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一种超高空系留浮空器发放方法


技术摘要:
本发明实施例涉及浮空器技术领域,提供了一种超高空系留浮空器发放方法。该方法包括:将缆绳靠近与浮空器相连的一端连接至地锚上的承力缆,缆绳的另一端与容缆滚筒相连,其中,容缆滚筒与地锚之间的间隔距离不小于预设升空高度对应的缆绳长度,容缆滚筒位于地锚的下风  全部
背景技术:
浮空器内充入氢气或氦气,依靠浮力升空,同时浮空器通过缆绳连接到地面设施 上,在一定范围内进行定点驻空。系留浮空器也被称为系留气球或系留艇,是浮空器中的一 种。系留浮空器升空高度一般在几十米到五千米范围内,而超高空系留浮空器目标升空高 度十八千米至三十千米,也被称为平流层系留浮空器。 地球大气按高度从地表向上分为五层,依次为对流层、平流层、中间层、热层和散 逸层。在对流层中上部,存在一股强而窄的急风区,急风区风速一般大于30m/s,个别地区最 大风速可达60-80m/s。系留浮空器升空到超高空的平流层,需要穿越这个急风区。按传统的 系留浮空器发放方法,由地面绞车放缆控制浮空器上升,浮空器受系留缆绳牵引和风的作 用,在急风区受力较大,较难穿越或穿越过程容易对浮空器产生损伤。即使用地面绞车以自 由状态被动放缆绳,地面绞车自身转动摩擦和惯量产生的阻力对浮空器也是较大负担。 最简单直接的解决方案是采用放缆速度达20m/s以上的地面绞车,但是普通容缆 量达几十千米的绞车本来就是需要专门定制的大型设备,如果再要求放缆速度达到20m/s 以上,需要超大型电机并且需要克服长时高速运行产生的散热问题,成本很高;另外,采用 该方法浮空器在急风区水平飘移过快,当浮空器到达目标高度时,浮空器飘移距离离绞盘 很远,放缆长度远长于需要的缆长,浮空器会产生较大升空超调,对浮空器内压和浮力控制 不利。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种超高空系留浮空器发放方法,用于解决传统的发放方法 无法安全可靠地控制缆绳发放的问题。 为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种超高空系留浮空器发放方法,包 括: 步骤S10,将缆绳靠近与浮空器相连的一端连接至地锚上的承力缆,所述缆绳的另 一端与容缆滚筒相连,其中,所述容缆滚筒与所述地锚之间的间隔距离不小于预设升空高 度对应的缆绳长度,所述容缆滚筒位于所述地锚的下风向; 步骤S20,对所述浮空器进行充气,当充气完成后打开压放在所述浮空器未充气部 分上的发放滚筒,使所述浮空器直立在所述地锚上方; 步骤S30,打开所述容缆滚筒的抱闸,释放所述地锚上的承力缆,使所述浮空器在 浮力和风的共同作用下向着所述容缆滚筒的方向漂浮。 其中,在所述步骤S10之前还包括: 挑选发放场地,所述发放场地包括用于供所述浮空器充气的第一场地和用于铺设 缆绳的第二场地,在所述第一场地与所述第二场地的纵横交错点处安装所述地锚。 4 CN 111547227 A 说 明 书 2/5 页 其中,在步骤S10中,将所述缆绳缠绕于所述容缆滚筒,将所述容缆滚筒放置在车 辆上,所述车辆沿风向移动过程中释放所述缆绳,待所述缆绳的释放长度达到预设升空高 度对应的缆绳长度时将所述容缆滚筒从所述车辆卸下固定至地面。 其中,所述容缆滚筒与所述地锚之间安装有滑轮,所述滑轮与所述容缆滚筒之间 的距离大于所述容缆滚筒的长度的100倍。 其中,在步骤S20之前还包括: 发放探空气球测量高空风场信息,根据高空风场信息确定发放时间和所述缆绳的 释放长度。 其中,在步骤S20之前还包括,将所述浮空器铺设在所述发放场地的一端,且所述 浮空器位于所述地锚的上风向,将所述发放滚筒压放在所述浮空器的球膜上,将用于对所 述浮空器充气的氦气存储设备放置在所述发放滚筒的后方或者侧方,并将所述氦气存储设 备与所述浮空器的充气口相连。 其中,步骤S30中,所述浮空器穿过急风区后,在充气过程中充入的氦气经由顶部 的排气阀进行排氦操作以减小所述浮空器的上升速度。 其中,在步骤S10中,所述承力缆、所述缆绳与所述浮空器的底部经由连接环连接 在一起,所述承力缆远离所述连接环的一端与所述地锚相连。 其中,步骤S30中,所述承力缆安装有切割器,所述切割器位于所述连接环与所述 地锚之间,所述切割器割断所述承力缆以释放所述承力缆。 其中,所述容缆滚筒由驱动电机驱动,在步骤S30之后还包括,当所述容缆滚筒在 所述浮空器的带动下稳定转动时,逐渐增加所述驱动电机输出扭矩,直至所述浮空器拖拽 所述缆绳的速度减小至0; 将所述驱动电机从力矩模式调整为速度模式,对所述缆绳进行收放调整所述浮空 器的高度。 本发明实施例提供的超高空系留浮空器发放方法,浮空器上升至预设高度所需长 度的缆绳铺设在容缆滚筒与地锚之间,容缆滚筒在地锚的下风向。当浮空器穿越急风区时, 浮空器在浮力和风的作用下向下风向方向运动,铺设的缆绳提供穿越所需要的绳长,在该 过程中容缆滚筒无需转动,避免浮空器受到缆绳牵引受力过大造成损伤,也能有效避免缆 绳发放过程中因地面绞车自身转动摩擦和惯量产生的阻力对浮空器造成负担,实现浮空器 和缆绳的安全可靠发放。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发 明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根 据这些附图获得其他的附图。 图1为本发明实施例超高空系留浮空器发放方法所对应的初始状态图; 图2为本发明实施例超高空系留浮空器发放方法中步骤S20执行之后的状态示意 图; 图3为本发明实施例超高空系留浮空器发放方法中步骤S30执行后的状态示意图。 5 CN 111547227 A 说 明 书 3/5 页 图中:1、浮空器;2、发放滚筒;3、地锚;4、容缆滚筒;5、滑轮;6、氦气存储设备;11、 球膜;12、充气软管;13、吊舱;14、连接环;15、缆绳;31、承力缆;32、切割器;41、驱动电机; 61、高压管。
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