高空气球

摘要： 本文通过对不同火箭的发射、回收方案的研究,发现现有常规火箭发射技术具有成本高,灵活性、稳定性较低的不足.这不利于大规模航天活动的开展.本研究尝试将高空气球和火箭发射相结合,采用同温层气球作为基础级,降低火箭发射成本.本研究通过对气球发射火箭整体方案设计和发射过程仿真计算,探究了采用高空气球发射火箭的可行性,估算其发射时间,以此实现有效降低火箭发射成本的目的.

摘要： 侦察气球为何出现1950年10月9日,美国空军情报处研制成功可携带气象数据采样与全套自动摄影设备的高空气球无人吊舱和空中回收技术。1955年3月,美国战略空军准备对苏联领土实施高空气球侦察计划。

摘要： 中国空间科学学会成立的40年,是中国空间探测逐渐走进世界舞台的40年,空间探测极大推动了空间科学和相邻学科的发展,也影响到经济、军事和日常生活诸多方面.本文简要回顾了从空间探测专业委员会成立的1980年至今,中国空间探测领域的主要发展历程,包括探空火箭、高空气球、科学卫星、月球与行星探测、载人航天空间探测、遥感卫星地面站等主要项目、进展和所取得的成果,对未来若干年空间探测的发展进行了展望.

摘要： 高空气球为临近空间中的研究提供了可靠的低成本平台.目前高空气球球形一般直接采用"自然形"或以"自然形"为基础,但通用、简捷地求解"自然形"外形方程一直是个难点.将"自然形"气球外形求解问题转化为最优控制问题,利用最优控制领域成熟的求解工具——高斯伪谱法最优化软件包计算气球外形.此外,通过分析外形数据得到外形变化规律,设计通用算法求解任意球形控制因子、任意高度的"自然形"气球外形.结果 显示,该算法无须调参便可计算所需的"自然形"球形,便于科研人员快速获得大量所需球形数据.

摘要： 针对高空气球组网通信中干扰严重和电量供应受限的问题,提出了一种基于非合作博弈的分布式功率分配模型.通过在效用函数中增加干扰限制,保证了网络的整体信干噪比,提升了网络的通信质量;通过在效用函数中关注节点的剩余能量,使高空气球的工作时间得到延长.利用数学分析验证了模型中纳什均衡点的存在性和唯一性,并给出了纳什均衡点的求解方法.仿真结果表明,该模型可以延长高空气球的工作时间,增加网络传输的数据总量.

摘要： 作为高空气球研究中的一个重要问题,气球在地面发放前充入的氦气量会直接影响其上升速度和驻空高度,进而影响平台的可靠性和稳定性.因此研究充氦气量的准确计算方法十分必要.建立了高空气球上升过程动力学模型,计算了气球初始升速的理论值,用于与实际初始升速对比,为评估充氦气量计算方法提供依据.归纳了三种较为典型的高空气球地面充氦气量计算方法,根据实际开展的飞行试验,分析对比了三种方法的准确性和误差范围.提出了浮力补偿规律,完成了对三种方法的评估.通过研究可以对现有充氦气量计算方法进行有效修正,进而为高空气球的实际飞行提供指导.

摘要： 临近空间飞行器依靠搭载的柔性太阳电池组件和储能电池组构成的能源系统,可在临近空间长期飞行和驻留,完成地面观测、无线通信、军事侦察等任务,因而成为各国航天航空领域发展的热点之一。由于太阳电池组件能量转化效率只有20%左右,大部分太阳光能量吸收后转化为热。这部分热传导到高空气球内部,将造成内部气流紊乱,增加高空气球姿态控制难度,而温度升高引起的热应力甚至可能破坏柔性太阳电池组件。本文通过计算机模拟太阳组件在高空气球蒙皮上的工作条件,建立组件结构模型及热传递数学模型,仿真得到电池组件实际工作时的温度场和应力场分布情况,对高空气球供电组件的结构优化、工作状态的掌握具有指导意义。

摘要： 临近空间飞行器依靠搭载的柔性太阳电池组件和储能电池组构成的能源系统,可在临近空间长期飞行和驻留,完成地面观测、无线通信、军事侦察等任务,因而成为各国航天航空领域发展的热点之一.由于太阳电池组件能量转化效率只有20％左右,大部分太阳光能量吸收后转化为热.这部分热传导到高空气球内部,将造成内部气流紊乱,增加高空气球姿态控制难度,而温度升高引起的热应力甚至可能破坏柔性太阳电池组件.本文通过计算机模拟太阳组件在高空气球蒙皮上的工作条件,建立组件结构模型及热传递数学模型,仿真得到电池组件实际工作时的温度场和应力场分布情况,对高空气球供电组件的结构优化、工作状态的掌握具有指导意义.

摘要： 临近空间飞行器依靠搭载的柔性太阳电池组件和储能电池组构成的能源系统,可在临近空间长期飞行和驻留,完成地面观测、无线通信、军事侦察等任务,因而成为各国航天航空领域发展的热点之一。由于太阳电池组件能量转化效率只有20%左右,大部分太阳光能量吸收后转化为热。这部分热传导到高空气球内部,将造成内部气流紊乱,增加高空气球姿态控制难度,而温度升高引起的热应力甚至可能破坏柔性太阳电池组件。本文通过计算机模拟太阳组件在高空气球蒙皮上的工作条件,建立组件结构模型及热传递数学模型,仿真得到电池组件实际工作时的温度场和应力场分布情况,对高空气球供电组件的结构优化、工作状态的掌握具有指导意义。

摘要： 蠕变是临近空间高空气球囊体材料的重要特性.设计了蠕变试验架,对一种典型的临近空间高空气球囊体材料的蠕变特性进行测试,获得了该材料在常温下的蠕变数据.根据一般高分子材料的蠕变模型,结合测试得到的蠕变数据,分析高空气球囊体材料的蠕变计算模型,确定相关参数.通过有限元分析,仿真了高空气球囊体材料的蠕变量.通过对比根据蠕变模型计算的蠕变量、有限元仿真分析的蠕变量与蠕变试验得到的实际蠕变量,验证了针对DPE-3薄膜建立的蠕变模型和仿真分析的准确性.所采用的蠕变试验测试方法和计算分析结果可为临近空间高空气球的设计和分析提供参考.

摘要： 本文从专利申请趋势、技术分布、地域分布、研发力量等维度研究了谷歌公司在高空气球观测领域的专利布局特点,对谷歌公司在中国提交的高空气球专利布局情况做了具体分析,最后对分析情况进行了总结,以期能够为高分专项研发工作提供借鉴和参考.

摘要： 高空气球作为一种临近空间飞行器,具有尺寸巨大和蒙皮结构轻柔的特性.为了研究高空气球的结构设计及成型工序,需要对高空气球进行三维构型测量.为了实现大尺寸高空气球的高效测量,并尽量减少对辅助测试条件的需求,本文以无人机携带的相机作为信息采集器,基于数字化重构技术开展高空气球的三维构型测试研究.以4m缩比高空气球为实验测试对象,采用无人机对其进行空中拍摄,通过图像处理最终获该球体的几何信息.为了验证该测试方法的有效性及测试精度,将实验测试结果与激光扫描所获的结果进行了对比分析.

摘要： 气球放飞前的蒙皮温度和充气质量计算是保障气球安全的重要手段.以高空气球为研究对象,建立了高空气球的动力学模型和热平衡模型,对气球放飞后的运动特性和热特性模型进行了仿真研究.采用用四阶龙格-库塔格式计算了不同大气模型下气球上升过程的高度和氦气温度的变化曲线,分析了大气模型对高空气球载荷、氦气充气质量、驻空高度氦气温度昼夜变化、蒙皮温度分布以及蒙皮极值温差的影响,为完善高空气球运动特性和热特性分析提供了依据.

摘要： 本文建立了高空气球的动力学和热力学模型.对不同大气模型下高空气球的放飞过程进行了仿真研究,得到了上升过程的高度和氦气温度的变化曲线,并分析了驻点高度大气模型对高空气球载荷、氦气充气质量和氦气温度变化的影响.本文的研究完善了高空气球动力特性和热特性的研究.

摘要： 文章分析了影响气球热特性的基本热源和换热途径，建立了气球上升过程中温度微分方程和运动微分方程。根据高空气球上升过程中大气环境参数的变化及气球升空的特点，针对某高空气球的设计条件进行编程，得出了气球上升过程中的运动轨迹，上下表面及球内气体的温度变化情况。本文的研究内容为以后气球飘飞特性的研究奠定基础。

摘要： 探讨了如何获得充气后自然形球体的形状这一研究自然形高空气球发射阶段动力学的关键问题，通过选择适当的单元算法、接触算法和设置流固耦合参数，初步给出了半充气自然形球体的形状，该问题的解决使得自然形高空气球发放阶段动力学研究成为可能，为研究自然形球体的冲击响应和加强带和多层头部设计等问题奠定了基础。

摘要： 高空气球又称科学气球，是指在平流层飞行的无动力浮空器，狭义上特指零压式高空气球。半个多世纪以来，这种运载工具或受人追捧，或被人忽视，如今新的经济、能源、环境背景给了高空气球提供了新的契机；材料、测控等科技的进步为高空气球注入了活力。在基础学科、航天、环境等领域发挥着越来越大的作用。

摘要： Loon是由谷歌X实验室发起的研究项目,目的是向农村和偏远地区提供互联网接入.该项目将高空超压气球发放至海拔20KM平流层组成空中无线网络,向所覆盖的区域提供与3G移动通信速度相近的互联网访问服务.气球通过调整其高度到达不同的风层,顺着风力向其期望的方向运动,预测使用的风力数据来自美国国家海洋和大气管理局(NOAA).气球覆盖区域的用户可以使用安装在他们建筑物外的一种特殊的天线连接到气球网络,信号在气球之间跳转,最后可以到达地面站的互联网服务商(ISP),从而可以访问全球互联网.

摘要： 为了解决我国空间用砷化镓多结太阳电池的AMO标定问题,于2006年7月成功进行了一次气球搭载标定试验,本文对气球标定方法和本次试验概况进行了简述.本次试验中气球飞行高度达到31公里,平飘时间超过1小时,太阳跟踪工作正常跟踪偏差小于1°,经初步分析太阳电池短路电流测试结果合理可靠,为今后建立我国的高空标定设施解决多结砷化镓太阳电池以及将来的薄膜、聚光等新型空间太阳电池的AMO标定问题提供了有益的经验.

摘要： 本文对气球飞行器研究及其在空间科学探测和应用领域的作用进行了研究。文章围绕高空科学气球、系留气球升空平台、平流层飞艇等飞行器的研制及应用进行了论述。

摘要： 本发明提供了一种探空气球及高空气象探测系统，涉及高空气象探测设备领域，为解决在使用探空气球的过程中无法实现远程控制、实时调整探空气球所处的高度的问题。所述探空气球包括：气囊、重料囊、排气阀、排料阀、无线通讯模块、高度传感器以及控制器，其中：所述排气阀与所述气囊连通，所述排料阀与所述重料囊连通；所述排气阀、所述排料阀、所述无线通讯模块、所述高度传感器分别与所述控制器信号连接。所述探空气球用于高空气象探测，以达到简单快捷地对探空气球及其携带的探空仪器的探测高度的远程控制与实时调节的效果。

摘要： 本发明提供了一种探空气球及高空气象探测系统，涉及高空气象探测设备领域，为解决在使用探空气球的过程中无法实现远程控制、实时调整探空气球所处的高度的问题。所述探空气球包括：气囊、重料囊、排气阀、排料阀、无线通讯模块、高度传感器以及控制器，其中：所述排气阀与所述气囊连通，所述排料阀与所述重料囊连通；所述排气阀、所述排料阀、所述无线通讯模块、所述高度传感器分别与所述控制器信号连接。所述探空气球用于高空气象探测，以达到简单快捷地对探空气球及其携带的探空仪器的探测高度的远程控制与实时调节的效果。

摘要： 本发明公开了一种高空结冰检测用探空气球结冰检测器的安装装置，具体涉及结冰检测器安装技术领域，包括气球，所述气球的底端设有盖板，所述盖板底端设有固定外壳，所述固定外壳内部底端设有放置板，所述放置板顶端设有检测器本体，所述固定外壳的内部底端两侧均均设有活动座，同一端的两个所述活动座一侧设有固定机构。本发明通过传动杆、压制板和盖板的设置，通过盖板与固定外壳之间的连接，使得盖板可以对检测器本体进行压制，进而使得限定弹簧保持延伸状态，进而使得推杆可以向着活动槽内壁两端移动，经过传动杆传动作用使得压制板可以对检测器本体进行压制和固定，进而使得检测器本体的安装和拆卸更加的便捷。

摘要： 本发明公开了一种高空超压气球及其空气囊用充放气装置，包括：离心叶轮、扩压器和驱动电机；扩压器包括扩压器机匣、扩压器安装盘、扩压器叶片组件和调节机构；扩压器机匣同轴固定在扩压器安装盘上方，且扩压器机匣底部与扩压器安装盘的顶部留有间隙形成扩压器流道；离心叶轮同轴安装在扩压器安装盘朝向扩压器机匣的一侧，驱动电机与离心叶轮驱动连接；扩压器叶片组件扩压器叶片组件具有第一工作状态和第二工作状态；调节机构用于使扩压器叶片组件在第一工作状态和第二工作状态之间切换。本发明可利用离心叶轮和径向扩压器组成唯一的流体通道实现增压充气、自然放气和封闭三种功能，减少了气体泄漏通路,提高了系统集成度。

摘要： 本发明提供了一种高空气球稳定装置及高空气球系统，其中高空气球稳定装置，应用于高空气球，高空气球具体包括：囊体、悬挂索和吊舱；囊体通过悬挂索与吊舱连接；吊舱上搭载有数据采集装置；数据采集装置与地面控制系统连接；高空气球稳定装置，具体包括：张拉帆和缆绳组；张拉帆的一端可拆卸地连接在囊体的侧面；张拉帆的另一端通过缆绳组与悬挂索连接。本发明通过设置张拉帆和缆绳组，能够提高高空气球的稳定性。

摘要： 一种高空气球撕裂系统，包括高空气球本体(1)、小孔(8)、撕裂幅(2)、撕裂绳(5)、主承力绳(9)、载荷吊舱(7)、解锁装置(4)；小孔(1)和撕裂幅(2)在高空气球本体(1)表面经向各设置彼此分开的两个，撕裂幅(2)用于固定撕裂绳(5)和密封小孔(8)；撕裂绳(5)的一端从一个小孔穿入高空气球本体(1)并固定在所述小孔内或固定在撕裂幅与高空气球本体(1)的结合处；另一端从另一个小孔穿出，沿撕裂幅(2)与高空气球本体(1)结合处的上端引出、最后固定在载荷吊舱(7)上。当高空气球本体(1)与载荷吊舱(7)分离时，载荷吊舱(7)垂直向下降落带动撕裂绳(5)撕裂高空气球本体(1)。

摘要： 本发明公开了一种高空气球吊舱，其包括保温舱、保温舱支架和滑动支架，保温舱支架与保温舱固定连接，保温舱支架具有竖直方向延伸的导杆，导杆的下端具有插孔，滑动支架套设在导杆上；滑动支架通过定位绳相对于导杆定位，定位绳的下端与滑动支架固定连接，定位绳的上端连接至定位件；滑动支架上设置有弹簧插销装置；高空气球吊舱还包括有用于切割定位绳或定位件的切割装置，当定位绳或定位件被切断时，滑动支架相对于导杆向下运动直到弹簧插销装置的插销插入到导杆的插孔中。本发明的吊舱底部的任务载荷无信号或视场遮挡，在吊舱回收着陆时，可有效防止任务载荷与地面或其他物体接触，防撞效果好。

摘要： 本发明提供一种吊舱支撑架、高空气球发放装置及其发放方法。所述吊舱支撑架包括支座组件、支撑杆组件、架体组件和栏杆组件，所述支撑杆组件支撑于支座组件和架体组件之间，所述栏杆组件设于所述架体组件的上端；所述架体组件的一侧设有能锁紧或打开悬挂的吊舱的解锁装置。本发明设计支撑架的结构，可使吊舱悬挂于其上，相对于现有装置，能够节约成本，且移动方便；另外通过解锁装置实现吊舱的锁紧和打开，从而实现高空气球的安全快捷发放。

摘要： 本实用新型提供了一种高空设备连接装置及具有其的高空气球装置。其中，高空设备连接装置，包括：绳索连接结构，绳索连接结构包括绳索安装盘和多个开口可封闭的绳索连接环，绳索安装盘上设置有多个绳索安装通孔，绳索连接环穿过绳索安装通孔并挂设在绳索安装盘上；吊索连接结构，吊索连接结构包括吊索安装架和多个开口可封闭的吊索连接环，吊索安装架上设置有吊索安装通孔，吊索连接环穿过吊索安装通孔，并挂设在吊索安装架上，吊索安装架与绳索安装盘固定连接。本实用新型的技术方案可以有效地解决现有技术中的高空气球的连接装置结构复杂强度不高的问题。

摘要： 一种高空气球自动立体空气监测装置，涉及一种空气监测装置，用充满氦气的气球将空气监测器提升到高空，通过控制驱动电路驱动卷线机对气球的高度进行控制。在拉着气球的线上每隔50米安装一个高度节，通过限位开关的触点计量空气监测器检测空气的高度。通过控制卷线机，可在不同高度上停留，检测不同高度的空气数据。空气监测器内置空气温湿度传感器、气压传感器和PM2.5传感器监测空气的温度、湿度、空气压力和空气质量的相关数据。通过内置的DTU模块将数据以移动数据流量方式传送到互联网的服务器上。对现场的进行数据的检测和气球收放和空气监测控制用户通过访问服务器进行远程监控。对空气进行空气温度、空气湿度、空气压力和PM2.5的数据监测。