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东莞研发“追云号”浮空器即将完成2万米高空环球飞行

已有 1445 次阅读 2019-8-24 22:57 |个人分类:浮空器|系统分类:科普集锦| 高空气球, 浮空器, 环球飞行, 飞艇

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追云号环绕地球的运动轨迹


“看,地图上这个跳动的红点,就是我们的追云号。”8月20日,指着电脑上的世界地图,东莞北京航空航天大学研究院院长武哲难掩激动。  

追云号是一艘无人飞艇,正在2万米高空飞行,自7月27日起飞,先后经过亚洲、印度洋、非洲、大西洋、北美洲、太平洋,如今已围绕地球转了大半个圈,将于几天后回到起点,完成环球飞行。  

武哲一字一顿地说:“这是人类首次在2万米高空,使用空气动力控制的平流层飞艇环球飞行。” 

  国家重大科技专项花落东莞  


武哲点开电子地图,右下角的实时数据显示,8月20日17时4分,追云号位于20010米高空,水平速度每秒10.3米,环境温度零下43度。  

武哲介绍,追云号是个长约百米、重达几吨的“大家伙”。  

平流层是指20至50公里左右的大气层,是临近空间的一部分,而临近空间(20-100km)是与天空、太空并列的人类生存区域的三大空间,而临近空间目前仍是一片未开发的蓝海。发展平流层飞艇,探索临近空间,是人类又一次革命性的空间应用拓展。

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平流层飞艇是中国高分辨率对地观测系统的重要组成部分

目前,世界主要发达国家等,都在研究平流层飞艇,但能够升到2万米高空,驻留24小时以上的鲜见报道,在他们面前仍存在一系列的技术难题需攻克。  

从2017年中到现在的两年时间里,东莞北京航空航天大学研究院新建飞艇团队,突破了系列重大技术难题,取得了重要成果。  

突破技术瓶颈,东莞研发飞艇环绕地球   

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平流层飞艇在临近空间的效果图(注意这张图上并没有显示有主动的动力推进)

在2万米高空,空气密度只有地表的7%。科学家需要精确地计算出飞艇气囊的整体平均密度,使之能悬浮在平流层,所以材料越轻越好。然而,在太阳照射后,气囊会承受很大气压,气囊材料需要足够坚实,如果承受不住内外气压差,就极容易爆炸。  

来到东莞后,科研团队广泛吸取前期研究的经验教训,尝试了许多颠覆性的技术方案,最终攻克了这一技术难题。  

该团队科研骨干杨永强博士介绍,平流层飞艇与卫星相比,距离地面较近,载荷相对较大,并且可以得到较高的分辨率;与飞机相比,距离地面高度较大,气象条件稳定,更有利于进行长期观测。平流层飞艇的应用领域非常广泛,包括无线网络建设、智慧城市建设、各种灾情预警、监控及临时组网、空中侦察、环境及污染源侦查等。  

  以上内容摘自南方plus的报道。

浮空君观点:


虽然东莞院强调他们研制的是平流层飞艇,但是从飞行的轨迹来看,基本上是顺着东风自由飘飞,这样的轨迹对于搞高空气球飞行的人来说,应该是非常熟悉的。我们通常理解的飞艇都是有动力可控飞行的,如果自身没有动力,仅仅依靠风力自由飘飞,我们一般认为是气球。看来东莞院对飞艇的定义与我们有些分歧。如果平流层飞艇只能自由飘飞,那和高空气球还有什么分别?而且现在高空超压气球的一个发展方向就是利用不同风层风向可控飞行,已达到区域驻留的目标。

如果是平流层飞艇,别说环球飞行,只要飞过24小时就能算世界纪录,但是如果是高空气球,环球飞行算不算世界纪录呢?不好评论,不过我们可以看几张图片了解一下。

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2014年谷歌loon气球 22天完成环球飞行

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2014年6月17日,谷歌Lbis-152号loon气球首次飞行超过100天。

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2015年,谷歌的loon气球最大续航时间达到187天,这个球环绕地球飞了9圈。

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2016年 NASA ULDB 环球飞行一圈(总飞行时间46天)


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显然环球飞行并不是谷歌的loon气球所追求的目标,区域驻留才有用,所以2019年7月,谷歌的P-496号loon气球飞行了223天,环游地球一周,但是其中有140天时间在海上进行区域驻留导航算法的测试。

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P-496 区域驻留140天轨迹


   不过东莞院前文强调是用了空气动力控制,大概就是风力驱动吧。


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2 范振英 杨金波

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