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。

《北京酒吧往事》 作者 | 黑麦

我爷爷家住在酒厂宿舍区,30多年前,国贸东边有一片工厂,北京东郊葡萄酒厂就在其间,生产夜光杯葡萄酒和红星二锅头。每逢寒暑假,我都会在那里住上一段时间。如今,八王坟这个地名已经被大望路取代,酒厂也搬迁到了很远的地方。

1986年,在我过三岁生日的时候,电视台来到我家,在我的奶油蛋糕前拍摄了中国第一部葡萄酒电视广告。想必当时的观众对未成年饮酒画面没有什么禁忌,我在电视上举起了迷你葡萄酒杯,舔了一口露出憨笑,自此和酒也算有了一点缘分。

常听酒厂的老人们讲起,北京的胡同里原有不少小酒铺,好酒的老头领着空瓶打酒,几毛钱就能换俩二两“白干”。下酒菜也很简单,油豆腐、肉皮冻、煮蚕豆,年月不好的时候拌个白菜梆子也能喝半瓶。长大后,我在汪曾祺和唐鲁孙、王世襄的文章里都读到过这种情景,只是那些描述也会让我想起《孔乙己》这样的语文课文。

粮食酒能主导着北京的餐桌,大概和历史有些关联,据说造酒方式可追溯到宋代。20世纪70年代,红粮大曲投产,二锅头大行其道,顶替了原先廉价的红薯酒。我爷爷在酒厂工作了一辈子,中午晚上两顿饭必喝一小杯二锅头佐餐。在他看来,酒是一种日常的饮料,就像我喝汽水一样。在没有调味工业的年代,酒很珍贵,红酒香甜、啤酒干爽、白酒醇厚,他总是给我细数自己喝过的酒,然后常常加上一句,在酒厂上班,那是给个县长都不换的好工作。

80年代,北京开了几家酒吧,几家歌舞厅,不像是平头百姓消费得起的地方。在电视剧《海马歌舞厅》里,人们把酒言欢,人们烂醉如泥,《过把瘾》里的杜梅和方言说,你看这些人醉生梦死那劲儿。

随着电视剧改变的,首先是人们家里的酒柜,烧刀子、特区、女儿红,在80年代末变成了清一色的人头马,这些酒几乎都不为喝,名义上是为了招待贵客,实则是为了装点。直至今日,打开瓶的也寥寥无几,落满尘土。

1980年,北京第一家个体饭馆开在一条狭长的胡同里。一年后,姚依林和陈慕华两位副总理给北京的个体户们拜年,来到了这家小饭馆,并嘱咐店主,多做点儿下酒的凉菜。大概是从这时候开始,出来喝酒的人就变多了,卖酒的地方也多了起来。

那时候主要是啤酒。记得小时候见过最“奔放”的散装啤酒,是在隆福寺的牛肉面馆里,面锅旁有个大酒缸,服务员像盛汤一样,把啤酒舀到破了边的搪瓷杯子里,想必那啤酒没什么气,也不够冰,但足以让人品尝到些放松。忘了是谁说的,啤酒是最廉价的自由。一点没错。

大绿棒子一度占领着北京85%的市场份额,90年代中,随着“燕京”大量涌入市场,随处可见喝啤酒的人,和拿着空瓶子给家里换啤酒的小孩。“退瓶价”一块五,比矿泉水还便宜,上高中的时候,我们同学常以没钱为借口,聚在学校门口的小卖部分享一瓶啤酒,教务主任见了直摇头,拿我们没有脾气。总之,这种浓度不高,却格外亲民的酒,很快充满了地摊、大排档、小餐馆,最终也被大饭店和酒楼接纳,在计划经济体制向市场经济体制改革转变的过渡期,成为消费的主流。

三里屯因距北京城墙三里地而得名,中国第一家合资饭店在此开业,由于紧挨着使馆区,1995年时,这里孕育出一条酒吧街。其中兰桂坊、“男孩女孩”较为出众,很多影视剧曾在这里取景,使得这条街一度成为了北京新文化的标志,时常有来自世界各地的游客坐在这里,只为享受北京下午有些刺眼的阳光。鼎盛时期,这条街一直开到路南,沿着工体不断扩张,也由此形成了不同的风景。不得不说,经济的上行也为酒吧注入了一剂强心针,2000年后,约有近千家大小酒吧散落在北京的各个角落。无论是商务应酬还是私人聚会,人们都把酒吧当作最新潮的社交场所。

2004年后,工体西路上的娱乐场所变得越来越多,90年代去迪厅的人好像都钻进了夜店和KTV,音乐突然变成了喝酒的主题。芝华士、黑方、灰雁,混着干姜水、苏打水,替代了90年代葡萄酒加雪碧的组合,电子音乐取代了的士高,点歌变成了自己唱,在这段时间,夜生活给职场上的年轻人提供了一种逃离感,一种解压的方式,同时也让这座古老的城市多了些现代的色彩。

最近被吊销执照的“天堂超市酒吧”,就是后夜店时期的产物,这个起初贩售烟酒的小卖部,因价格低廉,聚集了不少客人,随即,这里增设了桌椅,经历了两次扩大和升级,最终变成了一家酒吧。“天堂超市酒吧”与脏街遥相呼应,引来的大多是刚刚步入社会的年轻人,麻辣烫、烧烤摊、啤酒、薯条的味道弥漫在夜晚的空气中。2017年5月,“脏街”周边1.5平方公里范围进行了环境治理,5年后,“天堂”也关门了。

这几年,饮酒的场所似乎又发生了变化,随着餐厅的精致化,又细分出精酿酒吧、居酒屋和小酒馆。我那些从小喝“大绿棒子”的朋友偏爱精酿,他们对啤酒的味道似乎有了依赖,对清爽的口感情有独钟;喜欢居酒屋的朋友大多是些上班族,平日里他们像打了鸡血一样地加班,在居酒屋,他们畅饮獭祭50,获得暂时的慰藉;喜欢葡萄酒馆的朋友,大多对自己的口味有着独到的见解,他们迷恋成熟果实的气味,也在乎时间给酒带来的陈年感。

小酒馆的概念来自英文Bistro(Bistronomy)一词,它的原意是小酒吧,随后根据餐食演变出不同的风格,这一风潮由米其林星级餐厅带起,主理人精简掉了那些繁缛的规矩和繁复的菜肴,试图让客人在轻松的氛围中体验到美味的烹饪和酒。在这些地方,啤酒、葡萄酒和日本酒一度泾渭分明,却也在今日开始变得融合。一个有趣的现象是,这三种酒类也先后出现了品鉴与侍酒的考级培训,总之,现在喝酒的人越来越清楚自己想喝什么,要喝什么了。

今年初夏,北京的餐饮都有些消沉,各种酒馆更甚,夜晚走过曾经热闹的三里屯、一番街、鼓楼、五道营,不由得担心是否还能再次踏足曾经去过的小店。于我而言,喝酒不光是为了开心或感伤,也不止社交或是倾诉,我总觉得酒精有时候像是一种润滑剂,拉近我与一座城市的关系。

干杯,期待热闹的夏天回来。

瞌睡复瞌睡,夜风对晨风。
​夏夜风乘凉,夏晨风却熏。
​闻说今有雨,不知几时淋。
​夏至麦收罢,田苗盼雨亲。
​云激雷发后,疫祛时令新。
​————又庸庸碌碌大半年,用刘哥说得话来讲:请珍惜没有疫情时的限定区域的自由。其实仔细寻思起来,往年没有疫情也是自限自由,生活由不得人。
​顺口溜几句,今天不用像昨天一样六点五十赶早进店也不用顺路送货,白粥一碗、青菜三五片医肚罢,晃晃悠悠骑行在在这熏风浸透的大马路上。
今年火旺,心静不斗嘴,心平怨不生。
​人生皆如住夏身。


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