有研究气囊气球气囊最小闭合技术的定义大学?


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平流层飞艇国内研究情况如下:平流层飞艇是一种依靠尖端科技制造而成的可以长期悬浮于平流层高空的,用于对地球表面进行军事与民用侦察、观测的战略装备。因技术原因,世界各国尚未成功研制并投入使用。2015年12月我国自主研发的平流层飞艇“圆梦号”进行了首次试飞。2016年11月,光启“旅行者”2号在新疆试飞,完成了携带舱体升空、天地对话和飞行中数据采集的实验。2017年10月,“旅行者”3号(海口号)成功放飞,完成了环控生保、天地通信、空间环境数据采集3项实验任务。2015年10月,由华丽家族子公司联合北航团队研制的“圆梦号”飞艇在内蒙古完成了首飞。平流层飞艇是一种轻于空气的浮空器,依靠空气浮力驻空,由太阳能为其提供能源动力,并带有推进系统,具有不依赖机场或跑道可实现垂直起降、能悬停于任意地理位置上空,运行高度超出空管范围,不受对流层恶劣天气影响,可全天侯全天时连续工作,特别适合我国国土与边境地区的对地观测应用。平流层飞艇可广泛应用于国土资源观测、海洋监测、环境保护、防灾减灾、精细农业、水利监测、大地测绘、城市规划与管理等方面,对推动区域协调发展,统筹城乡发展,推进社会主义新农村建设、加强能源资源节约和生态环境保护、增强可持续发展能力、优化国土开发格局等发挥重要作用,对促进国民经济发展具有重要意义。目前国内主要的平流层研究机构包括中国科学院、中国航发、中国航空工业集团公司等。其中,中国科学院的研究涉及平流层大气科学、平流层气球技术、平流层系统集成等方面;中国航发主要研究平流层的气动设计、新材料应用、控制系统等关键技术;中国航空工业集团公司则在平流层的总体设计、运载能力、通讯与导航等方面开展研究。此外,一些高校如北京理工大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等也对平流层技术进行了探索和研究。目前,国内的平流层研究还处于起步阶段,仍面临着许多技术难题和挑战。但国内各个研究机构和高校正在积极推进相关技术的研究和应用,相信在不久的将来,平流层将在我国实现商业化应用。}
本实用新型涉及机械制造领域,具体而言,指一种内外双气囊安全浮空气球。背景技术:浮空气球作为一种能悬浮在空中的设施,越来越受到人们的青睐,其小型的经常为广告宣传或喜庆会议采用,其中型乃至大型可做为运行于低空的一种无动力浮空器,主要依靠气囊内的氦气提供浮力,升到一定的高空,从而为游客提供开阔的观光视野和新奇的空中体验。现有的浮空气球一般主体都是一个体积较大的气囊组成,气囊内填充密度低于空气的轻质气体,从而产生浮力浮空。低于空气的轻质气体可采用的有氢气、氦气、甲烷等。氢气密度最低,浮升效果最好,但由于氢气为可燃易爆气体,使用氢气的浮空气球有较大的燃烧爆炸隐患,所以通常采用安全惰性的氦气,但我国氦气资源相当贫乏,含量很低,提取难度大,成本高,很多高纯度氦气均需从美国进口,价格比较昂贵。由于氦气的高成本导致很多企业在使用浮空气球时暗自采用氢气,从而造成很多安全隐患以致引发事故。中国专利cn201720490361.8公开的“双气囊系统及观光系留气球”,该装置包括外气囊和内气囊,内气囊设置于外气囊内,外气囊填充氦气,内气囊填充空气。该实用新型实施例提供的双气囊系统及观光系留气球主要作用是能够自动调节气囊内的压力,节约资源,保持气囊外形,同时使气囊更加牢固,并没有减少氦气的使用量,更由于设备增加了用量。中国专利cn201710026482.1公开的“一种氢氦混合气体浮空器”,该装置的定位板的上方设有混合气控制器,混合气控制器的上方设有惰性气控制器,混合气控制器上套有的气球为混合气球,惰性气控制器上套有的气球为惰性气球,惰性气球在混合气球的内部,惰性气球和混合气球分别通过充气口充气,混合气球和惰性气球分别连通混合气出口和惰性气出口,惰性气球内的惰性气通过惰性气出口能排入混合气球中,混合气球内的混合气通过混合气出口能排出,混合气出口和惰性气出口的打开和关闭分别通过混合气控制器和惰性气控制器控制。该装置将氢气氦气混合使用,造成资源浪费。针对以上问题有必要设计一种新型浮空气球,同时使用氢气与氦气,降低氦气的使用量,提高气球防燃防爆的安全系数,降低成本。技术实现要素:本实用新型要解决的技术问题就是克服现有浮空气球设计的不足,一种内外双气囊安全浮空气球,其能够方便的分别冲入氢气与氦气,并进一步隔绝了氢气与空气的接触机会,同时能够保持气囊外形及基本的浮力,节约资源、降低成本、提高安全系数。为克服现有技术的不足,本实用新型采取以下技术方案:内外双气囊安全浮空气球,主要包括外气囊、内气囊、内外连接绳、外气囊软式开口管和内气囊硬式开口管,内气囊可通过外气囊软式开口管装配入外气囊内部并固定,在内气囊中填充氢气,在外气囊中填充氦气,并通过外气囊连接绳和内气囊连接绳的定位连接使内气囊在外气囊里居中。所述内气囊直径略小于所述外气囊直径,所述外气囊由抗拉性能较好的不透气的涂层织物复合材料制成,内部侧壁设有连接绳,底侧部开有软式开口管,所属内气囊由隔绝通气性能更好且密度较轻的pvc复合材料制成,外部侧壁设有连接绳,底侧部密封连接硬式开口管,硬式开口管另一端可以密封,直径小于软式开口管,可选用塑料或pvc等材质,所述内气囊在未充气时能通过外气囊底侧部的软式开口管塞入外气囊内部,同时连接相应的内、外气囊连接绳,外气囊连接绳与内气囊连接绳的长度应根据内外球的大小提前进行计算,以确保内外气囊充气后内气囊在外气囊居中稳定。通过压卷气囊或抽气设备抽空外气囊的空气,并将外气囊的软式开口管密封,通过内气囊的硬式开口管向内气囊充入氢气后密封,打开外气囊的软式开口管向外气囊充入氦气后密封,这样一种内外双气囊安全浮空气球就成型了。气体的充入量按气球的用途提前计算,低空、系留用作展示作用的气球应充满从而保持较好外观,升空较高的气球要考虑气体在高空压力降低后的膨胀,充入量应降低。本实用新型技术方案提供的内外双气囊安全浮空气球包括外气囊、内气囊以及连接和开口附件,内气囊设置于外气囊内部,通过在内气囊中填充氢气,在外气囊中填充氦气,从而实现分别先后冲入氢气与氦气的目的,降低氦气的使用量,节约资源、降低成本;同时由于氢气密度低于氦气,虽然增加了内气囊,但整个气球的浮升效率不会降低;内外气囊连接绳的设置保持内气囊在外气囊内的居中稳定,减少了内外壁摩擦生热的可能性;内外气囊的分隔以及内外气囊之间的惰性氦气,进一步隔绝了氢气与空气的接触混合机会,大大提高了气球的防燃防爆安全系数;外气囊软式开口管和内气囊硬式开口管的设计解决了氢气与氦气受控充入和气囊合一装配的问题,使得内外气囊可以按常规模式生产,使用时按操作规程简单装配即可,降低了生产成本和使用难度。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其它点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1是本实用新型的平面结构示意图。图2是本实用新型的装配过程-塞入示意图。图3是本实用新型的充氢气过程示意图。图4是本实用新型的充氦气过程示意图。图中各标号表示:1、外气囊;2、外气囊连接绳;3、软式开口管;4、内气囊;5、内气囊连接绳;6、硬式开口管;7、氢气;8、氦气;9、系留线缆;10、软管套硬管密封;11、硬式开口管的前端密封。具体实施方式为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将结合附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。通过附图所示,本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图,重点在于示出本实用新型的主旨。如图1所示,所述内外双气囊安全浮空气球主要包括外气囊1和内气囊4,所述内气囊4直径略小于所述外气囊1直径,外气囊1由抗拉性能较好的不透气的涂层织物复合材料制成,内部侧壁设有外气囊连接绳2,连接绳位置可按球内正四面体的顶点定位,底侧部开有软式开口管3,所述内气囊4由隔绝通气性能更好且密度较轻的pvc复合材料制成,外部侧壁设有内气囊连接绳5,位置与外气囊连接绳2的位置对应,底侧部密封连接硬式开口管6,另一端可以密封(密封方式较多,不再详述),硬式开口管6直径小于软式开口管3直径,软式开口管3可采用外气囊1相同材质,其直径应能通过未充气挤压成条的内气囊4,硬式开口管6可采用轻质塑料或pvc等硬质材质,不使用密度较大的金属材质。外气囊连接绳2与内气囊连接绳5的长度应根据内外球的大小提前进行计算,以确保内外气囊充气后内气囊在外气囊居中稳定。如图2所示为本实用新型的装配过程-塞入,打开外气囊1的软式开口管3,将未充气的内气囊1通过软式开口管3塞入外气囊1内部,为了塞入方便,可适量向外气囊1中充入空气,通过软式开口管3将内外气囊的相对应的连接绳进行连接,由于此时整个装置均为柔性材料,所以可以通过压卷气囊或抽气设备抽空外气囊的空气,然后将外气囊的软式开口管套在硬式开口管外密封,形成软管套硬管密封10,密封10要在靠近气囊处,软式开口管和硬式开口管前端要留出一定的余量。软管套硬管的密封连接为常见技术,本实用新型不用详述。如图3所示为本实用新型的充氢气过程示意图,将硬式开口管6的前端密封11打开连接外部氢气的充气管嘴,然后向内气囊4充入氢气,氢气充足后将硬式开口管6密封,硬管密封及充气为常见技术,本实用新型不用详述。如图4所示为本实用新型的充氦气过程示意图,将外气囊1的软式开口管3上拉超出内气囊4的硬式开口管6,然后连接外部氦气的充气管嘴并密封,再将外气囊的软式开口管3套在硬式开口管6外的密封10打开,从而建立外气囊1的充气通道,然后向外气囊1内充入氦气,氦气充足后将再次在软式开口管3套在硬式开口管6外靠近气囊处再次形成软管套硬管密封10,这样内外双气囊安全浮空气球就装配完毕。气体的充入量按气球的用途提前计算,低空、系留用作展示作用的应充满从而保持较好外观,升空较高的要考虑气体在高空压力降低后的膨胀,充入量应降低。上述只是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。
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题头图:是一个高空气球在升空。完全充气后,这些气球的宽度为400英尺(150米),大约相当于足球场的大小,并且可以到达40公里的高度。NASA一项雄心勃勃的新任务的工作已经开始,它将通过高空气球将高8.4英尺(2.5米)的尖端望远镜高空带入平流层。目前的计划是在2023年12月在南极发射升空平流层气球+ASTHROS(亚毫米波长下进行高光谱分辨率观测的天体平流层望远镜的缩写)。由NASA喷气推进实验室JPL管理的ASTHROS可以观察到远红外光或波长比人眼可见光更长的光。要做到这一点,“空中飞人(高空气球)”+ASTHROS,将需要达到大约40公里的高度-大约是商业客机飞行高度的四倍。尽管它仍远低于太空边界(在地球表面上方约62英里或100公里),但它的高度足以观察到被地球大气层阻挡的光波长。NASA的JPL已经完成了有效载荷的设计及改进设计,其中包括天文望远镜(用于捕捉光),科学仪器以及配套的热管理、电子系统等子系统。8月初,JPL的工程师将开始对这些子系统进行集成和测试,以验证它们是否按预期运行。尽管气球看起来像是过时的技术,但与地面或太空任务相比,气球为NASA提供了独特的优势。NASA的科学气球计划在弗吉尼亚州的Wallops飞行设施运营了30年。它每年从全球各地发起10到15次任务,以支持NASA所有科学学科的实验以及技术开发和教育目的。与太空飞行相比,热气球飞行不仅成本更低,而且在早期计划和部署之间的时间也更短,这意味着他们可以接受与使用尚未使用的新技术或最新技术相关的更高风险仍在太空中飞行 这些风险可能以未知的技术或运营挑战的形式出现。通过热气球的试验将为将来的飞行任务取得宝贵数据,从而为新技术的应用奠定基础。JPL工程师说:“借助ASTHROS,我们的目标是进行从未尝试过的天体物理学观测。该任务将通过测试新技术并为下一代工程师和科学家提供培训,为未来的太空任务铺平道路。”ASTHROS将携带一种仪器来测量气体在新形成的恒星周围的运动和速度。在飞行过程中,任务将研究四个主要目标,包括银河系中的两个恒星形成区域。它还将首次检测并绘制两种特定类型的氮离子(丢失了一些电子的原子)的存在并绘制图谱。这些氮离子可以揭示大量恒星和超新星爆炸产生的风重新塑造了这些恒星形成区域内的气体云的地方。ASTHROS将制作这些区域中气体的密度,速度和运动的第一个详细的3D地图,以查看新行星的具体变化。通过这样做,研究小组希望为星系的演化提供新的参考信息,并完善计算机模拟星系演化的过程。Carina星云Carina星云、Messier83星系、恒星(TW Hydrae)等都是科学家计划通过ASTHROS高空气球任务观察的太空空间科学目标。具体的方案ASTHROS将需要一个大气球:用氦气完全充气时,气球的宽度约为400英尺(150米),相当于足球场的大小。气球下方的吊舱将携带仪器和轻巧的望远镜,该望远镜由8.4英尺(2.5米)的碟形天线以及一系列经设计和优化以捕获远红外光的镜子,透镜和检测器组成。ASTROSS是有史以来最大的望远镜之一,而且是可以在高空气球上飞行的望远镜。在飞行过程中,科学家将能够精确控制望远镜指向的方向,并使用卫星链路实时下载数据。放飞高空气球示意图由于需要将远红外仪器保持在低温状态,因此许多任务都携带液氦对其进行冷却。相比之下,Asthros将依靠一台低温冷却器,该冷却器使用太阳能电池板供电,以使超导探测器保持接近负451.3华氏度(负268.5摄氏度)的温度-略高于绝对零值温度。低温冷却器的重量比ASTHROS在整个任务期间保持仪器低温所需的大型液氦容器要轻得多。这意味着有效载荷要轻得多,并且任务的寿命不再受飞行器携带的液氦重量限制。研究小组预计,在正常的平流层风的推动下,气球将在大约21至28天内完成围绕南极的两个或三个循环。科学任务完成后,操作员将发送飞行终止命令,以将与降落伞相连的吊舱与气球分开。降落伞将吊船返回地面,以便可以取回望远镜进行数据分析以及更新新的望远镜。 NASA说:“我们将从地球最偏远和最恶劣的地方向太空边缘发射“红外眼”。“那确实是一个挑战,使得我们兴奋异常。”JPL是位于帕萨迪纳(Pasadena)加州理工学院的一个部门,负责管理NASA科学任务局天体物理部门的ASTHROS任务。JPL也正在构建任务有效载荷。马里兰州的约翰霍普金斯大学应用物理实验室正在开发吊船和定向系统。这个2.5米长的天线单元是由意大利莱科市的Media Lario Srl制造的。负载低温制冷器是洛克希德·马丁公司根据美国国家航空航天局的先进低温制冷器技术开发计划开发的。NASA的科学气球计划及其哥伦比亚科学气球设施将提供气球和发射服务。ASTHROS计划从南极的麦克默多站发射,该站由美国国家科学基金会通过美国南极计划管理。其他主要合作伙伴包括亚利桑那州立大学和迈阿密大学。原文:NASA翻译:Space Doctor}

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