部分，利用体积改变机构将该牵拉部分拉向气囊的内部。在伞衣幅纵向中间部分，承载带的牵拉部分被设置在邻近承载带的伞衣幅上。

体积改变机构包括至少一个拉绳和一绳索长度调整机构。拉绳被连接在牵拉部分上的至少一个承载带上。绳索长度调整机构被设置在气囊的内部并改变拉绳的长度。拉绳在牵拉部分和绳索长度调整机构之间延伸。绳索长度调整机构改变拉绳的长度从而改变牵拉部分和绳索长度调整机构之间的距离。

图8是一个沿气囊赤道所作的气囊的横截面视图。使用多个拉绳4，将拉绳4一个一个地连接到所有承载带3上。在被装配在伞衣幅2的纵向中间部分2c(如图1B所示)的承载带3的牵拉部分3c所在位置，将每个拉绳4与相应承载带3相连。每个拉绳4的一端通过环(未示出)与对应的牵拉部分3c相连。由实线所表示的拉绳4a的一端和由虚线所表示的拉绳4b交替地围绕气囊1的赤道设置。拉绳4a和4b的另一端与绳索长度调整机构15相连。

如图9所示，绳索长度调整机构15包括圆柱形鼓15a、圆柱形鼓15b以及电动机15c，拉绳4a围绕鼓15a缠绕，拉绳4b围绕鼓15b缠绕，电动机15使鼓15a和15b转动。鼓15a和15b被垂直地设置。电动机15c被固定在下鼓15b的内部。鼓15a和15b的转动轴线以及电动机15c的转动轴15d被设置在同一条垂直线上。鼓15a和15b通过转动轴15d彼此相连。

随着电动机15c被驱动，鼓15a和15b沿相反方向转动。因此，拉绳4a和4b被放松或卷起。由于绳索长度调整机构15放松或卷起每个拉绳4而改变拉绳4的长度，所以每个伞衣幅2的纵向中间部分与绳索长度调整机构15之间的距离变化。当气囊1处于完全膨胀状态时，气囊1的极被垂直地设置，绳索长度调整机构15被拉绳4a和4b所悬挂。由于电动机15c的重量，包括电动机15c的下鼓15b被向下拉，使得被悬挂的调整机构15的位置和朝向稳定。

每个拉绳4a和4b的总长等于完全膨胀时气囊1的赤道半径。在气体被充入到气囊1内之前，拉绳4a和4b保持接纳鼓15a和15b。随着由于充入气体而引起的赤道半径的增加，拉绳4a和4b被送出。当气囊1变成完全膨胀后，通过调整拉绳4的长度，可以控制气球的浮力。象第一实施例那样，气球的飞行高度可以被调整。

可以采用下述方式确定由于改变气囊1的赤道半径而引起的气囊1的形状变形。假设如确定欧拉弹力那样没有将承载带安装在气囊1上。变形后形状满足上述公式(4)和(5)。

dL/dθm＝T’/dP (4)

T’＝T+dT(dT＜0) (5)

图10显示了从公式(4)和(5)所获得的气囊1的纵向横截面视图。赤道半径和拉力方向被设置，从而气囊1的上下部分(分别包括北极和南极)是扁的，气囊1的子午线长度保持恒定。气囊1可以显示通过使图10所示任一条曲线围绕y轴线转动而获得的三维形状。将看到，随着赤道半径的改变，气囊1的横截面变化。图11显示了一条曲线，它表示赤道处半径和气囊1体积之间的关系。赤道处半径值和气囊体积值被标准化，从而这些值在欧拉弹力情况下彼此相等。如图11所示，随着赤道处半径的减少，气囊的体积单一地下降。从而简单地改变赤道处半径就可以确保对气球浮力的控制。当气囊1具有突出伞衣幅2时，气囊1具有沿着由上述计算而获得的形状延伸的承载带3，每个伞衣幅2在两个相邻的承载带3之间突出。

在该实施例中，拉绳4被一个一个地连接到所有承载带3上。另一种方案是，拉绳4可以被一个一个地连接到几个承载带3上。被连接到几个承载带3上的拉绳4的端部可以被均匀地设置在气囊1的赤道上。

符合本发明第三实施例的耐压气球所具有的体积改变机构与第一实施例的不同。与第一实施例相同，承载带包括被安置在伞衣幅2纵向中间部分2c(如图1B所示)上的牵拉部分3c。至少两个承载带中的每一个包括牵拉部分3c。在第三实施例中，体积改变机构包括一被连接到并穿过每个牵拉部分3c的拉绳，以及一绳索长度调整机构，该绳索长度调整机构改变拉绳的长度，从而改变相邻牵拉部分3c之间的距离。

图12是一个沿赤道所作的气囊1的横截面视图。环6被分别连接在牵拉部分3c上。环6被设置在气囊1的内部。单个拉绳4穿过所有环6，从而拉绳4沿着气囊1的赤道延伸。

与第二实施例相同的绳索长度调整机构15被设置在两个相邻环6之间。拉绳4的两个相反端分别被连接到鼓15a和15b(如图9)。随着驱动电动机15c而改变拉绳4的长度，相邻纵向中间部分2c之间的距离被改变。与第二实施例相同，简单地改变相邻部分2c之间的距离就能确保对气球浮力的控制，并能调整气球的飞行高度。

在第三实施例中，单个拉绳4穿过环6。另一种方案是，多个拉绳4可以穿过环6。例如，两个拉绳4可以被这样使用，即一个拉绳4穿过一些环6，而另一个拉绳4穿过另一些环6。

此外，改变极之间距离的第一实施例中的体积改变机构与第二或第三实施例中改变赤道处半径的体积改变机构可以被组合使用。

以上已对本发明作了十分详细的描述，所以阅读和理解了本说明书后，对本领域技术人员来说，本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中，因此它们在权利要求书的保护范围内。

Claims

1、一种耐压气球，包括：

气密的耐压气囊(1)，所述气囊(1)由多个由气密性薄膜材料制成的纺锤形的伞衣幅(2)以及一组承载带(3)组成，相邻的伞衣幅(2)在其侧边(2a)处连接在一起，所述承载带(3)被装配在侧边(2a)的接合区域并分别沿侧边(2a)延伸；

气囊(1)在膨胀后使得气体不会被放出，从而保持内压；

当气囊(1)处于完全膨胀状态下时，每个伞衣幅(2)在两个相邻的分别沿伞衣幅(2)的侧边(2a)延伸的承载带(3)之间向外突出，而伞衣幅(2)的气密性薄膜材料不会延长；

突出的伞衣幅(2)在与两个相邻的承载带(3)相交的方向上具有一曲率半径，该曲率半径小于气囊(1)的半径；

突出的伞衣幅(2)承受张力，所述张力沿着与两个相邻的承载带(3)相交的方向；

其特征在于：

所述气球还包括一个用于使处于完全膨胀状态下的气囊(1)变形以便改变气囊(1)体积的体积改变机构；

所述体积改变机构被连接在至少一个承载带(3)上，当气囊(1)处于完全膨胀状态时，所述体积改变机构向着气囊(1)的内侧拉承载带(3)，使气囊(1)变形，从而改变气囊(1)的体积；

所述体积改变机构包括：

一根拉绳(4)，它的一端连接在所述至少一个承载带(3)的两个延伸方向端部之一上；以及

一个绳索长度调整机构(5)，其连接在所述至少一个承载带(3)的两个延伸方向端部中的另一个上，并且连接着拉绳(4)的另一端；

所述拉绳(4)在所述气囊(1)的内部空间内在所述至少一个承载带(3)的所述两个延伸方向端部之一与位于所述至少一个承载带(3)的所述两个延伸方向端部中的另一个处的所述绳索长度调整机构(5)之间延伸；

所述绳索长度调整机构(5)牵拉或放出拉绳(4)，以改变每个伞衣幅(2)的相反端部之间的距离。

2、一种耐压气球，包括：

气囊(1)在膨胀后使得气体不会被放出，从而保持内压；

其特征在于：

所述体积改变机构包括：

多根拉绳(4)，它们的一端连接着相应承载带(3)的纵向中部(3c)，所述纵向中部位于相应伞衣幅的相反两端中间；以及

一个绳索长度调整机构(15)，其安置在所述气囊(1)的内部空间内，并且连接着拉绳(4)的另一端；

每根拉绳(4)在承载带(3)的纵向中部(3c)与绳索长度调整机构(15)之间延伸；

所述绳索长度调整机构(15)牵拉或放出每个所述拉绳(4)，以改变承载带(3)的纵向中部(3c)与绳索长度调整机构(15)之间的距离。

3、一种耐压气球，包括：

气囊(1)在膨胀后使得气体不会被放出，从而保持内压；

其特征在于：

所述体积改变机构包括：

一根拉绳(4)，其沿着与每个牵拉部分(3c)相交的方向连接并穿过每个牵拉部分(3c)的纵向中部(6)，所述纵向中部(6)位于相应伞衣幅的相反两端中间；以及

一个绳索长度调整机构(15)，其连接着拉绳(4)，并且牵拉或放出拉绳(4)，以改变相邻纵向中部(6)之间的距离。