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6200米!中科院创造系留气球升空海拔高度新纪录!

已有 2849 次阅读 2019-1-24 09:26 |个人分类:浮空器|系统分类:科研笔记| 系留气球, 海拔世界纪录, 青藏高原所

 正在西藏林芝市鲁朗展开的第二次青藏科考1月22日创下新纪录,中国高原型系留气球系统水汽观测首超6200米!这是世界上首次利用系留气球在如此高的海拔来测量高空水汽。此项纪录是由中科院青藏高原研究所和空天信息研究院40多名科考队员组成的“藏东南水汽传输科考队”创下的。

下面是1月23日新闻联播报道内容,视频大小为3M,但是不知道如何上传,腾讯视频连接似乎不管用。https://v.qq.com/x/page/n08315w584b.html




在科考现场的第二次青藏科考首席科学家姚檀栋院士表示,以青藏高原为核心的第三极被称为是“亚洲水塔”,它关系到黄河、长江、恒河、湄公河、印度河等十几条亚洲重要河流。与以往不同的是,这次科学家们用“极目一号系留气球”,垂直上升3000米左右,抵达超过海拔6000米的高空,主要是以三维的视角研究亚洲水塔的水汽来源,以解答亚洲水塔的“水从何来”和“补水”问题。今后,浮空器还将到珠峰地区观测,海拔高度将超过10公里,也就是超过珠峰的高度(8844.43米)。


1
关于系留气球


视频中提到的“浮空艇”,学名为"系留气球",是一种无动力浮空飞行器,用系缆与地面设施连接,球体内充氦气,依靠浮力悬停在空中。系留气球系统一般由球体、系缆、锚泊设施、测控、供电等组成。系缆是为了约束气球停留在期望的高度,内部有导线与光纤,前者为气球所搭载的各种载荷提供电力,后者可将传感器获得的信息传送至地面接收站。正因为系留气球大多采用地面设施供电,其续航时间才不受能源的限制,与其他飞行器相比具有显著优势,小型的系留气球系统续航时间可以长达1-3天,中大型的系留气球系统持续驻空工作时间可超过15天   



系留气球系统组成图(kx-31,2015)

2
关于中科院的浮空器

本次创造系留气球升空海拔世界纪录绝非偶然,中国科学院的系留气球系统是靠自主创新从1988年开始逐步发展起来的,曾经创造过多次国内第一!

1989年由中科院高能物理研究所气球组研制成功的“海南一号”系留气球系统,体积150立方米,是国内首套实用型系留气球系统

海南一号(1989)

1995年,研制成功国内首套400立方米高原型系留气球系统,1996年研制完成国内首套车载型机动系留气球系统,2009年研制完成当时国内最大的系留气球系统并交付用户,

400m3系留气球系统(1996)

2016年12月,光电院KX-10系留气球搭载探索1号科考船进行海上立体观测试验,是国内首次船载系留气球应用试验

船载系留气球立体观测系统(2016)

2017年9月,“中国科学院科技服务网络计划(STS)-先进浮空器制造与应用”项目完成应用示范飞行任务,参与此次飞行试验的“机动式系留气球”,能够快速展开,单次系留驻空时间可达3天,针对快捷部署监控、通信等应用需求,实现了机动性强、系统可靠、使用操作方便的目标。

STS项目机动式系留气球系统(2017)

2017年12月光电院的KX-15系留气球红外观测系统在海拔4700米的可可西里无人区首次升空,用于对保护区动物行为的观测和研究。     

在可可西里无人区升起的KX-15系留红外观测系统(2017)

在泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”战略性先导科技专项中,中科院青藏高原所在喜马拉雅山脉珠峰大本营(受印度季风影响)首次使用中科院光电院研制的系留气柱开展海拔、大气环流和水汽相互作用的加强观测研究。


科研人员在珠峰大本营准备系留气球观测大气水汽传输(2018)


中科院浮空器团队具有结构建模、大型结构分析、热分析、气动分析计算的软硬件平台和一批高水平长期从事刚性结构、柔性结构、热分析和气动特性分析研究的科技人员,能够深入进行浮空器的研究设计工作。系留气球系统技术已经较为成熟,先后形成了代号为KX-10、KX-14、KX-15、KX-31、KX-47等系列的系留气球产品。中科院浮空器研发中心将继续发挥专业优势,为中国科学院的前沿科学探索做好技术支撑,在国民经济的主战场中发挥更加重要的作用。

END

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