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高空气球都是什么构造,又有哪些用途?

发布日期:2023-03-14 14:34:35 点击:

在专用技术领域,我们国家一般将高空气球、包括热气球,都统称为浮空器。分类则分为了系留气球、飞艇和热气球。这三个行业大类。至于热气球咱们中国就不可以说了,早年被用于发展军事方面用途,比如对于法国文化大革命的时候,法军就用热气球来进行分析高空侦察了,当然如果这些热气球都是系留气球,不会因为自己一样乱飞。二战以后期间。系留型的飞艇还可以用来为大型的舰艇人员提供我国低空防空系统功能。等有了氢气球之后,人们就彻底没有放弃了这种一切随缘到处飞的热气球,现在的热气球基本都用来观光和做一些摘松塔的这种需要高空施工作业管理工作。咱们应该就着重说一下系留气球和飞艇。

高空气球

咱们先说说系留气球的特点,这种气球最高可以放飞3000米,这种高度就可以做超地平线的探测了,完全消除了一般的陆基、海基雷达的侦测盲区,甚至数倍于这种雷达的侦测范围。咱们熟悉的国产明星查打一体无人机彩虹系列,携带百公斤的载荷可以做到留空30小时以上,如果是系留气球的话就可以做到30天。毕竟他是靠系留系统维持,理论上,他的留空时间可以无限长,但是受球体本身的维护周期,一般可以做到一整月是没问题的。最关键的,这东西用起来是真便宜啊。

但是毕竟这东西是气球,在战场上可以算是最脆弱的一种武器了,虽然防不了导弹,但是对于一般的轻武器攻击,这种气球还是能抗住的,关键就在于他使用的乳胶材料,一般我们印象中,如果你向一个普通的气球射出一颗子弹,那很明显,气球会立刻爆炸,但是如果用普通的步枪射击这种高空气球,只会在它的外表留下一个孔洞,并不会对他造成致命的威胁,它仍然有足够的时间进行回收和修复。当然防空导弹就另当别论了。

这种气球除了人为的破坏之外,最怕的还是风,不通过这也根据气球的大小有所区别,大型的气球抗风能力强一些,小型的气球抗风能力就弱了,不过好在它回收更快。总之,各有优势。

那接下来咱们说说,平流层飞艇。不过说之前,咱们先来简单地杂说一下达大气层的分层。

在物理上,如果根据热力结构来区分的话,可以将大气层分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层五个层面,现在一般人类的飞机都能飞到平流层,也就是距海平面20公里以下的区域,像一般的长途洲际客机,飞到万米高空也就是距海面10公里多的距离是没有问题的,战斗机可以飞到距离海平面3万米的高度,也就是30公里,这里是说距海平面啊,可不是地面,因为,地面并不是一个标准的高度单位表述。只有一些极个别的飞机可以飞到平流层的上限,也就是5万米的高度。但绝大多数的飞机一般都会在同温层进行飞行,你比如世界著名的轰炸机,B-52就号称同温层堡垒。都是在万米以下的区域活动的比较多。

而平流层这个区域很特别,它高于所有的云层,所以这里没有气象现象,也就是没有风雨雷电,阳光可以全程毫无遮拦地进行照射。并且平流层也没有大气的上下流动,只有水平方向的流动。空气也非常得稀薄,稀薄到仅为海平面大气密度的不足百分之10,由于空气含量很小,所以在平流层空气阻力这种效应也就变弱了,再加上他在电离层之下,所以信息的传播干扰也非常的小。

到了20世纪,随着大型可控飞艇的发展,这种缓慢笨重的大家伙就成了人类历史上的第一批真正意义上的空军。他们可以巡逻,可以携带炸弹进行轰炸,比如著名的齐柏林飞艇,已经完全做到了军民两用,在二战前还用作跨洋的载客运输,成了当时欧洲权贵的一种非常独特的旅行方式。这里我杂说两句这个人类史上可以说是应用最为成功同时也是最为危险的一型飞艇。

飞艇分为硬式飞艇和软式飞艇,这个好理解吧,像齐柏林飞艇就是一款著名的硬式飞艇,大家都熟悉的那个红色警戒游戏里的基洛夫空艇的设定就是参考了德国的齐柏林飞艇。而齐柏林飞艇也成了硬式飞艇的代名词。直到兴登堡号爆炸之后,民用飞艇才退出了世界舞台。当时兴登堡号里面充满了易燃的氢气,在降落的时候触碰了电线引发了火灾,载有90多人的飞艇只有三分之一的人逃了出来。现在虽然很多飞艇还会使用氢气,但是对于一些电子设备较多的飞艇,更多还是选择氦气这种惰性气体更保险。

在第二次世界大战期间,在防空导弹出现之前,飞艇已经在军队中很好地建立起来,但是由于它们的速度和使用条件,很快就被大型轰炸机的出现所取代。然而,当时的大多数飞艇都不能飞到平流层上层,毕竟当时的侦察条件非常落后。因此,平流层的使用并没有得到认真对待。

平流层实际上对飞机来说太高了,但对卫星来说又太低了。这个地区的利用从来没有被人类真正开发过。该地区的通信、对地观测和空中电子侦察预警具有非常重要的发展前景。本世纪后,世界各国开始逐一攻关关键技术。然而,随着研究的深入,我们发现这项看似美好的技术并不容易实现。虽然这个概念依然存在,但真正能投入实际研究的国家只有中国、美国和一些欧洲国家。

平流层飞艇的关键技术是如何控制飞艇的高度和定点能力,即形状、功率和结构的优化组合。此外,它是刚性结构和柔性结构的结合,即受力刚性,挺杆柔性。因此,这两种结构的制造精度及其在高海拔环境下的耦合问题也是各国都应努力解决的问题。而这些难以解决的问题实际上,飞机似乎并不是一个问题。

因此,除了平流层飞艇,各国也在尝试发展平流层太阳能无人机。刚才我们提到,在平流层以上,没有云层的覆盖,太阳光的辐射可以更好地转化为电能。理论上,只要有阳光,他就可以一直飞,但这种情况一般只存在于地球的两极。大陆国家再怎么飞,也避免不了昼夜交替。而且它的载重能力也不是飞艇能比的。

所以总的来看,飞艇无论在民间文化还是军事上我们都是作为一种方法简单,快捷廉价的选择。但其实际的技术教学难点也在那里摆着。对于企业使用一个单位发展来说临时救救急还是学生可以的。如果想一劳永逸地解决这些问题。预算资金充足的话还是踏踏实实的放卫星吧。


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