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
  • 以崇尚科学为荣、以愚昧无知为耻。以辛勤劳动为荣、以好逸恶劳为耻。
  • #叫我ak就好了[超话]# #刘彰舞台# 最近事儿太多了但是每次和枪妈们并肩作战所有的emo就烟消云散了![打call]至于那些讨厌的人和事,咱们尽力在可控的范
  • 欢迎搜索十周~带你领略糖山糖海 ​​​太羡慕的话,就来加入我们吧[兔子]入股不亏哦~养乐多test雪碧iPad#姚琛新歌不必回答# yc#姚琛Welcome B
  • 活动期间,采访团将通过图文、短视频、直播、VR、航拍等生动活泼的新媒体手段,在豫南地区的南阳市方城县、桐柏县,信阳市新县等地,围绕红色革命历史、美丽乡村建设、中
  • 对基金的回报要有合理的预期,必须了解其投资组合,即基金投资于什么证券。这里需要注意,星级在同 类基金中比较才有意义,星级是对过往基金经理投资管理能力的评估,是挑
  • 非常漂᠋‬亮,‪឴⁡掌⁢‪⁡͏‭管天下财⁡‭឴⁡‭‭‪⁢⁠ 的‬‬‪᠋᠋‬天‬⁠឴‭឵神泽度金 ⁠‪⁠឴‪᠋ ‭឴招⁡⁠‭财⁡឴‍ ᠋឴͏‍最灵验的天神【泽度
  • 随着全球通胀预期抬升,投资者对美元加息的预期增强,美元指数有望整体走强。 四、 基金表现一周回顾 整体回顾:A股市场涨跌互现,偏股型基金涨幅领先 图2 上周
  • #MTM潮流# #时尚设计# #设计美学# #摄影[超话]# (Photo: Anna de Rijk by Txema Yeste for "Har
  • 价格也很平价,姐妹们放心冲!LaLa's sharing|学生党618必囤护肤清单 抓住618的尾巴,辣辣来跟各位宝子们分享几样平价好用又不踩雷的宝藏护肤单品[
  • 3.其实好多节目组都挺记仇的,有些合作不愉快的就不会再请了,尤其是大台的热门节目。5.张子枫性格比较闷,所以她更喜欢比较有趣话多的朋友,她比较慢热,一般都是被朋
  • 虽然伊内斯说的有道理,但是感觉好随便啊,还有他不是讨厌琪丝吗,怎么见到琪丝都没反应了3⃣️ 伊内斯线路里面有亚达钧收留琪丝的结局,亚达钧线路里面又有把琪丝托付给
  • 惟江上之清风,与山间之明月,耳得之而为声,目遇之而成色,取之无禁,用之不竭,是造物者之无尽藏也,而吾与子之所共适。惟江上之清风,与山间之明月,耳得之而为声,目遇
  • —————— 《芳华》全片色调,都呈现一种透亮、鲜明的色泽正值青春年少的文工团少男少女们,皮肤品莹容光块发;富有年代感的北京建筑,既有稳重、饱满有刻意去贴合以
  • 这一路好像什么都特别难……我们除了精神上的支持却好像什么也帮不了你,但好在一切都挺过来了。还记得小时候我不爱吃白菜帮,爸爸就说吃白菜帮能变聪明,你看你姐这么聪明
  • 11日,南部多云转阴天,有零星小雨;其它地区多云间晴天。11日,南部多云转阴天,有零星小雨;其它地区多云间晴天。
  • [haha]我觉得对于你们来说,成团就好像成为了暴风成长的标志,越来越多的人看向你们,偶像元年也因为你们打开,聚光灯聚集在你们身上✨大众的视野投向你们,这使得你
  • 小周的学生生涯彻底结束啦,接下来就是打工人生涯了[奥特曼]今天的云真的真的好好看哦,夏天就该多抬头看看天上的棉花糖~#欢莓子的话痨碎碎念[超话]##VLOG[超
  • *人世间有百媚千红,唯独你是我情之所钟。.人世间有百媚千红,唯独你是我情之所钟。
  • 2 如今, 我已不再如痴如醉,也不再想将远方的美丽及自己的快里和所爱的人分享,我的心已不再是春天;我的心,已是夏天。书摘:1 我的眼光满足于所见的事物;因为学会
  • 救得了一时还能救一辈子?公子真瞧不起她,能一而再再而三重用她,那些任务就算九死一生,死的也是公子,生的是她好吧。