系留气球结冰探测方法

系留气球是一种利用内部浮升气体净浮力升空的飞行器,随着其应用越来越广泛,对结冰探测的要求也越来越高。本文通过对系留气球产品的简介、结冰危害、结冰探测需求等方面出发,提出了利用现有飞机用结冰信号器来解决系留气球结冰探测问题的方法,包括安装位置、结冰程度判断等。     

基于任务流程的系留气球保障模式

系留气球是利用静浮力升空的飞行器平台,在军民用领域有着广阔的应用前景。近年来国外对该类产品的发展不断进步,国内也逐步开展了应用研究和产品实装。但国内产品在应用过程中,发生了大量因保障不力产生的问题,导致该类装备迟迟不能达到用户的使用需求。本文简要介绍了国内外系留气球产品主要应用情况和保障模式,针对国内系留气球产品因保障产生的问题,提出一种基于任务流程的保障模式,并举例说明其应用方式。     

临近空间浮空器聚乙烯薄膜超压气球球体设计

球体是临近空间浮空器最重要的组成部分,球体设计对整个系统的性能有重要影响。为了研究及分析气球球体设计,以聚乙烯薄膜的特性为基础,通过聚乙烯薄膜的应用,对气球球体的体积、压力变化等方面进行量化分析,进而满足气球球体设计的需求。基于此,在利用临近空间浮空器的基础上,针对聚乙烯薄膜材料(PE),设计加工了4 m正球及4 m南瓜球进行地面耐压试验,比较了两者的耐压值及破坏模式。研究结果表明PE南瓜球耐压值比PE正球高3～5倍。     

某系留气球锚泊车车载电子设备电磁兼容性设计

本文结合某系留气球锚泊车车载电子设备具体案例，分析了锚泊车车载电子设备内、外部干扰因素，并针对各干扰因素提出了电源线滤波、天线近场分布计算、电缆布线、机箱屏蔽以及设备接地等电磁兼容设计策略。     

A study of composite moving-mass control for high-altitude aerostats

将变质心姿态控制应用到高高空浮空器上,推导出了高高空浮空器变质心动力学模型,给出了变质心姿态运动机理.采用广义逆方法,并考虑到执行机构操纵效率约束,设计了高高空浮空器非线性复合控制器.该控制器通过执行机构权值的设置实现效率分配和故障复现,通过加权广义逆控制实现控制量的分配,从而实现控制系统重构.以某巨型柔性浮空器为例,进行了气动舵面、变质心和矢量推力共同作用的复合控制系统研究,并给出了纵向平面内轨迹高度跟踪的仿真结果.结果表明,加权广义逆方法很好地实现了复合控制的分配和重构,并给出了控制能量最小的解,提高了控制系统的操纵效率和可靠性.     

高空气球内部温度场及压力场特性数值研究

高空气球是一种无动力浮空器,是目前能在平流层工作的极少数飞行器之一,其气密性指标直接决定了在轨驻留时间。压力变化法是最常用的高空气球气密性检测方法,需充分考虑球体内部温度场带来的压力变化。本文基于球体内部流动特性和传热规律,建立温度场的基本数学模型,通过非线性拟合得到温度边界条件,采用有限体积法进行了数值研究,得到球体内部的温度场特性;基于温度和压力的耦合关系,采用微元分析法,间接得到压力场特性。最后,将仿真结果与试验结果进行了对比,结果表明:温度相对误差不超过1.6%,压力相对误差不超过0.54%,验证了仿真方案的准确性和正确性。     

世博会车载系留气球光电平台的热分析与热设计

上海世博会车载系留气球光电平台集成了多种对工作温度有严格要求的高精密光学设备,设备工作环境复杂,平台重量、功耗等技术指标约束严格.本文采用Sinda/Fluint软件建立了光电平台及载荷设备的热模型,根据计算结果对球载光电平台及其核心设备进行了有针对性的热设计,采用主动热控与被动热控相结合的方法,使整个平台满足热设计指标.实测结果表明,仿真结果与实际值吻合较好,光电平台各设备运行良好.     

飞艇及系留气球电气系统设计中的干扰及对策

飞艇和系留气球都属于软式浮空飞行器,因其具有留空时间长、使用成本低等特点受到广泛的关注和应用。由于飞艇和系留气球属于软囊体飞行器,其电气系统没有类似飞机机体金属壳体提供的电磁屏蔽和大面积的地电位,在使用过程中易受干扰,甚至影响飞行安全。基于此,该文通过分析干扰来源——内部干扰和外部干扰,作用途径——共模干扰电流和差模干扰电流,针对系统设计中常用的电机、线缆、舵机和测控装置等具体设备提出了应对措施。可以有效解决飞艇及系留气球电气系统的干扰问题,保障飞行安全。     

浮空器艇载传感器在线校准技术研究

随着浮空器智能化程度越来越高,艇体所使用的传感器种类和数量也越来越多,这其中以压力传感器为主.在浮空器进行试验前有必要对传感器进行快速校准,已有的校准装置都是实验室用的单类型传感器校准装置,既不能同时校准多类型传感器,也不能用于实验室以外的现场校准.因此,为确保浮空器研制任务的顺利进行,研究与开发浮空器艇载传感器在线校准装置,实现艇载传感器的高效、快速校准,成为了浮空器研制过程中的紧迫任务.     

基于参数化模型的高高空浮空器飞行机理研究

建立了高高空浮空器的参数化非线性模型和参数化线性模型.采用牛顿-欧拉方法建立了系统非线性动力学模型,并考虑了风对飞行器的作用.基于非线性模型分析了风和飞行高度对浮空器动力学的影响.通过小扰动方法进行了模型线性化;考虑到浮空器的飞行速度较低、易受风的影响,对动压进行了线性化;基于线性化模型进行了系统的耦合特性分析和稳定性...     

数字测风经纬仪系统的设计和实现

克服在高空风测量中普通测风经纬仪需手工记录观测数据、手工录入数据计算等一系列不足,利用光、机、电一体化技术设计开发智能化、适用面广的数字测风经纬仪系统,使得在高空风测量时只需人工跟踪测风气球,系统便自动采集测风数据、自动计算测风结果．系统的数据采集和计算部分为分立单元：数字测风经纬仪、计算机计算平台和手持计算器．通过体系结构、硬件组成以及软件设计等几方面阐述系统的各个组成部分的设计思想和实现方法．     

气球快速泄气过程动态面形测量方法

提出一种气球快速泄气过程中动态三维面形的测量方法。用正弦光栅投影到处于快速泄气 过程中的气球表面,使用高帧频CCD获取随时间变化的一系列变形条纹,再采用傅里叶变换轮廓术的方法进行处理,能再现气球快速泄气的整个变化过程。该方法为诸如爆轰、膨胀和萎缩等相关领域的动态过程的研究提供了一种新的方法。     

空间气球的红外特性分析

建立了完善的空间气球温度场与红外辐射特征的理论计算模型.首先建立了计算所需要的空间坐标系并计算了空间气球接收到的空间辐射热流,其次利用有限元软件ANSYS 10.0求解瞬态热平衡方程得到了空间气球的表面温度分布,然后在3～6μm和6～16μm红外波段分别计算了空间气球作为点源时的红外辐射强度空间分布,最后详细比较并分析了空间气球与空间弹道式目标在表面温度分布和红外辐射强度空间分布的不同.文章的研究结果对于空间目标的红外探测与识别具有参考价值.     

一种浮空器气囊体积测量装置设计

浮空器气囊体积测量是大型浮空器在飞试前一个重要工作过程,大型浮空器在飞行试验场充气后,现场实际体积测量是确认大型浮空器飞行前重要技术参数,能够为产品飞行试验提供安全可靠参考数据。在飞行试验场中受到外界风场等因素影响,对于直径覆盖3~20 m、且形状不规则的大型浮空器,如果仅依靠传统的测量方法不仅工作量繁重,且耗时长,不能准确快速地获得测量结果,显然不适用于实际测量中。本文介绍一种基于照相机现场视觉测量技术的浮空器囊体体积现场测量装置的设计方案,其内容包括:安装在浮空器外周的测量型照相机,与各测量型照相机连接的通讯模块组,通过通讯模块组控制测量型照相机进行拍摄和存储数据,应用测量软件完成被测浮空器三维模型重构,从而实现浮空器气囊体积的测量。本技术方案可以解决大型浮空器囊体体积测量的难题,过程简单,易操作,节省了人力和物力,结果准确。     

美国国家航空和宇宙航行局(NASA)机载光学观测计划

美国国家航空和宇宙航行局(NASA)艾姆斯研究中心最近采用一台Convajr990四发动机喷气式运输机作为国家机载科学研究设备,从事于天文学、极光、大气光辉、气象学、地球资源的研究。这架飞机在几小时内,可将12种试验设备运送到12公里高空。第二架飞机双发动机Lear喷气式飞机)用于机载科学研究受到限制的情况下,它在1小时内可将一种试验设备运送到15公里高空。与地面观测站相比而言,机动性和高度是其主要优点;而与气球、火箭或卫星相比,主要优点是:有效载荷大、机载人员多、操作方便和成本颇低,介绍了典型的机载仪器和科研结果。     

直升机在海洋建筑物上的系留分析和优化设计

在系留计算中，根据直升机系留的特点，依据能量原理运用迭代求解直升机刚体位移及系统受力，并建立了优化设计数学模型，采用筛选法和试算法对系留方案进行了优选和甲板平台系留点作了改进，结果表明，本文提出了方法在直升机的系留计算中是合理可行的，并对其优化设计指导意义。     

影视照明新技术——气球灯

好莱坞近几年流行一种气球灯,很多电影、广告、电视剧的拍摄现场都少不了它的身影.国内的一些专业人士已经通过国际间的技术交流了解到,并已互相传播,包括2006年初的"色影无忌"论坛也曾介绍过它.     

L波段探测系统软件气象产品开发利用

随着科学技术的不断发展、进步,高空气象探测方法得到不断的改进和提高,输出的气象产品也日益丰富,但是因为没有专门的介绍,所以有的还不为大家所熟知,在这里就埃玛图和气球飞行轨迹图的实际应用做一分析,便于大家共同学习。     

迄今最轻薄太阳能电池问世 厚度仅为普通光伏电池千分之一

正美国麻省理工学院的科学家开发出一种超轻、超薄的柔性太阳能电池,能附着在许多物体之上。即便是"躺"在一个肥皂泡上也不会让泡泡变形。该材料潜力巨大,对重量较为敏感的应用,如航天器或高空探测气球等有重要价值,有望为太阳能电池应用开创出许多全新领域。     

浅谈如何提高高空气象探测施放高度

高空气象探测是大气探测的重要组成部分。是为数值预报提供更多的精确数据的基础。由于内蒙古属于内陆干旱半干旱气候,高空资料极为重要。所以施放高度的高低直接影响高空气象探测资料获取的全面性。以下是作者在多年工作中总结出的经验。根据内蒙古的情况,选择适合本地的净举力：对球皮进行精心保养：根据不同天气选择不同的净举力：是提高探测高度的关键。