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。

【道伟法师开示】

刚刚接触佛法,可能会觉得外在有一个佛或者菩萨,他们在地球的某个不易被人发现地方藏着,或者在宇宙某个行星上住着憧憬着我们去见佛菩萨,就如同获得了比肯尼迪航天中心的飞行器还要厉害的能力,移民去那里。

其实,这很天真,也很颠倒,就如同我们本身的无明颠倒是一样的,因为“内外”这个概念是人类的意识定义出来的。

所以,当局限在你我、彼此、内外这样的概念和说法的时候,就已经彻底远离了佛法。

#护肤秘籍# 选洁面那些事~

皂基未必差氨基酸未必棒,产品好坏取决于配方工艺等诸多因素,不能一棍子打死或盲从。

建议护肤初学者选氨基酸洁面,是因为氨基酸洁面市场更成熟,超市就能买到购买更方便,但皂基洁面需要挑选,更易出错踩雷。

说句实在话,没必要买功效型洗面奶,因为洁面作为非驻留皮肤表面型产品,除清洁没有别的功效,啥抗老祛痘都是扯

百元和贵妇洁面未必差在成分和肤感,更多是使用感有差距,如泡沫绵密度/香味高级度等,一言概之就是“用的时候是否感觉自己是贵妇”。

可以尝试每周用一次非强皂基洁面,虽然有轻微洗盘子感 但去油能力强,控制好频次对皮肤无害图片

如果你的皮肤拔干/敏感期,可以早清水洗脸 晚用洗面奶

不用洁面仪,因为它原理就是物理摩擦去角质,把堆积油脂角质去除皮肤自然干净。但是皮肤没那么多油脂要每天去,用多会变敏感肌

油痘肌可以选添加水杨酸 果酸成分的洗面奶大概率不能祛痘,但洗感清爽适合痘肌,普遍在百元内 价格也不是很贵。

干敏皮可选无香味酒精低泡氨基酸洗面奶,它们清洁力低但温和度高,对皮肤更友善。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 4⃣适合法式婚纱照的婚纱礼服:法式礼服注重面料的质感、色彩,选料的厚、薄、轻、硬、有无珠光、面料的立体感都能充分展示礼服的不同魅力。2⃣法式婚纱照的造型:法式精
  • D705情绪坏到爆炸的时候最无辜的总是你睡觉的时候非要抱睡还不让我坐 抱了半个多小时偷偷坐下哭着叫我起来来回几次折腾真的是要崩溃 然后又一次抱着小娃一起哭 你
  • 意外的是,去年一档《再见爱人》火了,节目里的嘉宾虽然都与娱乐圈沾边,但都算不上什么大明星,真正让人动容的不是他们的身份,而是他们的故事,一帮婚姻触礁的成年人聚到
  • 今天天气很好,因为朋友要做烤肉,让我等着,我就老老实实地边等边看书。再发一次工资就差不多过年了,时隔十二个月再回故里,想想就开心,还有回家要做的事,每一件都是自
  • ​2.当你不把感情当回事的时候,你的痛苦就会减少很多。​男人必须要明白的这3个秘密:​1.当你越来越有钱的时候,自然会有人喜欢你。
  • 。就这样#慢慢长大~我也不知道究竟是你陪我还是我陪你[笑cry]虽然有些时候是不好的。
  • 溜达进厨房看到我妈。我:麻麻你能接受我这一生碌碌无为一事无成吗?
  • “上了大学,在学院老师们的帮助下,我创立了自己的公司,注册了自己的品牌‘许小立太湖鸡’也入驻了学院‘侬知’农产品线上销售平台和新零售实训基地。许立的太湖鸡养殖得
  • 咨询电话:0476—5896978红山晚报记者:张学通【通知:餐饮企业不得提供2人及以上聚餐服务……红山区最严市场监管令来了】红山区各生产经营单位:为了预防和阻
  • 我们再接着来看中国能源结构里面占最大比例的煤炭这个板块,虽然中国煤炭储量和产量在世界上几乎都是最大的,但是不要忘了,在过去的十年时间,我们看到了随着经济的发展,
  • #安贤洙#今天棒子看到他都气坏了,再来个林孝俊估计要去静坐了哈哈哈哈哈哈哈哈!科普一下,他之前是被韩国队排挤离队,然后跟他女友一起转俄籍代表俄罗斯比赛并且拿了冠
  • 我在《全部的你》書中提到典範的變遷(paradigm shift)也就是談人類最大的突破。人與人之間的會心一笑、看著天邊暮光的流轉、創作時的靈光一閃,甚至企業決
  • 朋友很重要,但只有强者才有真正的朋友。军人的奉献,是国家安全的保证,军队的荣誉,是国民追崇的珍品。
  • 在饮食上的补救方法是多吃新鲜的蔬菜水果,以补充维生素,如白菜、油菜、雪里红、西红柿、荠菜、山楂酸枣、柠檬等,目的是调整植物神经功能,抑制和降低血压,延缓面部皮肤
  • ”山东产业技术研究院院长孙殿义说,通过体制机制改革,山东产研院逐步搭建了开放合作的创新生态,已组织实施各类科技项目达到322个,带动社会总投资超过500亿元,今
  • 这是因为同类型集成电路具有规律性,在掌握了它们的共性后,可以方便地分析许多同功能不同型号的集成电路应用电路。这一步主要是进行电源和接地引脚外电路的分析。
  • 异国相遇→流浪世界→扎根家乡→囿于厨房美好爱情的最终归宿,都是柴米油盐为爱调味戳图围观Frank和Chloe的幸福故事,你也可以带#幸福兆赫# 转评分享你关于爱
  • 有一天课间和孩子们聊天,lu说以前他的愿望就是:能遇到喜欢的英语老师,能每天用日语和老师打招呼,现在他实现了。☀豆瓣网友挽梦忆笙歌荐语: 一部没有女主,没有爱情
  • 中国最好的动画片了吧这是今天有力气有心情做运动了甚至做完还拍了几张然后发现自己的一个大bug俺没有脖子请问有啥方法改善吗呜呜呜呜呜怎么肩膀以上就是我这张大脸啊真
  • 时间又最是有情,它让人的情份在时间中沉淀,它让人的辛劳在时间中收获,你把握了现在,就把握了未来,这是#时间教我的道理# #张艺兴[超话]##张艺兴温暖中国年#