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“浮空器”因为拥有来自高空的独特视角,且长期停留在空中作业,节省了大量分散的监控工作.鉴于其卓越性能和突出特点,它获得了诸多响亮的赞誉：“天眼”、“世博哨兵”、“空中大白鲨”、“安全卫士”等
白手起家,中国版浮空器15年出炉
白色气球有个专业名称叫“浮空器”,是一种密度轻于空气、依靠大气浮力升空的飞行器.气球通过电缆和地面车辆连接.气球上可以搭载视频监控设备,全方位监测地面情况,担负“空中警戒线”职能;此外也能搭载环境、交通、气象等各类监测设施.
在曾经风靡一时的电子游戏《红色警戒》中,基于浮空平台想象出的苏联部队“基洛夫”飞艇是玩家们心中的经典武器.而现实中这种想象也并非空中楼阁,如在一次世界大战中,德国研制的齐柏林飞艇就曾经大显身手.后来由于科技的不断进步,飞艇逐步退出了空军序列,但浮空类平台没有淡出历史舞台,它在预警、侦察、安保等军用和民用领域的作用仍然很大.
现代浮空器作为一种通用平台,可搭载多种设备,用途十分广泛.目前,国外只有美国、俄罗斯掌握该项技术.
中国版浮空器,是我国自主研制的一种新型空中平台,也是军民技术转化的成果之一.
曾几何时,让中国制造的浮空器升空,是中国电科浮空技术团队的梦想.
据介绍,2000年左右,中国电科依托第38研究所成立了浮空平台研发中心,开始立项研发浮空器项目, 这也是全国唯一一家综合性专业浮空技术孵化机构.“作为尖端技术,国外也不会把技术输入中国,可以说是白手起家搞研究.”中国电科浮空平台研究中心副主任刘传超说.
除了浮空器本身,浮空器配套设施也是必须攻克的难关.15年来,科研团队已研制出浮空器海量零部件.“神奇气球”真正成为土生土长、名副其实的“中国制造”.
刘传超表示,中国版浮空平台的问世和应用,标志着我国已全面掌握浮空器的构造、材料、控制、信息获取和通信方法等技术,填补了国内球载高清监控领域的空白.“看到浮空器升空,我们感到太自豪了,这个技术除了美国、俄罗斯外,全世界只有中国有.”刘传超说.
“神奇气球”神在何处
从中国电科了解到,以前在大型活动现场,通常依靠直升机或飞艇进行全天候值勤,但直升机留空时间短、噪声大、燃料消耗量大,而飞艇抗风能力不强.
浮空器的出现,改变了这一局面.它不带动力,完全依靠浮力升空;它可以根据安保任务的不同,根据监控区域的大小,写作不同大小;它有防雷电的电缆来当“脐带”,可在百米高空连飘5～10个昼夜“纹丝不动”,甚至能抵抗10级台风和雷暴天气;型号更大的甚至可以连续留空30天以上.
据中国电科浮空首席科学家徐忠新介绍,浮空器和直升机、无人机等其他飞行器相比,具有驻空时间长、定点悬停、垂直起降方便、使用成本低、无污染、低噪声、耗能少等优点.
徐忠新详细解释说,“神奇气球”的研制有三处最神奇：不一般的球皮,不一般的气体,不一般的缆绳.
所谓不一般的球皮,是一种多层复合囊体材料,它由特殊的高分子复合材料做成,包含承力织物层、耐候层、阻气层、粘接层等,该球皮材料不仅质量轻,而且强度高,不易变形,并且有很好的柔韧性和气密性,一块巴掌大的小小球皮,即使是两个强壮的男士也很难将其撕破.气球的外形是流线型,经过仿真计算和试验验证,保证了气球具有良好的气动稳定性和环境适应性,从而确保气球长时间留空的安全.
不一般的气体,则是指充在浮空器中的氦气.和很多民用气球不同的是,“神奇气球”内部充入的是氦气,而不是氢气,这种气体和氢气一样,在质量上都非常轻,但氦气是惰性气体,不会像氢气那样易燃易爆,即使用火去点也点不着,并且可以回收循环使用,具备了绿色环保的特点.“神奇气球”的使用也不像飞机要求的条件那样苛刻,它的升空和下降不需要专门的跑道,只需有篮球场大小的空旷场地即可开展工作,场地适应能力非常强.
不一般的缆绳,则是指多功能系留缆绳.它可是一个高科技产物,由轻质高强度的先进材料制成,每米重量仅有120克,不到一个鸡蛋重量,却包含了高压输电、信号传输和泄雷功能,除了能让气球长时间固定在高空不随意晃动和飘走之外,还能为空中的气球输送源源不断的电力,并能将气球上挂载设备监控到的视频信号和探测数据实时传回地面指控中心,在雷电天气条件下,还具备防雷电功能.
气球本身很神奇,它搭载的装备同样不一般.徐忠新表示,背负高倍高清摄像机的浮空器能实现对方圆10～100公里的区域定点全景扫描.这使它有了一个更具威力的名字——“天眼”.地上哪怕只有火柴盒大小的物体,“天眼”都能“看”得清清楚楚;一旦发现异常,还能针对某一区域专门放大监测,并实时将拍摄到的各类图像通过光纤、微波传到地面指挥控制车,同时将各类图像信息反馈到政府应急指挥室、应急联动中心、总控中心、民防指挥中心等单位,便于应急决策.
在公共安全领域有广阔应用前景
中国版浮空器的用途很广,因为气球腹部有个半球形整流罩,里面可以搭载不同的设备,包括预警雷达、电子对抗、电子干扰、视频监控、雾霾探测、中继通信和成像设备等,从而广泛应用于预警探测、对地观察、侦察对抗、通信中继、安防监控、环境监测等领域.
在迄今为止为数不多的公开亮相里,它每一次都堪称惊艳.
2010年,上海世博会期间,中国电科研制的我国第一个用于公共安全领域的浮空器产品完成首秀,这个长31米、容量1600立方米的庞然大物在历时184天的展会期间用于世博园区监视和预警,广受好评.
2013年底,全国雾霾天气十分严重,国内首个搭载雾霾探测设备的浮空器,在上海市实现了对大气从地面至空中1000米高度的立体探测,研究高空细颗粒物的主要理化特性和垂直分布特征,为城市环境治理提供了准确的科学依据.
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参考文献：
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