[发明专利]一种双柄气象气球及高空探测组合气球

说明书

本发明提供了一种高空探测组合气球，该气球包括：多个串联的球体，且多个串联的球体之间通过连接管连通；其中，至少一个球体为双柄气球，两个球柄分别位于气球顶部和底部。本发明的有益效果是：双柄气球两个球柄一大一小，可匹配目前世界上两种大小规格的平衡充气嘴施放气球，适用范围更广。采用该双柄气球组合施放，可通过多个串联球体分担仪器重量和充气量，整体上降低了气象气球的地面充气体积，通过绝热方程计算，能有效的提高气象气球的升空高度，达到和较大规格气象气球单球施放相同的升空高度。采用的是两个规格较小的气象气球，生产工艺相对成熟，产品合格率高，施放成本低。气象气球规格越小，漏检率越低，施放可靠性越高。

技术领域

本发明涉及到气象探测设备的技术领域，尤其涉及到一种气象气球、高空探测组合气球。

背景技术

气象气球是探测空中气象要素普遍采用的一种运载工具。不仅用于气象部门进行气象要素探测，提供气象保障条件，而且是部队执行航天、航空、航海、作战等国防科研和军事行动任务时所必不可少的气象测试手段。近几年来，由于工业发展迅猛，地理环境变化大，全球气候变暖，各地气象要素发生了许多变化，气象气球应适应大气层中不断变化的复杂的气象要素。随着科学技术的发展，新型电子探空仪的普及、新型雷达的应用，对探空气球的升空高度提出了更高的要求。目前单个气象气球的探空高度只能实现从地面至40km的高度，高度达40km～50km的气象探测则主要依靠发射气象火箭、激光雷达或卫星遥感来实现。

现有技术中，气象气球的球体上通常只设置有一个球柄，气象气球的生产工艺主要有凝固剂浸渍法和旋转成型法两种，旋转成型法生产的气象气球球柄直径小于等于32mm，施放时需采用与之匹配的小口径充气平衡嘴，而采用凝固剂浸渍法生产气球，因模具柄部的限制，即柄部直径过小将导致气球难以脱模，因此该法所生产的气象气球球柄直径一般大于等于52mm，施放时需采用与之匹配的大口径充气平衡嘴。为适应上述两个规格气象气球的施放，目前世界上各国常用的充气平衡嘴也主要是上述两种规格，例如日本和欧美国家使用的小口径充气平衡嘴，中国及东南亚国家使用的是大口径充气平衡嘴。这一现状导致气象气球在不同地区的适应性受到限制。

气象气球常用方法是：从气象气球的球柄处向球体内充灌一定量的氢气，使气象气球具有浮力，携带雷达接收器进行高空气象探测。气象气球在飞行过程中，随着高度增加、大气压力减小，大气密度急剧下降(图1)，气象气球的膨胀直径、膨胀体积会逐渐增大，球皮厚度变薄(表1)。

表1气球不同海拔高度下球皮伸张比例

注：表中，d为球皮厚度，V为气球体积，D为气球直径，下标1为地面，下标2为高空。

但气象气球受主体材料天然胶乳的影响，它的膨胀是有限的，如750克气球在升空至30km时，前后膨胀体积达65倍，直径会由地面上的1.6米左右逐渐膨胀，在高空时直径最大可达6米以上，厚度也由地面的0.14～0.16毫米变为0.008～0.01毫米。当膨胀到一定体积时，气象气球将会炸裂不能继续飞行。为了使气象气球飞得更高，提高升空高度，通常只得加大气象气球的规格，即增加气球长度重量，但该法受到各种局限，有如下几个缺点：1、大规格气象气球需要采用大的模具制作，且模具加工困难；2、大规格气象气球在制作过程中成型困难，易产生划花、厚薄不均等缺陷，产品合格率不高；3、大规格气象气球定型困难，现有技术中，定型要在专门的定型房内进行，定型房的高度需满足大规格气象气球的定型直径需要，条件要求过高；4、大规格气象气球检查困难，大规格气象气球长度重量都很大，人工检查易出现漏检现象；5、施放高度不稳定，大规格气象气球由于生产过程、检查过程易出现问题和其它原因，导致实际施放过程中部分大规格气象气球的升空高度达不到预期目标，因此，单纯加大气象气球规格以提高升空高度的做法其效果受到限制，且施放成本过高，稳定性难保证。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种双柄气象气球及包括该双柄气象气球组合而成的高空探测组合气球。