我国创造浮空艇大气科学观测9032米世界纪录
2022-05-23 08:07
来源: 中国青年报

我国创造浮空艇大气科学观测9032米世界纪录

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“飞”在珠峰

北冥有鱼,其名为鲲。

珠穆朗玛峰之巅,地属高寒。极目一号III型浮空艇就像“飞”在珠峰上方的一头“大白鲸”。担任浮空艇科考分队执行队长的中科院空天信息创新研究院(以下简称空天院)浮空器中心高级工程师何泽青是一名80后,他的工作,就是让这头“鲸”能够扶摇而上九万里,绝云气、负青天。

驯“鲸”谈何容易。在珠峰的高空之中,风速高、风向多变,低温、低气压,在浮空艇升空的过程中,一旦过了海拔7000米的高度,未知的电磁环境和风场,对浮空艇的稳定性和艇上设备的运转将带来难以预测的挑战。

“实际试验时遇到问题往往是孤点,极易影响系统成败。”浮空器中心二部主任张泰华说,从设计到试验阶段,预案预测工作变得极为重要。

浮空器中心高级工程师黄宛宁打了一个比方,像普通人放风筝一样,在浮空艇系统中,主系缆是牵引浮空艇艇体运动的重要部件。假设浮空艇“飞”到了海拔9000米的高度,那么主系缆的长度超过4700多米,而其中每米系缆的重量累加后将是一个庞大的数字,甚至会成为拖着浮空艇升空的“累赘”。

“航空界有句名言,为减轻每一克而奋斗。”黄宛宁解释,在保证抗拉强度上必须留有足够的安全余量,“高度”和“重量”之间难以平衡。轻质高强度的复合系留缆绳技术的研制,是突破的难点。

不仅如此,这头“大白鲸”的身形、样貌、肤色背后还大有科学奥秘。

浮空艇全身雪白,最外的白色层可以反射太阳光,避免浮空艇内部气体温度剧烈变化,身体由复合织物材料组成,可以防晒、抗老化,抵御雨雪风沙的侵袭;它的体积约为9060立方米、长度约55米,像鲸鱼一样有流线型的身姿,利用仿生学设计理念,可以在高空中维持艇体的高稳定性。

要让浮空艇“御风而行”,它的“身体”里充满了氦气等多种气体,依托浮升气体的浮力获得升空动力,地面操作人员利用锚泊设备连接的系缆,进行浮空艇升空和驻空飞行任务。

在博士杜晓伟的印象里,2019年5月某次浮空艇试验中,充气作业遇到了暴风雪,而充气流程一旦启动便不能中断,为了保证元器件接口的精准,浮空艇科考分队队员们在逼近零摄氏度的环境中一边给手哈气、一边作业。那一次的充气时间长达12个小时,回到方舱时,大伙儿的手指已经伸展不开。

有人问,为何一定要让浮空艇在珠峰“放飞”?

黄宛宁给出了解释:青藏高原气候环境变化对世界其他地区而言,“牵一发而动全身”。浮空艇可以去掉地表辐射的影响,展开原位测量,提供最真实的、准确的数据,对解析温室气体来源、分析雾霾成因以及应急通信等科学问题有着重大意义。

[编辑:周浩桦]