70个大红灯笼在空中,3号试飞成功

作者:历史观点

澳门新葡8455,10月1日的天安门广场,东西侧路上空各35个红彤彤的大型充气灯笼,飘在空中“一动不动”,仿佛悬浮于空中一般,这是如何做到的?

临近空间旅行再进一步

设计研制这些灯笼的,是中国航天科技集团有限公司五院508所的专家们。

光启“旅行者”3号试飞成功

“涉及理论力学和空气动力学,技术核心是要让拴灯笼的系留绳的延长线经过气球的气动压心,这个就叫系留技术,字面意思就是系住并留下。”大型充气灯笼的技术负责人、508所回收着陆专业副总工程师滕海山介绍。大型充气灯笼设计团队,由508所回收着陆技术研究室的充气结构和降落伞两个专业的人员组成。

10月25日凌晨3时57分,光启集团自主研制的临近空间飞行器“旅行者”3号,在新疆携带活体乌龟成功进入海拔21公里的临近空间,开展实验任务和进行关键技术验证,并于25日8时28分降落在预定区域,被成功回收。乌龟生命体征正常,并已随放飞团队回到光启总部,试飞获得圆满成功。这是全球首次浮空器成功携带活体动物进入临近空间停留,标志着我国临近空间飞行技术达到了一个新的技术高度。

从庆祝新中国成立50周年庆典开始,广场上空悬浮的大红灯笼都是由508所来设计的。

小乌龟的大升降梯

“从广场布局来看,都是平面的,如何让平面立体起来?烘托喜庆氛围?就有了挂灯笼这个创意。灯笼的外形设计是按照天安门城楼上的红庆灯设计研制的。”滕海山参加过庆祝新中国成立50周年、60周年充气灯笼的设计研制工作,对其中的故事如数家珍。

“旅行者”3号,由两个主要部分组成,上方是一个半透明的囊体,下方是一个吊舱,二者由吊绳连接,吊绳中部安装了降落伞。光启临近空间创新总监周飞介绍,“旅行者”3号的囊体采用超压PE材料结合加强筋的方式研制而成,“随着升空内外压强的变化,囊体完全鼓涨起来后,最大直径18.8米,体积可达到2150立方米,是个庞然大物”。充上氦气的囊体产生浮力,为整个飞行器提供升空、平飞、下降的主要“动力”来源。下方的吊舱安装了航电、载荷、能源、生保等设备,以及一个小型生保舱。“旅行者”3号缓缓升空,逐步上升到21公里的临近空间目标高度,开展临近空间环控生保、天地通信、空间环境数据采集等实验项目。随后,按照指令完成缆绳切割、囊体与生保舱分离、降落伞打开、平稳着陆等系列动作,降落在预定区域,回收生保舱。

508所的主业之一是航天器回收着陆技术研究,而回收卫星、飞船的减速部件降落伞就是柔性材料,然而设计同样是柔性材料做成的大型充气灯笼,对他们来说还是存在挑战。

空白领域的科技探索

大型充气灯笼由内囊和外囊组成;灯笼下面拴着系留绳,正中间的叫主系留绳,四周的叫副系留绳;系留绳的下面“拽”着镇铁。升空的时候,先往灯笼里充氦气,充满、扎口、释放;降落的时候,摇主系留绳下面的绞盘收绳,灯笼落下来了,放气、折叠,还可以反复使用。

“这次试飞的成功,来之不易。”周飞表示,临近空间是一个几乎空白的全新领域,缺少前人经验和数据的累积。“浮空器是一种完全有别于飞机、火箭、飞船的飞行器,放飞条件极其严苛,既需要合适的空域范围,也需要合适的天气条件。这也增加了试飞的难度。”

设计这样一个充气灯笼,难在哪儿?

飞行器必须攻克多个技术关键点,飞行器囊体设计是关键。“旅行者”3号使用了光启自行研制的超压囊体,具备强度高、耐低温、防腐蚀、防辐射、耐低压、防紫外线和抗拉伸等功能,可以在临近空间抵抗气压、气候、紫外线、辐射等环境的变化。

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