注册

    两次超越珠峰,最高达9050米,解密空中“大白鲸”的硬核科技

    发布日期:2022/6/29 14:39:46    来源:本站    阅读次数:

    从“巅峰使命”珠峰科考浮空艇综合观测科考分队获悉,近日,我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇平台搭载众多科考仪器及设备,升空高度已两次超过世界最高峰珠穆朗玛峰,分别到达海拔9032米、海拔9050米,打破同类型浮空器的升空观测高度世界纪录,获得了珠峰地区大气水汽传输和温室气体垂直变化过程关键科学数据。


    4.jpg


    据介绍,“极目一号”Ⅲ型浮空艇经过4年自主研发而成,长55米、高19米,体积达9060立方米,利用浮升气体的浮力升空,通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空,实现了完全国产化。因周身雪白、流线型身形,加上充满气后圆滚滚的体态,“极目一号”Ⅲ型浮空艇被科考队员昵称为“大白鲸"。

    将“极目一号”Ⅲ型浮空艇(系留气球)系统按功能区分,可以分为球体分系统、测控分系统、供配电分系统、地面锚泊分系统以及载荷分系统。五个分系统紧密协作,共同保障浮空艇的升空科考观测的正常运行。


    5.jpg


    “大白鲸”:球体分系统


    浮空艇形似“大白鲸”,“大”是指此次浮空艇的巨大尺寸——体积为9060立方米。这么巨大的体型是经过精密计算得出的优化尺寸,为了将既定的多种大质量载荷从地面携带至海拔9000米的对流层上部。

    “白”是指浮空艇整体外形呈现白色。白色可以反射光线、减少紫外线的吸收,使浮空艇内部气体升温不会过快。此外,浮空艇的囊体材料是一种由我国自主研发的轻质低密度低渗高强抗辐射复合织物材料,复合织物材料可以对整个浮空艇进行有效保护与支撑,阻挡外部雨雪风沙的同时,也可减少内部气体泄漏,极大地增加了浮空艇的使用寿命与复用次数。

    “鲸”是指浮空艇的外形。设计人员参考鲸鱼生物外形采用了仿生学设计,整体呈流线型,目的是寻求一个小风阻和高稳定性二者平衡的气动外形,在浮空艇升空过程中减小空气阻力的扰动与影响。此外,浮空艇内部由两个气囊组成,分别填充氦气与空气,氦气囊负责提供升力,而空气囊则起着“肺”的作用,在浮空艇的升降过程中保持浮空艇的外形与压力平衡。


    “千里眼”“顺风耳”:测控分系统


    获取浮空艇的实时状态与信息,控制整个浮空艇系统完成科学观测,需要用到相关的测控设备,以实时获取不同高度剖面的风速、气温、湿度等环境信息,获取浮空艇的升空高度、升速、压力、俯仰角、系缆拉力等关键信息,让研究人员可以实时判断浮空艇的正常状态,辅助地面指挥决策。


    “定海神针”:供配电分系统


    浮空艇上载有能源舱,里面包含了可耐低温低气压的高压锂电池组、能源管理器及配电器等设备,负责为整个浮空艇系统提供能源支持,同时满足不同设备、仪器、传感器的不同功率/电压要求,可实现升空观测锂电池组供电、地面锚泊时地面高压供电的双模式供电无缝切换,能源供给也如同定海神针一般,持续支持着整个浮空艇系统的运转。


    “五指山”:地面锚泊分系统


    地面锚泊分系统主要由特种锚泊车及特种系缆组成。锚泊车通过鼻塔及两个侧臂对浮空艇完成三点约束,使浮空艇可以在地面停泊。特种系缆一侧连接艇体主承力结构件,缆的另一侧连接至地面特种锚泊车辆容缆滚筒,特种系缆除了承力作用,内部还布置有细电缆,用于将浮空艇升空过程中静电接地释放,保卫系统安全。此外,还可根据需要,在系缆中布置光纤,通过光纤传输实时通信数据。对地面锚泊车进行操作,完成系缆的收放,即可实现浮空艇的升空及下降过程。浮空艇在地面锚泊时,浮空艇及锚泊车辆上的平台可以随风向变化而转动,使浮空艇的艇首及锚泊车鼻塔总是处于迎风的小风阻状态。


    “多面手”:载荷分系统


    浮空艇平台系统本身对载荷并无限制,可以搭载各种类型的载荷设备。在本次珠峰科考中,浮空艇搭载水汽稳定同位素分析仪、黑碳、甲烷、臭氧等多种分析仪器与设备,获取了第一手珠峰地区大气水汽传输和温室气体垂直变化过程关键科学数据。


    2.jpg


    浮空器是一种古老的航空器,是人类想要翱翔天空、征服蓝天最早使用的航空器,具有大载重、驻空时间长、易于布置、控制和操作成本低等明显优势。可以说,此次“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造系留浮空器的升空观测高度世界纪录,是浮空器事业发展的又一里程碑。

    【免责声明】本网站所收集的部分资料来源于互联网,转载出于传递和分享更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或对其内容真实性负责,文章仅供参考。如本网站转载内容涉及版权等问题,请速与我们取得联系,我们将及时修改或删除。