光明日报:空中“大白鲸”,科考新平台

在第二次青藏高原综合科学考察中,由中国科学院空天信息创新研究院研制的浮空艇创造了多项科考纪录,吸引了公众的视线——“极目一号”Ⅲ型浮空艇平台搭载众多科考仪器及设备,分别于5月15日4时40分、5月21日5时09分,升空高度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。
“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积巨大,从外表看来形似“大白鲸”。如此大型的科学考验研究平台,科研人员是如何科学驯“鲸”的?浮空艇平台包含哪些先进技术?可以应用在哪些方面呢?

古老航空器 迎来新发展

在科研人员眼中,“浮空艇”有一个更为严谨专业的名字——系留气球。按照特性及大类区分,系留气球属于浮空器的一种。对公众而言,浮空器可能是一个既熟悉又陌生的词语——其实,内部充入氢气或氦气的气球就是一种浮空器,但科学上应用的浮空器却不是这么简单。
浮空器是指内部充入(含有)的气体比重低于空气的航空器,其升空原理是依靠轻于空气的气体浮力产生的静升力克服自身重力升空。总体上,浮空器可分为气球和飞艇两类。气球是指无动力装置的浮空器,可分为自由气球和系留气球。自由气球随风飞翔,系留气球利用缆绳系留固定在地面锚泊设施上。飞艇是自带动力装置,可进行操纵飞行的浮空器,按浮空高度可分为中低空飞艇和平流层飞艇。在青藏高原创造观测高度世界纪录的“极目一号”Ⅲ型浮空艇平台属于一种大型的系留气球平台系统。
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。气球、飞艇出现的时间比飞机要早很多,随着飞机技术的不断发展,浮空器因为技术因素和时代因素等种种原因,一度逐渐消失在了大众的视野里。
但浮空器具有大载重、驻空时间长、易于布置、控制和操作成本低等明显优势,是其他航空器所不具备或不可比拟的。因此,部分科学家一直在潜心研究、积累技术,等待它的再次蝶变。
随着时代进步,浮空器相关领域的各项科学技术蓬勃发展,赋予了浮空器新的活力,对浮空器的研究又进入了新时代发展的“快车道”。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。

新型浮空艇上的硬核科技

“极目一号”Ⅲ型浮空艇给人的第一印象就是大。如此大的系统,要如何保证它的正常运转?背后蕴藏着哪些先进技术和智慧结晶?海拔9000米高度处于对流层上部,高风速、低温、低气压、复杂电磁场的极端环境条件,对浮空艇全系统的升空科学观测提出了巨大的挑战,科研人员如何一一克服?
解决这些问题,科学家和工程师们有高招。

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。
球体分系统,就是我们说的“大白鲸”。浮空艇形似“大白鲸”,“大”是指此次浮空艇的巨大尺寸——55米长,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,浮空艇的囊体材料隐藏着众多“黑科技”,它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,这样做的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,和鲸鱼用肺呼吸相似,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。在浮空艇升空过程时,环境压力和温度都在不断降低,需要通过风机阀门等元器件调节空气囊,进行频繁的排气,浮空艇的降落则是此过程的逆过程,会对空气囊进行频繁的打气,升降过程恰似肺在不停呼出与吸入的过程。
测控分系统,是“大白鲸”的“千里眼”“顺风耳”。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。
供配电分系统,是“大白鲸”的“定海神针”。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。

地面锚泊分系统,是“大白鲸”的“五指山”。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。
载荷分系统,是“大白鲸”上的“多面手”。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。

浮空艇“家族”能满足科学观测的不同需求

不仅在珠峰,浮空艇家族活跃在很多科研项目中:由中国科学院空天信息创新研究院(以下简称“空天院”)浮空器团队研发的系留气球(浮空艇)曾在可可西里西区观测藏羚羊等野生动物活动;曾在内蒙古地区开展草畜资源状态监测,为草畜平衡模型构建,创建生态草牧业科技体系提供平台支持;曾在东海海域开展“智慧海洋”应急通信试验网络项目船载系统的综合集成演示验证等,都取得了良好的效果。

浮空艇作为理想的科学观测平台,拥有众多优点和广阔的应用潜力。空天院浮空器团队深耕系留气球(浮空艇)领域数十年,发展至今,形成了从小到大全规格、系列化、矩阵式的系留气球产品。

首先,系留气球根据实际需要,升空高度可从几十米到数公里,覆盖范围非常广泛,且在升降过程中,可以实时采集获取不同高度剖面的数据。

其次,可携带较大总质量载荷(从几十千克至吨级载荷),在目标高度实现长时间驻留(在气象及空域允许的情况下,可实现以天乃至月计的驻留观测),抗风能力强,对雨雪天气敏感度小,对载荷限制极小,是绝佳的大载重长驻空的观测科考及应用平台。

再次,系留气球可以实现原位测量,无污染,一次充气后可实现循环复用,效费比(效果和费用的比值)高,地面配套及控制需要人数少,具有绿色、经济、可复用、易于维护操作的优点,是绿色经济的无人长时驻空平台。

应该说,系留气球是一个基础的平台服务,它能发挥多大的作用,更取决于载荷的功能应用和平台-载荷的配合能力,空天院自研的系留气球平台,搭载不同载荷,已成功应用在了科学观测、应急通信、草原生态与畜牧平衡观测、海洋中继通信、对地观测及低空防务等典型场景中。

如今,空天院团队研制的系留气球平台,从在通用性设计上对应用地理区域进行针对性优化,已在城市、平原、高原、草原、沙漠、海洋、岛礁等多种典型地理区域开展过科学试验与示范应用,取得了突出的试验成果与亮眼的科考成绩在对地观测、气象探测、灾害监测、防务监视、应急通信、中继通信、雷达探测、城市及乡村观测、科学考察等广阔的应用领域,系留气球平台已初露峥嵘,未来可期。

以上内容转载自《光明日报》( 2022年06月23日 16版)。作者何泽青、乔涛、陈其。

#M8进击珠峰# @广汽传祺
广汽传祺M8作为mpv登峰第一车,不得不给它点赞叫好!进击珠峰并成功登顶,这种挑战精神,让我想到了自己在迪拜亚特兰蒂斯酒店玩的极限运动,就是水上乐园leap of faith,高27.5米,长61米的轨道,从神塔的顶部几乎垂直俯冲而下,进入一个透明管道,穿过四周尽是鲨鱼的鲨鱼馆,然后在各种凶险的鲨鱼口中胜利逃脱。当时自己既想挑战下自己,内心又非常恐惧,最终在老公的鼓励下,完成了人生自己都不得不佩服的挑战,如同广汽传祺M8一样!完美挑战成功!

“普洱”在茶中,与中药的性质最为相近,性、味、归经,一一具备。

如果说白茶的“气”最强,那么生普就是“劲”最强。劲,可以理解为力量、能量。年份久的生普,经自然的发酵沉淀,茶叶内的气与劲,会更加深沉浑厚,进入身体以后,不会直接上头或者走窜于上焦,而是垂直进入中、下焦,再释放它的能量,进而透达全身。

有些生普,从中焦炸开,向四周扩散,人仿佛获得了雄浑的力量,心情变得宽广而包容,这与中药方剂的“补中益气汤”、“理中汤”,有同工之效。而有些生普,已经变成了“半熟茶”,性沉降,入下焦,对于下焦寒凉、湿浊淤堵,有很好的补益和清理作用。曾有一次我品一款普洱,入口后,顿觉茶气非常明显的分成四股,沿后背两侧,一直向下走窜,直至大腿。转念一想,这四股气,循行的正是膀胱经的路线,然后不一会儿,脚底微汗,身体通透。而同品茶的几位朋友,都开始陆续跑厕所了。

熟普,汤色浓重,气味厚郁,温补之效最甚。从色泽和物质层面,很像“四物汤”“六味地黄汤”的气感。黑茶中,我还很喜欢“六堡”,它的滋补之功非常强,且厚而不腻,曾喝过一款经典六堡,补益中有走窜的“槟榔香”,芳香行气、补中有泻,实为上品,特别适合下焦虚寒者,以及女性生理期饮用。

普洱聊了这么多,那么岩茶就明天来聊了,每品一款韵味悠远的好茶,都是一件欣喜的人生乐事。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 那么你看脚就好了,你看小孩生下来,虽然不会走路,但是他两个脚不停地蹬,这就是气足的表现;等长大一点了,能走路他都不走,走路都是连蹦带跳的,还老是被大人骂,其实这
  • 喘气、体力不支、易疲劳,一动就喘,喘很长时间 “心力衰竭或者心肌肥大” ☞常备:匹莫苯丹强心、伊申先户养心 记得去宠物医院看看有没有肺水肿啥的并发症 ✄✄✄
  • 起因是我朋友给我发了一个我爸的照片我觉得很搞笑就分享给我爸看了 我爸真的刀子嘴豆腐心 之前打电话还一直在那数落我工作的事情 现在知道我出去玩还是给我 让我不要太
  • 1、领导跟你好好商量的事情,多半就是最后决定2、除非特别亲近的人,否则不要费尽心思劝别人。24、不经意说出来的话可能是最想说的话,酒后吐的很可能是真言,生气后说
  • 似乎是看出了她的意思,男人又眼皮子一掀,说:“你还担心会报复到你身上? 似乎是看出了她的意思,男人又眼皮子一掀,说:“你还担心会报复到你身上?
  • -. 本来该七月底去的愣是拖到九月初的复查,手腕留置针初体验( 个人体感留置针扎手腕比扎臂弯要疼,希望大家不要用到这个小知识-. 路上拍的花很喜欢,人应该多接触
  • #体育# 为了追寻足球梦想,梅西在年仅13岁时就离开家乡罗萨里奥前往巴塞罗那,因此他早就有了回到故乡挂靴的愿望。#足球# 自登陆美职联以来,梅西已经充分感受到美
  • 《穆莺歌楚沛之》穆莺歌楚沛之(最新章节无弹窗完本)全文阅读笔趣阁2Dt19 阅读全文请到蚣/众/呺【得意文楼】发送一个主角名即可! 书名:《穆莺歌楚沛之》 主角
  • ”人一旦有了执念,除非你完成了,要不然这个执念是无法消除的,然后一直萦绕在你心中,先努力优秀再大方拥有,眼界不够,看到的都是问题,格局不够,纠结的都是鸡毛蒜皮。
  • 滴滴一辆扩列群在向你开来布雷鞠婧祎杨颖的进来月月进群关注群主管理人员不活跃会清 如果要上学又怕被移出群的可找群主管理请假晚上9:30全体禁言 早上8点9点开门
  • 对于那些过不去的关卡,可以先留着不打,等到每天的积分赛和组织叛忍活动结束后再来挑战,这样可以确保我们有足够的实力轻松过关。我和Carolina教练毕竟身处不同的
  • 时光匆匆,转眼又是一年中秋,身处他乡时,那故乡的美,故乡的情总是那么的刻骨铭心,挥之不去。我想,像今天一样在阳光明媚的午后在月圆高挂的晚上将情绪宣泄在纸上在河堤
  • 还有我的心,只有我的心,亲爱的故乡,他是你的……❣️观展小贴士1、【开放时间】中秋国庆假期8天,中华儿女美术馆正常免费开放。在这个特殊又喜庆的日子里,我们特地从
  • 图4是石榴树,今年结的不多,但结的石榴还是不错的。图7不知道大家能不能看出来是什么[嘻嘻]图8就是在家拍摄的月亮,效果比较一般。
  • 《似灵寺3》限定本第三部测评: 听闻爱情十有九悲,如果再给你一次机会你还会选择一个爱你的人还是你爱的人呢…… 店家会送酒,喝的多可以自带酒水 内容:这是一个喝
  • 26、此情不过烟雨碎,挫骨扬灰终不悔。28、对话对酒,落梅成愁,何日梅花落,送我归家。
  • 总之人都是有感情的,当你用心爱过的人,是无法忘记的,爱一个人很累,想一个人很痛,等一个人很苦,忘记一个人很难,有一种爱,明明深爱,却说不出口,有一种爱,明明是煎
  • 1.自律且努力,别让生活太安逸2.及时止损,及时行乐3.事情想做就不要拖4.善良 温柔5.努力提升自己比指望他人要可靠6.保持罗曼蒂克7.不要忘记你曾是一个怎样
  • 从大叔的穿着来看,并不是富裕家庭,这一车葡萄若是被收走,对于他来说可能是天大的损失,幸好有这么多好心人的帮忙。相信大叔也知道了自己的错误所在,下一次绝不会再犯了
  • 28、对话对酒,落梅成愁,何日梅花落,送我归家。26、此情不过烟雨碎,挫骨扬灰终不悔。