[发明专利]一种临近空间浮空器发放方法及发放装置

说明书

本发明提供一种临近空间浮空器发放方法，包括如下步骤：(A)将载球平台移动到风速较小的场地；(B)利用浮升气体气源为球体充气，使球体上升一定高度；(C)若气象条件满足发放要求，则将载球平台、载舱平台移动到指定发放地点，将吊舱布置在球体的下风向；(D)球体完全升空，且使球体移动到载舱平台上方，吊舱保持稳定状态；(E)分离第二拉索与球体；(F)若接到发放指令，则分离第一拉索与吊舱，球体携带吊舱升空，完成发放。本发明还提供一种临近空间浮空器发放装置。本发明用机动式发放方式，操作程序简单、发放速度块、发放成本低的特点；无需大面积发放场地，并且可适应于陆地及水面上的发放，发放过程安全，可靠。

技术领域

本发明涉及一种临近空间浮空器发放方法及装置，属于轻于空气飞行器领域。

背景技术

临近空间浮空器是一种可长时间工作于临近空间(距海平面19～100km高的空间区域)的飞行器，相对于其他飞行器，它具有飞行高度高、成本低、滞空时间长，准备周期短，载荷能力大等独特优势，在国民经济建设中，利用临近空间浮空器携带相应的工作载荷，可完成气象环境监测、区域通信、国土普查、城市交通监测、地球探测、城市安保及高空探险旅游等工作；在军用领域内，临近空间浮空器可以作为区域导航定位平台、连续高分辨率对地观测和监视平台、导弹预警和防御平台等。因此，近年来，临近空间浮空器已成为世界各国广泛研究的热点。

在临近空间浮空器应用中，由于其外形体积大(一般在一万立方米以上)，携带的吊舱重量从百公斤级到吨级，将这种大尺寸、大载荷的浮空器安全发放升空是飞行试验成败的关键。在浮空器的地面发放过程中，浮空器面临的主要风险来自风速的突然增大和风向的突然变化，这将导致浮空器球体难以约束、控制，使得球体及载荷因撞击、脱系而受损的风险上升。因此，在无风或者安全风速风向的发放窗口期内快速、平稳把浮空器发放升空是临近空间浮空器安全升空的重要保障。

针对临近空间浮空器、大型高空气球的安全发放，目前国内外主要有静态发放、软式发放、动态发放及阵地式发放等多种发放方法。

专利号为CN103863546A、专利名称为“一种新型大尺寸高空气球释放方式”的专利中，通过两组卷扬机和两组防风绳索，实现了两次浮力转移，即第一次将气球从机动车上转移到过渡卷扬机上方，第二次将气球从过渡卷扬机上方转移到三向释放绳索(吊舱)上方。由于发放过程中需要防风绳索、过渡卷扬机、气球末端的绳索、卷扬机的相互配合，结构较为复杂，而且由于需要完成两次浮力转移，因此对控制的要求较高，对防风绳索、气球末端的绳索是否为拉紧状态或松弛状态均有要求，否则会影响整个发放进程，而且完成浮力转移后，吊舱需要提升一定高度，因而存在发放时间长，协同配合要求高的问题，使得发放过程较为复杂，不易实施。

专利号为CN104890851A、专利名称为“一种临近空间气球系统安全发放方法”的专利申请中，专利发放设施主要包括四个卷扬机和缓降器及绳索切割器构成；四个卷扬机可以固定在地面或移动车辆上。对于该专利，由于气球与吊舱连接，因此气球充好气可以直接升到吊舱上方，没有浮力转移过程，当发放地点风力较大时，不易对气球与吊舱的位置进行调整，影响发放过程的稳定性，而且若风向发生变化，也不易调节气球与吊舱的相对位置关系，而且由于气球与吊舱连接，不易单独将气球放置于避风条件下充气。

现有发放方法在一定程度上能够满足临近空间浮空器的发放，但是在发放过程安全、快速方面仍存在不足，主要体现在三个方面：

(1)浮空器球体一般需在外场(露天试验场)充气，等待充气完成时间较长，对发放窗口的气象条件要求高，并且由于球体充气成型过程一般不可逆，一旦浮空器球体充气完成，就必须等待全系统组装、调试完成，经过检查确认系统具备发放及飞行试验状态后，才能进入发放程序，这个等待的过程面临气象变化的风险较大。

(2)需要在外场设置固定的地面发放设施，地面发放设施的准备时间较长。

(3)浮空器发放过程程序较为复杂，发放过程慢，一些发放方法的浮空器系统载荷还存在离地过程中因过载而受损的风险。

发明内容