一種新型大尺寸高空氣球釋放方式的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大尺寸高空氣球釋放方式，主要包括如下步驟：高空氣球充氣，與多根能夠釋放長度的防風(fēng)繩索連接，氣球的末端分別連接具有水平間隔距離的吊艙和過渡卷揚(yáng)機(jī)的釋放繩索，吊艙通過降落傘與氣球末端連接，將吊艙的連接繩與多根吊艙釋放繩連接；釋放防風(fēng)繩索，至過渡卷揚(yáng)機(jī)釋放繩索將要承力時，調(diào)整卷揚(yáng)機(jī)使防風(fēng)繩索處于松弛狀態(tài)，使氣球浮力由防風(fēng)繩索轉(zhuǎn)移到過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索；斷開所有防風(fēng)繩索，釋放過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索，提升氣球，將吊艙提升起來，氣球浮力由過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索完全轉(zhuǎn)移至吊艙釋放繩；切除過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索，釋放吊艙釋放繩，提升吊艙；同步切斷吊艙釋放繩索，完成整體釋放。本發(fā)明極大提高了大尺寸高空氣球釋放的靈活性,安全可靠性，以及吊艙上升的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種新型大尺寸高空氣球釋放方式
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型大尺寸高空氣球釋放方式，屬于航空航天飛艇應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高空氣球作為一種價格低廉的高空運(yùn)載工具，在多學(xué)科的空間科學(xué)研究中起著非常重要的作用。由于氣球體積一般為數(shù)萬至數(shù)十萬乃至上百萬立方米，飛行高度可達(dá)30-50公里，載荷能力為數(shù)百公斤至數(shù)噸，因此，這種大尺寸的高空氣球的釋放方式對整個高空氣球的飛行試驗的成敗起著舉足輕重的作用。
[0003]1783年，世界上第一只熱氣球在法國升空，從那以后人類便開始了利用高空氣球探索空間奧秘的實踐活動。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，各國發(fā)展了若干種不同氣球的釋放方法。國外一些國家，比如法國，曾經(jīng)使用簡易氣囊做靜態(tài)釋放，高空氣球通過降落傘連接吊艙，剪斷防風(fēng)繩后，高空氣球依靠浮力會迅速上升，這種發(fā)放雖然簡單便捷，但存在一些不足:一旦開始試驗防風(fēng)繩被剪斷，氣球就不再控制，而且吊艙被氣球帶起時震動比較大，不利于吊艙內(nèi)的儀器設(shè)備安全。
[0004]后來發(fā)展的高空氣球的釋放方法，主要都集中在改進(jìn)用于控制初始階段氣球釋放的固定裝置。法國人采用一種軟式釋放方法:就是通過一滾筒裝置控制氣球球體，而且降落傘與吊艙之間增加了一個輔助氣球，這種釋放方法相對于靜態(tài)釋放，雖然對場地要求不高，可同時發(fā)放兩個以上載荷，但吊艙會經(jīng)歷先隨輔助氣球上升，與輔助氣球脫離后自由下降一小段，再被降落傘帶動上升的過程，吊艙內(nèi)的儀器設(shè)備仍受到吊艙不穩(wěn)定性的影響。
[0005]現(xiàn)在經(jīng)常采用的釋放裝置除了用滾筒裝置控制氣球球體，吊艙通過特定裝置設(shè)置在動態(tài)機(jī)動車上，這種方法提高了吊艙升空的穩(wěn)定性，但對氣球和吊艙的控制都比較單一，不夠靈活，對場地的要求較嚴(yán)。中科院高能物理研究所采用高空氣球的釋放方法是:通過帶卷揚(yáng)機(jī)的機(jī)動車來控制初始階段氣球的釋放，并在氣球上設(shè)有釋放器，釋放器上連接有一小降落傘，釋放器通過繩索與卷揚(yáng)機(jī)相連。這種方法最大的優(yōu)點是提高了吊艙上升過程中的穩(wěn)定性，所用設(shè)備少，且對釋放器進(jìn)行回收，但對氣球的控制也比較單一，而且釋放器在小降落傘的作用下回收時，有與整個裝置干涉的危險。
[0006]因此需要一種更能有效的控制氣球，以達(dá)到更安全可靠的釋放，并最大程度保證吊艙穩(wěn)定性的大尺寸高空氣球釋放解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種大尺寸高空氣球釋放方式。本發(fā)明的目的在于提高大尺寸高空氣球釋放過程中的靈活性以，吊艙在升空過程中的穩(wěn)定性以及對氣球釋放初始階段的可控性。
[0008]本發(fā)明提供的一種新型大尺寸高空氣球釋放方式，主要包括如下步驟:
[0009](I)高空氣球充氣，與多根能夠釋放長度的防風(fēng)繩索連接，高空氣球的末端分別連接具有水平間隔距離的吊艙和過渡卷揚(yáng)機(jī)的釋放繩索，將吊艙的連接繩與多根吊艙釋放繩連接；
[0010](2)釋放防風(fēng)繩索，至過渡卷揚(yáng)機(jī)釋放繩索將要承力時，調(diào)整卷揚(yáng)機(jī)使防風(fēng)繩索處于松弛狀態(tài)，使氣球浮力由防風(fēng)繩索轉(zhuǎn)移到過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索；
[0011 ] (3)斷開所有防風(fēng)繩索，釋放過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索，提升氣球，將吊艙提升起來，氣球浮力由過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索完全轉(zhuǎn)移至吊艙釋放繩；
[0012](4)切除過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索，釋放吊艙釋放繩，提升吊艙；
[0013](5)同步切斷吊艙釋放繩索，完成整體釋放。
[0014]所述防風(fēng)繩索優(yōu)選為四向防風(fēng)繩索。
[0015]所述吊艙釋放繩優(yōu)選為三向釋放繩。
[0016]最好在吊艙釋放繩末端設(shè)有帶爆炸螺栓的過渡繩。
[0017]所述防風(fēng)繩索和過渡卷揚(yáng)機(jī)都安置在一個可移動的承載裝置上為佳。
[0018]氣球末端的連接繩和吊艙的連接繩之間可以連接有降落傘。
[0019]優(yōu)選地，所述防風(fēng)繩索為四向防風(fēng)繩索，所述吊艙釋放繩為三向釋放繩，氣球末端的連接繩和吊艙的連接繩之間連接有降落傘，其中，步驟(3)的具體操作為:切除四向防風(fēng)繩索，快速釋放過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索，提升氣球和降落傘，當(dāng)降落傘整體離地后，適當(dāng)預(yù)緊遠(yuǎn)端釋放點繩索，繼續(xù)釋放過渡卷揚(yáng)機(jī)，將降落傘逐漸拉直，將吊艙提升至一定高度，氣球浮力由過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索完全轉(zhuǎn)移至三向釋放繩索。
[0020]更優(yōu)選地，步驟(4)的具體操作為:調(diào)整三向釋放繩，將降落傘掛點調(diào)整到吊艙正上方，切除過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索，調(diào)整三向釋放繩長并同步緩慢釋放，提升吊艙。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022](I)氣球有計劃性的完成了兩次浮力轉(zhuǎn)移，且兩次浮力轉(zhuǎn)移時都處于可控可逆狀態(tài)，在遇到突變的天氣狀況時可及時拉回，有效地提高了釋放過程的安全性和可靠性；
[0023](2)吊艙先通過過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索拉直降落傘而上升一定高度，之后再通過三向釋放繩索上升一定高度，最后在隨著整個實驗的開始而升空。多階段的繩索緩慢釋放極大地提高了吊艙在升空時的穩(wěn)定性；
[0024](3)浮力轉(zhuǎn)移過程中需不斷調(diào)整三向釋放繩位置，所以在三向釋放繩索與降落傘連接處，設(shè)計了一段帶有爆炸螺栓的過渡繩，三向釋放繩索末端設(shè)有彈簧，爆炸螺栓切斷后，三向釋放繩索會快速收回，這樣就避免繩索與吊艙的干涉，保證了吊艙的安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明一種新型大尺寸高空氣球釋放方式的大尺寸高空氣球釋放前的整體狀態(tài)；
[0026]圖2為本發(fā)明一種新型大尺寸高空氣球釋放方式的第一次浮力轉(zhuǎn)移示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明一種新型大尺寸高空氣球釋放方式的第二次浮力轉(zhuǎn)移示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明一種新型大尺寸高空氣球釋放方式的第二次浮力轉(zhuǎn)移后示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明一種新型大尺寸高空氣球釋放方式的吊艙都二次上升示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明一種新型大尺寸高空氣球釋放方式的整體釋放示意圖；
[0031]圖7為本發(fā)明一種新型大尺寸高空氣球釋放方式的降落傘末端與釋放繩的連接方式示意圖?！揪唧w實施方式】
[0032]下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。先按照圖1的示例，完成高空氣球I的充氣檢查，與四向防風(fēng)繩索2 (4根，以下同)連接，同時進(jìn)行吊艙7與三向釋放繩9 (3根，以下同)，降落傘6的連接，氣球I末端的繩索4與降落傘6連接有過渡卷揚(yáng)機(jī)5上的釋放繩索8。過渡卷揚(yáng)機(jī)5安置在機(jī)動車3上。
[0033]如圖2所示，釋放四向防風(fēng)繩索4，至過渡卷揚(yáng)機(jī)釋放繩索8將要承力時，慢速調(diào)整卷揚(yáng)機(jī)5確認(rèn)四根防風(fēng)繩索4處于松弛狀態(tài)，適當(dāng)調(diào)整過渡卷揚(yáng)機(jī)5，將高空氣球I固定在合適高度，氣球浮力由四向防風(fēng)繩索2轉(zhuǎn)移到過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索8。
[0034]如圖3和4所示，切除四向防風(fēng)繩索2，快速釋放過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索8，提升氣球I和降落傘6，當(dāng)降落傘整體離地后，適當(dāng)預(yù)緊遠(yuǎn)端釋放點繩索，繼續(xù)釋放過渡卷揚(yáng)機(jī)5，將降落傘6逐漸拉直，將吊艙7提升至一定高度，氣球浮力由過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索8完全轉(zhuǎn)移至三向釋放繩索9。
[0035]如圖5所示，調(diào)整三向釋放卷揚(yáng)機(jī)10，將降落傘6掛點調(diào)整到吊艙7正上方，切除過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索8，調(diào)整三向釋放卷揚(yáng)機(jī)繩長9并同步緩慢釋放，提升吊艙7到設(shè)計高度。
[0036]如圖6所示，確認(rèn)航電信號正常，同步切斷三向釋放繩索9，完成整體釋放。
[0037]浮力轉(zhuǎn)移過程中需不斷調(diào)整三向釋放繩位置，所以在三向釋放繩索與降落傘連接處，設(shè)計了一段帶有爆炸螺栓的過渡繩，三向釋放繩索末端設(shè)有彈簧。圖7標(biāo)示了降落傘a、爆炸螺栓b和末端帶彈簧的三向釋放繩索c的連接關(guān)系。爆炸螺栓切斷后，三向釋放繩索會快速收回，這樣就避免繩索與吊艙的干涉，保證了吊艙的安全。
【權(quán)利要求】
1.一種新型大尺寸高空氣球釋放方式，其特征在于:主要包括如下步驟: (1)高空氣球充氣，與多根能夠釋放長度的防風(fēng)繩索連接，高空氣球的末端分別連接具有水平間隔距離的吊艙和過渡卷揚(yáng)機(jī)的釋放繩索，將吊艙的連接繩與多根吊艙釋放繩連接; (2)釋放防風(fēng)繩索，至過渡卷揚(yáng)機(jī)釋放繩索將要承力時，調(diào)整卷揚(yáng)機(jī)使防風(fēng)繩索處于松弛狀態(tài)，使氣球浮力由防風(fēng)繩索轉(zhuǎn)移到過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索； (3)斷開所有防風(fēng)繩索，釋放過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索，提升氣球，將吊艙提升起來，氣球浮力由過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索完全轉(zhuǎn)移至吊艙釋放繩； (4)切除過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索，釋放吊艙釋放繩，提升吊艙； (5)同步切斷吊艙釋放繩索，完成整體釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型大尺寸高空氣球釋放方式，其特征在于:所述防風(fēng)繩索為四向防風(fēng)繩索。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型大尺寸高空氣球釋放方式，其特征在于:所述吊艙釋放繩為三向釋放繩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型大尺寸高空氣球釋放方式，其特征在于:在吊艙釋放繩末端設(shè)有帶爆炸螺栓的過渡繩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型大尺寸高空氣球釋放方式，其特征在于:所述防風(fēng)繩索和過渡卷揚(yáng)機(jī)都安置在一個可移動的承載裝置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型大尺寸高空氣球釋放方式，其特征在于:氣球末端的連接繩和吊艙的連接繩之間連接有降落傘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型大尺寸高空氣球釋放方式，其特征在于:所述防風(fēng)繩索為四向防風(fēng)繩索，所述吊艙釋放繩為三向釋放繩，氣球末端的連接繩和吊艙的連接繩之間連接有降落傘，其中，步驟(3)的具體操作為:切除四向防風(fēng)繩索，快速釋放過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索，提升氣球和降落傘，當(dāng)降落傘整體離地后，適當(dāng)預(yù)緊遠(yuǎn)端釋放點繩索，繼續(xù)釋放過渡卷揚(yáng)機(jī)，將降落傘逐漸拉直，將吊艙提升至一定高度，氣球浮力由過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索完全轉(zhuǎn)移至三向釋放繩索。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型大尺寸高空氣球釋放方式，其特征在于:步驟(4)的具體操作為:調(diào)整三向釋放繩，將降落傘掛點調(diào)整到吊艙正上方，切除過渡卷揚(yáng)機(jī)繩索，調(diào)整三向釋放繩長并同步緩慢釋放，提升吊艙。
【文檔編號】B64B1/40GK103863546SQ201410080887
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】馬云鵬, 林康, 王麗莎, 楊永強(qiáng), 張麗嬌 申請人:馬云鵬