某系留氣球壓力調節應急裝置優化概述

摘 要 系留氣球是一種無動力的浮空器，在球體充入一定體積的特殊氣體，依靠自身氣體產生浮力可以達到升空、滯空目的，近年來在軍事、電子、環保、安防等行業應用廣泛。由于壓力調節系統是系留氣球核心和關鍵，通過對系留氣球壓力調節應急裝置優化，大大增強了氣球的安全性。

關鍵詞 系留氣球;壓力調節;應急裝置優化

引言

系留氣球是一種無動力的浮空器，在球體充入一定體積的特殊氣體，依靠自身氣體產生浮力可以達到升空、滯空目的。該系留氣球具有一定帶載荷能力、留空時間長、使用維護成本低、節能環保等特點，近年來在軍事、電子、環保、安防等行業應用廣泛，大氣環境監測、應急通信、安保防空都有系留氣球的身影。

用戶可以根據帶載重量及升空高度等需求，選擇不同體積的系留氣球作為搭載升空平臺，指標有帶載重量可以幾十公斤至幾噸、升空高度可以幾十米至幾千米不同型號的系留氣球[1]。

1壓力調節系統

1.1 壓力調節系統重要性

系留氣球由電源、測控、系留設施等分系統組成，而球上壓力調節系統是系留氣球核心和關鍵之一。根據設置壓力參數通過風機閥門等執行機構，調節各氣室與大氣差壓保證球體剛度成形，如果壓力調節系統失效則球體無法完成自身壓力保形調節，這對于球體的安全是災難性的。所以保證系留氣球壓力調節系統的正常工作是設計師關注的重點，目前該系統核心設備采用雙備份設計，一般情況能夠保證球體安全。但是如果遇到雷暴大風天氣設備失效，球體自身搖晃擺動高空作業不能保證安全，維修人員無法攀爬進入球體排除故障，這時急需一種簡單實用的應急壓力調節裝置對球體進行壓力調節。

1.2 壓力調節系統優化設計

通過設計改進，增加1種地面應急壓力調節裝置。當遇到雷暴大風天氣使球上測控、執行控制系統失效時，無法調節球體各氣室的壓力值，面臨氣室壓力失控的危險，采取迅速啟動地面應急壓力調節裝置，幾分鐘內便可將地面壓力控制電源連接至球上風機閥門供電，可實現單人在地面對氣球壓力實施調節。操作快速、便捷，可以排除天氣條件和人員不足對實施應急預案的影響，大大增強了氣球的安全性[2]。

2壓力調節應急裝置

2.1 設計方案

可以在球上某個氣室風機和閥門供電接頭處，設計安裝一種電源三通轉接插頭工裝，將備用電源供電電纜從副氣囊風機閥門處沿球上拉索向下鋪設延伸至系留部件處，結點設置方便單人操作高度即可。利用設計制作的地面應急風機閥門啟停控制盒，通過線纜連接至系留部件預留連接口，從而控制球上氣室的風機閥門啟停，即實現在地面對球體壓力值調節的目的，達到了球體氣室應急調節目的。

2.2 模擬驗證工作狀態

將制作完成的風機電源轉接工裝，按照設計方案實施布線，模擬球上執行控制系統發生故障及雷暴天氣來臨情況下啟動地面壓力調節預案。將地面壓力調節控制盒風機電源電纜在系留部件處與風機電源轉接工裝連接，驗證利用地面壓力調節裝置控制副氣囊風機閥門是否能正常啟停，可通過氣球監控系統軟件界面監測地面對應連接的風機是否進行啟停工作，監控界面球體壓力曲線變化是否正常[3]。

3結束語

本文闡述了在系留氣球實際應用中，壓力調節系統的重要性和優化設計方法，通過改進設計增加應急壓力調節裝置，增強了系留氣球的安全性保障。通過模擬驗證該裝置工作狀態，能夠有效調節球體自身壓力，滿足設計要求。類似的系留氣球系統均可以利用該裝置，提高系統壓力調節安全性。

參考文獻

[1] 李萬明，李繼雄，嚴涵.我國浮空器的技術發展與標準需求[J].航空標準化與質量，2007（6）：15-17.

[2] 張常東，紀章輝，陳長輝，等.系留氣球壓力調節系統設計與應用[C].2011年中國浮空器大會.2011年中國浮空器大會論文集.荊門：中國特種飛行器研究所，2011：334-342.

[3] 劉宗強，李彥江.系留氣球安全性設計[C].2015航空試驗測試技術學術交流會.2015航空試驗測試技術學術交流會論文集.荊門：中國特種飛行器研究所，2015：695-697.

作者簡介

車開敏（1985-），男，安徽滁州人;畢業院校：合肥工業大學，專業：計算機科學與技術，學歷：本科，職稱：工程師，現就職單位：中國電子科技集團第三十八研究所，研究方向：浮空器飛行試驗設計。