双层乳胶气球的高空平漂机理及垂直轨迹模拟

作     者：何红 朱华健 谌志鹏 肖迪娥 潘显智 李凡珠 HE Hong;ZHU Huajian;SHEN Zhipeng;XIAO Di'e;PAN Xianzhi;LI Fanzhu

作者机构：北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室北京100029 中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司临近空间探空气球材料与技术湖南省重点实验室株洲412000 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFC1506202) 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2021年第47卷第12期

页      码：2650-2656页

摘      要：双层乳胶气球克服了单层乳胶气球的缺点,可以在高空平漂以实现持续气象观测,但是其高空平漂受多因素影响比较复杂,特别是气球充气量主要依赖工程经验,施放成功率不高,亟需提供理论指导。通过试验数据证明了浮重平衡是双层乳胶气球实现高空平漂的必要条件,推导得出内、外球氢气充气量和昼夜温度变化对其运动的影响;建立了双层乳胶气球的几何模型和动力学模型,结合实地施放试验,对其升空和平漂过程轨迹进行模拟,由此探究了内、外球充气量对平漂高度的影响。研究结果表明:内球充气量是决定平漂高度的主要因素,并受昼夜温度变化影响,当内、外球规格分别为750 g、500 g,负载约1 kg时,内球拉力每增大或减小0.04 kg,最终平漂高度将对应升高或降低约5 km,而外球充气量对其平漂高度无影响。

主 题 词：双层乳胶气球 高空平漂 充气量 昼夜温度变化 垂直轨迹 

学科分类：08[工学] 082503[082503] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0505

馆 藏 号：203106988...