超级军网临近空间浮空器在新疆试验成功
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/20 12:48:34
http://www.guancha.cn/Science/2016_04_03_355893.shtml
据上海观察3月30日报道，在新疆马兰成功进行代号“4Q00I-1”的飞行试验，圆满完成上海交通大学研发的某型新概念浮空器临近空间往返飞行，并且全程处于受控状态，在国内首次实现安全回收且设备完好。据此前报道，北京航空航天大学研发的“圆梦”号飞艇曾进行相关试验。
新概念浮空器放飞准备
在地面到太空之间，有一个被称为处女地的寂静空域，那里飞机上不去、卫星下不来——这就是离地20至100公里尚待开发的“临近空间”。在中国航天事业创建60周年之际，本月国务院批复今年起每年4月24日设为“中国航天日”。以此为主题的“思源飞天 逐梦苍穹”特展今天在钱学森图书馆先期预展，首次对外展示了上海交大临近空间浮空器研制的最新进展。
新概念浮空器示意图
临近空间（Near space）基本没有飞机也没有卫星，只有火箭偶尔直穿而过，其开发应用价值在国际上引起广泛的战略重视。目前，美欧日等已出台多个型号的临近空间飞行器研制计划，并进行了多次试验，但尚未取得完满成功。理想的临近空间飞行器，可在接近空间的空域作长期、持续飞行，或者是亚轨道飞行、高超音速巡航飞行等，具有传统航空、航天飞行器不具有的特殊优势，特别是在通信保障、情报收集、电子压制、空中预警等方面极具发展潜力。除了成为不眨眼睛、不知疲倦的高分辨率“高空哨兵”，还能作为空中通信基站覆盖上万或更大范围的平方公里，多种用途充满了想象空间。
经过十年左右对持久留空飞行器的研制，来自交大航空航天学院的临近空间研究团队，已在新疆马兰成功进行代号“4Q00I-1”的飞行试验，圆满完成某型新概念浮空器临近空间的往返飞行，并且飞行器全程处于受控状态，在国内首次实现安全回收且设备完好。此次飞行高度达19.3公里，也就是2万米左右，基本抵达临近空间的底部，也就是大气层的平流层。
新概念浮空器试验外场
他们在以往飞艇式的浮空器基础上，创新采用了形如飞碟的“欧拉体”构型，浮空器最大直径在数十米尺度范围上。放飞后，可利用气球原理的浮力做到指定区域驻留，并利用自带太阳能动力做到抗风悬停。项目负责人透露，目前最好的飞行器留空时间也在30小时左右，而平流层浮空器的留空能力可以达到数日，甚至数周、数月。在完美往返临近空间的试验之后，他们将进一步延长浮空器的这种空中驻留能力，首要目标是达到一周左右。
新概念浮空器回收中
这次特展还披露了我国航空航天史及空天教育史的其他珍贵轨迹。比如首次对外展出的时任美国麻省理工学院教授钱学森就母校航空系采购风洞设备的回信原件。作为中国最早的航空工程系，交大航空系抗战时因战乱未建风洞，在重庆分校期间常借用中央大学的风洞为学生开出实验。搬回上海后，于1947年筹得款项，准备在美订购一套风洞建设试验台。系主任曹鹤荪为此给在美校友钱学森写信，请熟悉此事的钱学森协助，钱学森也积极为母校奔走接洽。回信中，附有风洞实验设备图纸及英文简介。据了解，特展3月31日起面向公众免费开放。
本文图片来源均上海交大空天学院供图。
http://www.guancha.cn/Science/2016_04_03_355893.shtml
据上海观察3月30日报道，在新疆马兰成功进行代号“4Q00I-1”的飞行试验，圆满完成上海交通大学研发的某型新概念浮空器临近空间往返飞行，并且全程处于受控状态，在国内首次实现安全回收且设备完好。据此前报道，北京航空航天大学研发的“圆梦”号飞艇曾进行相关试验。
新概念浮空器放飞准备
在地面到太空之间，有一个被称为处女地的寂静空域，那里飞机上不去、卫星下不来——这就是离地20至100公里尚待开发的“临近空间”。在中国航天事业创建60周年之际，本月国务院批复今年起每年4月24日设为“中国航天日”。以此为主题的“思源飞天 逐梦苍穹”特展今天在钱学森图书馆先期预展，首次对外展示了上海交大临近空间浮空器研制的最新进展。
新概念浮空器示意图
临近空间（Near space）基本没有飞机也没有卫星，只有火箭偶尔直穿而过，其开发应用价值在国际上引起广泛的战略重视。目前，美欧日等已出台多个型号的临近空间飞行器研制计划，并进行了多次试验，但尚未取得完满成功。理想的临近空间飞行器，可在接近空间的空域作长期、持续飞行，或者是亚轨道飞行、高超音速巡航飞行等，具有传统航空、航天飞行器不具有的特殊优势，特别是在通信保障、情报收集、电子压制、空中预警等方面极具发展潜力。除了成为不眨眼睛、不知疲倦的高分辨率“高空哨兵”，还能作为空中通信基站覆盖上万或更大范围的平方公里，多种用途充满了想象空间。
经过十年左右对持久留空飞行器的研制，来自交大航空航天学院的临近空间研究团队，已在新疆马兰成功进行代号“4Q00I-1”的飞行试验，圆满完成某型新概念浮空器临近空间的往返飞行，并且飞行器全程处于受控状态，在国内首次实现安全回收且设备完好。此次飞行高度达19.3公里，也就是2万米左右，基本抵达临近空间的底部，也就是大气层的平流层。
新概念浮空器试验外场
他们在以往飞艇式的浮空器基础上，创新采用了形如飞碟的“欧拉体”构型，浮空器最大直径在数十米尺度范围上。放飞后，可利用气球原理的浮力做到指定区域驻留，并利用自带太阳能动力做到抗风悬停。项目负责人透露，目前最好的飞行器留空时间也在30小时左右，而平流层浮空器的留空能力可以达到数日，甚至数周、数月。在完美往返临近空间的试验之后，他们将进一步延长浮空器的这种空中驻留能力，首要目标是达到一周左右。
新概念浮空器回收中
这次特展还披露了我国航空航天史及空天教育史的其他珍贵轨迹。比如首次对外展出的时任美国麻省理工学院教授钱学森就母校航空系采购风洞设备的回信原件。作为中国最早的航空工程系，交大航空系抗战时因战乱未建风洞，在重庆分校期间常借用中央大学的风洞为学生开出实验。搬回上海后，于1947年筹得款项，准备在美订购一套风洞建设试验台。系主任曹鹤荪为此给在美校友钱学森写信，请熟悉此事的钱学森协助，钱学森也积极为母校奔走接洽。回信中，附有风洞实验设备图纸及英文简介。据了解，特展3月31日起面向公众免费开放。
本文图片来源均上海交大空天学院供图。
据上海观察3月30日报道，在新疆马兰成功进行代号“4Q00I-1”的飞行试验，圆满完成上海交通大学研发的某型新概念浮空器临近空间往返飞行，并且全程处于受控状态，在国内首次实现安全回收且设备完好。据此前报道，北京航空航天大学研发的“圆梦”号飞艇曾进行相关试验。
新概念浮空器放飞准备
在地面到太空之间，有一个被称为处女地的寂静空域，那里飞机上不去、卫星下不来——这就是离地20至100公里尚待开发的“临近空间”。在中国航天事业创建60周年之际，本月国务院批复今年起每年4月24日设为“中国航天日”。以此为主题的“思源飞天 逐梦苍穹”特展今天在钱学森图书馆先期预展，首次对外展示了上海交大临近空间浮空器研制的最新进展。
新概念浮空器示意图
临近空间（Near space）基本没有飞机也没有卫星，只有火箭偶尔直穿而过，其开发应用价值在国际上引起广泛的战略重视。目前，美欧日等已出台多个型号的临近空间飞行器研制计划，并进行了多次试验，但尚未取得完满成功。理想的临近空间飞行器，可在接近空间的空域作长期、持续飞行，或者是亚轨道飞行、高超音速巡航飞行等，具有传统航空、航天飞行器不具有的特殊优势，特别是在通信保障、情报收集、电子压制、空中预警等方面极具发展潜力。除了成为不眨眼睛、不知疲倦的高分辨率“高空哨兵”，还能作为空中通信基站覆盖上万或更大范围的平方公里，多种用途充满了想象空间。
经过十年左右对持久留空飞行器的研制，来自交大航空航天学院的临近空间研究团队，已在新疆马兰成功进行代号“4Q00I-1”的飞行试验，圆满完成某型新概念浮空器临近空间的往返飞行，并且飞行器全程处于受控状态，在国内首次实现安全回收且设备完好。此次飞行高度达19.3公里，也就是2万米左右，基本抵达临近空间的底部，也就是大气层的平流层。
新概念浮空器试验外场
他们在以往飞艇式的浮空器基础上，创新采用了形如飞碟的“欧拉体”构型，浮空器最大直径在数十米尺度范围上。放飞后，可利用气球原理的浮力做到指定区域驻留，并利用自带太阳能动力做到抗风悬停。项目负责人透露，目前最好的飞行器留空时间也在30小时左右，而平流层浮空器的留空能力可以达到数日，甚至数周、数月。在完美往返临近空间的试验之后，他们将进一步延长浮空器的这种空中驻留能力，首要目标是达到一周左右。
新概念浮空器回收中
这次特展还披露了我国航空航天史及空天教育史的其他珍贵轨迹。比如首次对外展出的时任美国麻省理工学院教授钱学森就母校航空系采购风洞设备的回信原件。作为中国最早的航空工程系，交大航空系抗战时因战乱未建风洞，在重庆分校期间常借用中央大学的风洞为学生开出实验。搬回上海后，于1947年筹得款项，准备在美订购一套风洞建设试验台。系主任曹鹤荪为此给在美校友钱学森写信，请熟悉此事的钱学森协助，钱学森也积极为母校奔走接洽。回信中，附有风洞实验设备图纸及英文简介。据了解，特展3月31日起面向公众免费开放。
本文图片来源均上海交大空天学院供图。
http://www.guancha.cn/Science/2016_04_03_355893.shtml
据上海观察3月30日报道，在新疆马兰成功进行代号“4Q00I-1”的飞行试验，圆满完成上海交通大学研发的某型新概念浮空器临近空间往返飞行，并且全程处于受控状态，在国内首次实现安全回收且设备完好。据此前报道，北京航空航天大学研发的“圆梦”号飞艇曾进行相关试验。
新概念浮空器放飞准备
在地面到太空之间，有一个被称为处女地的寂静空域，那里飞机上不去、卫星下不来——这就是离地20至100公里尚待开发的“临近空间”。在中国航天事业创建60周年之际，本月国务院批复今年起每年4月24日设为“中国航天日”。以此为主题的“思源飞天 逐梦苍穹”特展今天在钱学森图书馆先期预展，首次对外展示了上海交大临近空间浮空器研制的最新进展。
新概念浮空器示意图
临近空间（Near space）基本没有飞机也没有卫星，只有火箭偶尔直穿而过，其开发应用价值在国际上引起广泛的战略重视。目前，美欧日等已出台多个型号的临近空间飞行器研制计划，并进行了多次试验，但尚未取得完满成功。理想的临近空间飞行器，可在接近空间的空域作长期、持续飞行，或者是亚轨道飞行、高超音速巡航飞行等，具有传统航空、航天飞行器不具有的特殊优势，特别是在通信保障、情报收集、电子压制、空中预警等方面极具发展潜力。除了成为不眨眼睛、不知疲倦的高分辨率“高空哨兵”，还能作为空中通信基站覆盖上万或更大范围的平方公里，多种用途充满了想象空间。
经过十年左右对持久留空飞行器的研制，来自交大航空航天学院的临近空间研究团队，已在新疆马兰成功进行代号“4Q00I-1”的飞行试验，圆满完成某型新概念浮空器临近空间的往返飞行，并且飞行器全程处于受控状态，在国内首次实现安全回收且设备完好。此次飞行高度达19.3公里，也就是2万米左右，基本抵达临近空间的底部，也就是大气层的平流层。
新概念浮空器试验外场
他们在以往飞艇式的浮空器基础上，创新采用了形如飞碟的“欧拉体”构型，浮空器最大直径在数十米尺度范围上。放飞后，可利用气球原理的浮力做到指定区域驻留，并利用自带太阳能动力做到抗风悬停。项目负责人透露，目前最好的飞行器留空时间也在30小时左右，而平流层浮空器的留空能力可以达到数日，甚至数周、数月。在完美往返临近空间的试验之后，他们将进一步延长浮空器的这种空中驻留能力，首要目标是达到一周左右。
新概念浮空器回收中
这次特展还披露了我国航空航天史及空天教育史的其他珍贵轨迹。比如首次对外展出的时任美国麻省理工学院教授钱学森就母校航空系采购风洞设备的回信原件。作为中国最早的航空工程系，交大航空系抗战时因战乱未建风洞，在重庆分校期间常借用中央大学的风洞为学生开出实验。搬回上海后，于1947年筹得款项，准备在美订购一套风洞建设试验台。系主任曹鹤荪为此给在美校友钱学森写信，请熟悉此事的钱学森协助，钱学森也积极为母校奔走接洽。回信中，附有风洞实验设备图纸及英文简介。据了解，特展3月31日起面向公众免费开放。
本文图片来源均上海交大空天学院供图。
感觉这个东西就是受控的高空气球吧？是不是以后气象台站每天放飞一次性高空探测气球就此成为历史了？似乎高空气象探测气球飞不了这么高。
感觉这个东西就是受控的高空气球吧？是不是以后气象台站每天放飞一次性高空探测气球就此成为历史了？似乎高 ...
浮空器可不是气球或飞艇
浮空器可不是气球或飞艇
xmyyc 发表于 2016-4-3 23:13
浮空器可不是气球或飞艇
那是啥？
浮力从哪来？
浮空器可不是气球或飞艇
那是啥？
浮力从哪来？
那是啥？
浮力从哪来？
原理:用“建立静脉通道”表述“打点滴”,目的是骗病人的钱。
所谓的“浮空器”想骗准的什么,大家心照就行了。
浮力从哪来？
原理:用“建立静脉通道”表述“打点滴”,目的是骗病人的钱。
所谓的“浮空器”想骗准的什么,大家心照就行了。
那是啥？
浮力从哪来？
浮空器是重于空气的
浮力从哪来？
浮空器是重于空气的
原理:用“建立静脉通道”表述“打点滴”,目的是骗病人的钱。
所谓的“浮空器”想骗准的什么,大家心照就 ...
无知不是罪，出来现就是你的不对了
所谓的“浮空器”想骗准的什么,大家心照就 ...
无知不是罪，出来现就是你的不对了
xmyyc 发表于 2016-4-3 23:56
浮空器是重于空气的
浮空器重于所在空气重量怎么浮空？
浮空器是重于空气的
浮空器重于所在空气重量怎么浮空？
无知不是罪，出来现就是你的不对了
你算了吧。
一百年前,德国Zeppelin公司专做大型“浮空器”。
军用的“浮空器”在一战让英国人打得满天爆。
Zeppelin所制全球最大的商用“浮空器”Hindenburg在二战前坠毁,天空成了飞机的世界。
说穿了就是飞艇,只不过现在有了更轻更硬更韧的新材料,可以用比氢气安全得多的氦气,不是什么值得吹嘘“创新”。
拿出来吹,不外乎就是想多要经费!
小孩没见识就别凑热闹。
回去找找历史资料,估计图书馆里的陈年《航空知识》就可以给你补足功课了。
别Zhuang。
你算了吧。
一百年前,德国Zeppelin公司专做大型“浮空器”。
军用的“浮空器”在一战让英国人打得满天爆。
Zeppelin所制全球最大的商用“浮空器”Hindenburg在二战前坠毁,天空成了飞机的世界。
说穿了就是飞艇,只不过现在有了更轻更硬更韧的新材料,可以用比氢气安全得多的氦气,不是什么值得吹嘘“创新”。
拿出来吹,不外乎就是想多要经费!
小孩没见识就别凑热闹。
回去找找历史资料,估计图书馆里的陈年《航空知识》就可以给你补足功课了。
别Zhuang。
kanhai1978 发表于 2016-4-4 00:48
浮空器重于所在空气重量怎么浮空？
体育老师教的语文,所以这类人不懂“浮”字是什么回事,只能出来装大神。
kanhai1978 发表于 2016-4-4 00:48
浮空器重于所在空气重量怎么浮空？
体育老师教的语文,所以这类人不懂“浮”字是什么回事,只能出来装大神。
浮空器重于所在空气重量怎么浮空？
航空母舰用特种钢打造,重于水。
美国军人很笨,国会不批钱造更多航母和舰船,他们应该向中国“科学家”学习:
向国会申请拨款,建造“浮水器”!
天顶星科技“创新”的“浮水器”,国会一定给钱!!
美国人笨!!!
航空母舰用特种钢打造,重于水。
美国军人很笨,国会不批钱造更多航母和舰船,他们应该向中国“科学家”学习:
向国会申请拨款,建造“浮水器”!
天顶星科技“创新”的“浮水器”,国会一定给钱!!
美国人笨!!!
航空母舰用特种钢打造,重于水。
美国军人很笨,国会不批钱造更多航母和舰船,他们应该向中国“科学家”学 ...
您佬懂得真多呢，一幅阴阳怪气的小李子气息
美国军人很笨,国会不批钱造更多航母和舰船,他们应该向中国“科学家”学 ...
您佬懂得真多呢，一幅阴阳怪气的小李子气息
你算了吧。
一百年前,德国Zeppelin公司专做大型“浮空器”。
军用的“浮空器”在一战让英国人打得满天 ...
自作聪明，这个毛病不改以后会吃大亏的
一百年前,德国Zeppelin公司专做大型“浮空器”。
军用的“浮空器”在一战让英国人打得满天 ...
自作聪明，这个毛病不改以后会吃大亏的
浮空器重于所在空气重量怎么浮空？
现在所说的浮空器特指利用空气浮力但重于空气，所以可以自主控制起飞上升平飞下降着陆等动作的飞行器
说穿了就是空气浮力出一点力，机械动力出一点力，合起来让它能飞。这个控制律还是有点难度（工作量）的，要考虑各种载荷变化，高度，速度等条件，然后达到最佳（能耗最小，完成动作时间最短等等）
现在所说的浮空器特指利用空气浮力但重于空气，所以可以自主控制起飞上升平飞下降着陆等动作的飞行器
说穿了就是空气浮力出一点力，机械动力出一点力，合起来让它能飞。这个控制律还是有点难度（工作量）的，要考虑各种载荷变化，高度，速度等条件，然后达到最佳（能耗最小，完成动作时间最短等等）
好溜的名字，内驱动气球，飞艇式“欧拉体”，横断区驻留体，或者也可以叫亚轨道飞行器
现在所说的浮空器特指利用空气浮力但重于空气，所以可以自主控制起飞上升平飞下降着陆等动作的飞行器
...
国税局和地税局都不收吹牛税,但也不要那么无节操地吹!
麻烦你看一下主楼和楼主给的那个链接,根本就是软体升气球,固定外形都没有,连软式飞艇都不如,还动升力,吹上天不用交税!
...
国税局和地税局都不收吹牛税,但也不要那么无节操地吹!
麻烦你看一下主楼和楼主给的那个链接,根本就是软体升气球,固定外形都没有,连软式飞艇都不如,还动升力,吹上天不用交税!
xmyyc 发表于 2016-4-4 09:16
现在所说的浮空器特指利用空气浮力但重于空气，所以可以自主控制起飞上升平飞下降着陆等动作的飞行器
...
高度，气压，温度都不提的“重于空气”？
重于哪个高度什么温度的空气？
我都看不下去了。
现在所说的浮空器特指利用空气浮力但重于空气，所以可以自主控制起飞上升平飞下降着陆等动作的飞行器
...
高度，气压，温度都不提的“重于空气”？
重于哪个高度什么温度的空气？
我都看不下去了。
好溜的名字，内驱动气球，飞艇式“欧拉体”，横断区驻留体，或者也可以叫亚轨道飞行器
跟赵本山上春晚的那几个大忽悠小品描述的是同一行为一一骗。
同一样东西,换着名头骗多次财政拨款或“科研”经费。
不是好货。
跟赵本山上春晚的那几个大忽悠小品描述的是同一行为一一骗。
同一样东西,换着名头骗多次财政拨款或“科研”经费。
不是好货。
高度，气压，温度都不提的“重于空气”？
重于哪个高度什么温度的空气？
我都看不下去了。
人家没把潜艇忽悠成“重于水”的“新概念”“浮水器”来骗钱,就已经很对得起党和人民了。
重于哪个高度什么温度的空气？
我都看不下去了。
人家没把潜艇忽悠成“重于水”的“新概念”“浮水器”来骗钱,就已经很对得起党和人民了。
高度，气压，温度都不提的“重于空气”？
重于哪个高度什么温度的空气？
我都看不下去了。
你爱看不下去就看不下去呗，who cares
重于哪个高度什么温度的空气？
我都看不下去了。
你爱看不下去就看不下去呗，who cares
本文选自《国际航空》2016年第1期，作者：祝明、陈天、梁浩全、刘东旭，作者单位：北京航空航天大学航空学院
目前，世界上在研发的低速临近空间飞行器主要包括临近空间浮空器、太阳能飞机和氢能源无人机等。其中，临近空间浮空器包含临近空间飞艇
、高空气球以及可以环绕地球长时漂浮的平流层卫星等。
由于临近空间浮空器能在高空实现长时间驻留并具备搭载数百千克载荷的能力，在军用和民用领域应用前景光明，因此，美国、俄罗斯、日本、
韩国等国家近15年来均开展了临近空间浮空器的相关研究，其中美国已经开展了多种样机系统研制和试飞试验。
为了有效推动临近空间飞艇的发展，美国航空航天局（NASA）在2014年8月宣布启动临近空间飞艇设计竞赛，说明临近空间飞艇仍是美国在临近空间低速飞行器领域的重要发展方向。
临近空间飞艇系统构成与关键技术
临近空间飞艇系统构成
临近空间飞艇系统构成包括飞艇平台系统、任务载荷、试验场保障系统和空域监测系统等。飞艇平台系统包含了平台本体、视距测控地面站、卫
星通信测控系统。平台本体一般包括浮力囊体分系统、能源分系统（太阳能电池阵列、储能与供电子系统）、推进分系统、航电分系统、飞控分
系统和吊舱分系统。
总体优化设计技术
临近空间飞艇总体设计本质上需要解决三个平衡问题：浮力重力平衡、推力阻力平衡和昼夜能源平衡，此外还需考虑持久留空带来的环境适应性
、可靠性和安全性设计。考虑飞艇造价和工程实现性，临近空间飞艇的整体尺寸和起飞重量应当被限制在一定范围之内。因此，综合气动、结构
、推进、控制、能源等学科，在满足既定总体技术指标的条件下，以尺寸或起飞重量最小为目标的多学科优化设计（MDO），是临近空间飞艇总体
方案设计的重要技术途径。在设计过程中，建立能妥善处理多学科耦合信息的模型，以及选用适合的MDO方法是重要的研究内容。目前北京航空航
天大学在综合气动、推进、结构和能源学科分析与设计，以起飞重量最小化为目标的飞艇MDO研究，已经取得了一定成果，可为飞艇总体设计提供
重要工具。
轻强囊体材料技术
临近空间环境大气密度低、对流换热小、太阳辐射强、臭氧浓度高，临近空间飞艇囊体工作环境十分苛刻，因此囊体材料是临近空间飞艇的关键
技术之一。囊体材料须具备极高的比强度，只有面密度足够小，同样容积的囊体才可产生更大的有效浮力，而控制艇囊体积是保证临近空间飞艇
工程可行性和经济可行性的基本要求。囊体材料强度还需要足够大，以抵抗飞艇运行过程中昼夜温差引起的囊体内外压差载荷，保证飞艇在运行
过程中的安全性。现代飞艇已普遍采用氦气，所以囊体材料须具备良好的密封性能，必须在有限面密度的囊体材料中集成具有良好环境适应性的
氦气密封层，保证飞艇在长时间飞行过程中不漏气，浮力不下降。囊体材料须包含性能优良的抗老化层，抵抗临近空间的紫外线和臭氧带来的综
合老化作用，同时需要采用隔光层，防止太阳辐射对内层材料的损伤。囊体材料中所有的功能层需要在-80℃以下的低温环境下工作，并可抵抗接
近100℃的昼夜温度变化，这极大限制了高分子材料的可选范围。由于囊体表面积巨大，加工难度很高，对囊体材料的可加工性、耐损伤特性、可
维修性等提出了很高要求。因此，只有充分认识临近空间飞艇囊体材料的需求，通过精细设计、深入优化，开发应用最前沿的材料技术，将材料
的性能发挥到极致，方可突破囊体材料关键技术。
高效能源获取与转换技术
高效率太阳能电池、高比能量的储能电池、能源转换与管理系统是临近空间飞艇循环能源系统的重要组成部分。目前，临近空间飞艇上采用的太
阳能电池主要有三种技术方案：柔性薄膜太阳能电池、半柔性太阳能电池和刚性太阳能电池。其中柔性太阳能电池又分为非晶硅（a-Si）、铜铟
镓硒（CIGS）、砷化镓（GaAs）等材料体系。目前，国内能量转换效率超过10%的非晶硅电池和铜铟镓硒电池还未能实现批量生产；柔性砷化镓电
池国内外已有样件，但价格昂贵，无法批量应用于临近空间飞艇。近两年来，半柔性太阳能电池开始出现并可小批量生产，在保持硅电池高转化
效率（不小于18%）特点的同时，通过封装设计可以实现电池组件360°弯曲，在“圆梦号”上得到了成功应用。
驻留高度仅为3km的JLENS飞艇项目已经能够为美国要地提供巡航导弹预警和引导拦截能力，类似的能力应用在临近空间飞艇上的话，预警范围将
大幅扩大。
临近空间飞艇的储能系统目前具有可再生燃料电池、锂硫电池和锂电池等典型技术方案，其中可再生燃料电池虽然比能量较高，由于系统构成复
杂，工作环境要求较高，以及由于能量转化效率较低导致需要更大规模的太阳能电池阵列，在国内外已开展的试飞试验中均未能得到应用。在另
外两种方案中，锂硫电池单体在比能量上具有显著优势，但在电堆循环寿命与安全性上仍未能达到实用要求。因此，目前临近空间飞艇的设计仍
以单体比能量超过200Wh/kg的锂电池作为储能系统方案。展望未来，可更高效获取太阳能源的柔性和半柔性太阳能电池、更高比能量并兼具长寿
命和安全性的储能电池以及综合能源管理技术是临近空间飞艇能源技术的重要发展方向。
高效推进技术
电动螺旋桨推进装置是目前临近空间飞艇设计使用的主要推进方案，也有学者在探讨等离子体推进和喷气动力在临近空间飞艇上应用的可行性。
为了实现高效率和高功率重量比，临近空间飞艇的螺旋桨多采用大直径复合材料双叶桨结构。由于国内外还缺乏有效的地面模拟实验条件，因此
其气动设计多以计算流体力学（CFD）软件为主要工具，辅以缩比样件的风洞实验。经过多年攻关，在来流风速15m/s的条件下，已经可以设计出
效率接近70%的螺旋桨。高比功率的推进电机是飞艇推进系统的主要部件，目前多采用永磁直流无刷电机，部分使用盘式直驱电机，电机效率有的
已超过90%。更高效率的新型推进技术以及更高可靠性和比功率的推进电机将是飞艇推进技术的重要发展目标。
持久飞行控制技术
飞行控制技术是临近空间飞艇的核心技术之一，主要研究问题是飞行模式设计、控制律研究以及长航时飞行所需的容错飞行控制。目前，区域驻
留所采用的控制器设计方法包括线性和非线性方法。其中，线性方法一般利用小扰动线性化理论或反馈线性化理论，将非线性模型做线性化处理
，实现横纵通道解耦，得到适合控制器设计的线性模型；并在此基础上应用经典的控制方法进行控制器设计。小扰动线化理论只适用于浮空器状
态特征点附近邻域内的状态控制；反馈线性化对模型的准确性具有较高要求，目前多通过神经网络、干扰观测器等对不确定项进行逼近。非线性
方法多采用强鲁棒性的控制方法对浮空器进行控制器设计，如滑模控制、模糊控制、自适应动态逆等。航线巡航为航迹控制问题，一般转化为跟
踪问题（路径跟踪或轨迹跟踪）。航迹控制问题不仅需要解决在临近空间内的运动变化，还需保证运动过程中的姿态稳定。合理的既定航线是提
高临近空间浮空器驻空能力的重要前提，因此航迹控制还需考虑航迹优化问题。飞艇的容错飞行控制可以转化为研究控制量分配问题和控制器重
构问题。控制分配问题主要解决临近空间飞艇不同执行机构之间的控制量协调问题。为了延长驻空时间，临近空间飞艇一般均配备多余度执行机
构，在某个执行机构出现故障时，可以将其隔离，进行控制器重构。执行机构发生故障后的重构一般也是通过控制分配实现。现有的控制分配方
法一般将该问题转化为最优控制问题，并通过相关数学手段求取最优解。
发射回收技术
临近空间飞艇作为一种尺寸巨大的飞行器，其发射与回收过程都极具挑战。在浮空器发展历史上，大型浮空器如载人飞艇、高空气球在发射与回
收阶段均发生过重大安全事故。对于临近空间飞艇，其转运和发射系统往往需要基于飞艇状态进行设计定制，此外还需要通过气象预报手段，选
择合适的发射窗口。临近空间飞艇的发射过程是一个半自动化的遥控过程，与之相比较，临近空间飞艇的返场回收技术更具有挑战性。目前临近
空间飞艇回收有两种回收方案：飞艇成形或保形回收、飞艇非成形或放气回收。对于保形回收，要求飞艇的动力系统除在高空工作外，在低空仍
具有较大的推力输出，以在低空降落过程中对飞艇姿态和位置的控制。对于非成形回收，通常使用区域预测降落技术，预先设置降落点或在飞行
过程中预测降落地点。经试飞验证，区域预测降落技术的着陆精度可以控制在数百米到2千米的范围之内。临近空间飞艇回收技术研究的最终目标
是实现飞艇的完好回收和可重复使用。
本文选自《国际航空》2016年第1期，作者：祝明、陈天、梁浩全、刘东旭，作者单位：北京航空航天大学航空学院
目前，世界上在研发的低速临近空间飞行器主要包括临近空间浮空器、太阳能飞机和氢能源无人机等。其中，临近空间浮空器包含临近空间飞艇
、高空气球以及可以环绕地球长时漂浮的平流层卫星等。
由于临近空间浮空器能在高空实现长时间驻留并具备搭载数百千克载荷的能力，在军用和民用领域应用前景光明，因此，美国、俄罗斯、日本、
韩国等国家近15年来均开展了临近空间浮空器的相关研究，其中美国已经开展了多种样机系统研制和试飞试验。
为了有效推动临近空间飞艇的发展，美国航空航天局（NASA）在2014年8月宣布启动临近空间飞艇设计竞赛，说明临近空间飞艇仍是美国在临近空间低速飞行器领域的重要发展方向。
临近空间飞艇系统构成与关键技术
临近空间飞艇系统构成
临近空间飞艇系统构成包括飞艇平台系统、任务载荷、试验场保障系统和空域监测系统等。飞艇平台系统包含了平台本体、视距测控地面站、卫
星通信测控系统。平台本体一般包括浮力囊体分系统、能源分系统（太阳能电池阵列、储能与供电子系统）、推进分系统、航电分系统、飞控分
系统和吊舱分系统。
总体优化设计技术
临近空间飞艇总体设计本质上需要解决三个平衡问题：浮力重力平衡、推力阻力平衡和昼夜能源平衡，此外还需考虑持久留空带来的环境适应性
、可靠性和安全性设计。考虑飞艇造价和工程实现性，临近空间飞艇的整体尺寸和起飞重量应当被限制在一定范围之内。因此，综合气动、结构
、推进、控制、能源等学科，在满足既定总体技术指标的条件下，以尺寸或起飞重量最小为目标的多学科优化设计（MDO），是临近空间飞艇总体
方案设计的重要技术途径。在设计过程中，建立能妥善处理多学科耦合信息的模型，以及选用适合的MDO方法是重要的研究内容。目前北京航空航
天大学在综合气动、推进、结构和能源学科分析与设计，以起飞重量最小化为目标的飞艇MDO研究，已经取得了一定成果，可为飞艇总体设计提供
重要工具。
轻强囊体材料技术
临近空间环境大气密度低、对流换热小、太阳辐射强、臭氧浓度高，临近空间飞艇囊体工作环境十分苛刻，因此囊体材料是临近空间飞艇的关键
技术之一。囊体材料须具备极高的比强度，只有面密度足够小，同样容积的囊体才可产生更大的有效浮力，而控制艇囊体积是保证临近空间飞艇
工程可行性和经济可行性的基本要求。囊体材料强度还需要足够大，以抵抗飞艇运行过程中昼夜温差引起的囊体内外压差载荷，保证飞艇在运行
过程中的安全性。现代飞艇已普遍采用氦气，所以囊体材料须具备良好的密封性能，必须在有限面密度的囊体材料中集成具有良好环境适应性的
氦气密封层，保证飞艇在长时间飞行过程中不漏气，浮力不下降。囊体材料须包含性能优良的抗老化层，抵抗临近空间的紫外线和臭氧带来的综
合老化作用，同时需要采用隔光层，防止太阳辐射对内层材料的损伤。囊体材料中所有的功能层需要在-80℃以下的低温环境下工作，并可抵抗接
近100℃的昼夜温度变化，这极大限制了高分子材料的可选范围。由于囊体表面积巨大，加工难度很高，对囊体材料的可加工性、耐损伤特性、可
维修性等提出了很高要求。因此，只有充分认识临近空间飞艇囊体材料的需求，通过精细设计、深入优化，开发应用最前沿的材料技术，将材料
的性能发挥到极致，方可突破囊体材料关键技术。
高效能源获取与转换技术
高效率太阳能电池、高比能量的储能电池、能源转换与管理系统是临近空间飞艇循环能源系统的重要组成部分。目前，临近空间飞艇上采用的太
阳能电池主要有三种技术方案：柔性薄膜太阳能电池、半柔性太阳能电池和刚性太阳能电池。其中柔性太阳能电池又分为非晶硅（a-Si）、铜铟
镓硒（CIGS）、砷化镓（GaAs）等材料体系。目前，国内能量转换效率超过10%的非晶硅电池和铜铟镓硒电池还未能实现批量生产；柔性砷化镓电
池国内外已有样件，但价格昂贵，无法批量应用于临近空间飞艇。近两年来，半柔性太阳能电池开始出现并可小批量生产，在保持硅电池高转化
效率（不小于18%）特点的同时，通过封装设计可以实现电池组件360°弯曲，在“圆梦号”上得到了成功应用。
驻留高度仅为3km的JLENS飞艇项目已经能够为美国要地提供巡航导弹预警和引导拦截能力，类似的能力应用在临近空间飞艇上的话，预警范围将
大幅扩大。
临近空间飞艇的储能系统目前具有可再生燃料电池、锂硫电池和锂电池等典型技术方案，其中可再生燃料电池虽然比能量较高，由于系统构成复
杂，工作环境要求较高，以及由于能量转化效率较低导致需要更大规模的太阳能电池阵列，在国内外已开展的试飞试验中均未能得到应用。在另
外两种方案中，锂硫电池单体在比能量上具有显著优势，但在电堆循环寿命与安全性上仍未能达到实用要求。因此，目前临近空间飞艇的设计仍
以单体比能量超过200Wh/kg的锂电池作为储能系统方案。展望未来，可更高效获取太阳能源的柔性和半柔性太阳能电池、更高比能量并兼具长寿
命和安全性的储能电池以及综合能源管理技术是临近空间飞艇能源技术的重要发展方向。
高效推进技术
电动螺旋桨推进装置是目前临近空间飞艇设计使用的主要推进方案，也有学者在探讨等离子体推进和喷气动力在临近空间飞艇上应用的可行性。
为了实现高效率和高功率重量比，临近空间飞艇的螺旋桨多采用大直径复合材料双叶桨结构。由于国内外还缺乏有效的地面模拟实验条件，因此
其气动设计多以计算流体力学（CFD）软件为主要工具，辅以缩比样件的风洞实验。经过多年攻关，在来流风速15m/s的条件下，已经可以设计出
效率接近70%的螺旋桨。高比功率的推进电机是飞艇推进系统的主要部件，目前多采用永磁直流无刷电机，部分使用盘式直驱电机，电机效率有的
已超过90%。更高效率的新型推进技术以及更高可靠性和比功率的推进电机将是飞艇推进技术的重要发展目标。
持久飞行控制技术
飞行控制技术是临近空间飞艇的核心技术之一，主要研究问题是飞行模式设计、控制律研究以及长航时飞行所需的容错飞行控制。目前，区域驻
留所采用的控制器设计方法包括线性和非线性方法。其中，线性方法一般利用小扰动线性化理论或反馈线性化理论，将非线性模型做线性化处理
，实现横纵通道解耦，得到适合控制器设计的线性模型；并在此基础上应用经典的控制方法进行控制器设计。小扰动线化理论只适用于浮空器状
态特征点附近邻域内的状态控制；反馈线性化对模型的准确性具有较高要求，目前多通过神经网络、干扰观测器等对不确定项进行逼近。非线性
方法多采用强鲁棒性的控制方法对浮空器进行控制器设计，如滑模控制、模糊控制、自适应动态逆等。航线巡航为航迹控制问题，一般转化为跟
踪问题（路径跟踪或轨迹跟踪）。航迹控制问题不仅需要解决在临近空间内的运动变化，还需保证运动过程中的姿态稳定。合理的既定航线是提
高临近空间浮空器驻空能力的重要前提，因此航迹控制还需考虑航迹优化问题。飞艇的容错飞行控制可以转化为研究控制量分配问题和控制器重
构问题。控制分配问题主要解决临近空间飞艇不同执行机构之间的控制量协调问题。为了延长驻空时间，临近空间飞艇一般均配备多余度执行机
构，在某个执行机构出现故障时，可以将其隔离，进行控制器重构。执行机构发生故障后的重构一般也是通过控制分配实现。现有的控制分配方
法一般将该问题转化为最优控制问题，并通过相关数学手段求取最优解。
发射回收技术
临近空间飞艇作为一种尺寸巨大的飞行器，其发射与回收过程都极具挑战。在浮空器发展历史上，大型浮空器如载人飞艇、高空气球在发射与回
收阶段均发生过重大安全事故。对于临近空间飞艇，其转运和发射系统往往需要基于飞艇状态进行设计定制，此外还需要通过气象预报手段，选
择合适的发射窗口。临近空间飞艇的发射过程是一个半自动化的遥控过程，与之相比较，临近空间飞艇的返场回收技术更具有挑战性。目前临近
空间飞艇回收有两种回收方案：飞艇成形或保形回收、飞艇非成形或放气回收。对于保形回收，要求飞艇的动力系统除在高空工作外，在低空仍
具有较大的推力输出，以在低空降落过程中对飞艇姿态和位置的控制。对于非成形回收，通常使用区域预测降落技术，预先设置降落点或在飞行
过程中预测降落地点。经试飞验证，区域预测降落技术的着陆精度可以控制在数百米到2千米的范围之内。临近空间飞艇回收技术研究的最终目标
是实现飞艇的完好回收和可重复使用。
当然，这些拿到国内来，聪明睿智的网友可以一眼瞧出它的真相：不就气球吗？用“建立静脉通道”表述“打点滴”？骗经费你直说啊……
xmyyc 发表于 2016-4-4 09:16
现在所说的浮空器特指利用空气浮力但重于空气，所以可以自主控制起飞上升平飞下降着陆等动作的飞行器
...
老兄你应该多学学浮力定义，浮空器中的气体是轻于空气的氮气和氦气，所排开的体积重量轻于空气才可以浮空，浮空器因为材料技术的进步，可以浮空很长时间，可以携带科学仪器升至同温层，长时间监控。
现在所说的浮空器特指利用空气浮力但重于空气，所以可以自主控制起飞上升平飞下降着陆等动作的飞行器
...
老兄你应该多学学浮力定义，浮空器中的气体是轻于空气的氮气和氦气，所排开的体积重量轻于空气才可以浮空，浮空器因为材料技术的进步，可以浮空很长时间，可以携带科学仪器升至同温层，长时间监控。
这个费效比低，各国军方都不怎么感冒
老兄你应该多学学浮力定义，浮空器中的气体是轻于空气的氮气和氦气，所排开的体积重量轻于空气才可以浮空 ...
那是气球。。
那是气球。。
xmyyc 发表于 2016-4-4 15:20
那是气球。。
嘿嘿！浮空器中的“浮”表明其上升的原理，浮空器本身就和气球原理相同，使用的是浮力定义。
那是气球。。
嘿嘿！浮空器中的“浮”表明其上升的原理，浮空器本身就和气球原理相同，使用的是浮力定义。
kanhai1978 发表于 2016-4-4 16:35
嘿嘿！浮空器中的“浮”表明其上升的原理，浮空器本身就和气球原理相同，使用的是浮力定义。
从“创”“新概念”的角度来看,所有舰、船、潜艇能改一个“浮水器”的新名头,就是“创新”了。
这就叫创新,体制内“创新”太容易了
很后悔没有拼命留在“体制”内。
kanhai1978 发表于 2016-4-4 16:35
嘿嘿！浮空器中的“浮”表明其上升的原理，浮空器本身就和气球原理相同，使用的是浮力定义。
从“创”“新概念”的角度来看,所有舰、船、潜艇能改一个“浮水器”的新名头,就是“创新”了。
这就叫创新,体制内“创新”太容易了
很后悔没有拼命留在“体制”内。
当然，这些拿到国内来，聪明睿智的网友可以一眼瞧出它的真相：不就气球吗？用“建立静脉通道”表述“打点滴 ...
有说的,,,,,
有说的,,,,,
那是气球。。
不学无术!
气球(不含热气球)就是“浮空器”。
不学无术!
气球(不含热气球)就是“浮空器”。
嘿嘿！浮空器中的“浮”表明其上升的原理，浮空器本身就和气球原理相同，使用的是浮力定义。
你不是做工程师的料
你不是做工程师的料
不学无术!
气球(不含热气球)就是“浮空器”。
你不是做工程师的料，别想这些复杂问题了
气球(不含热气球)就是“浮空器”。
你不是做工程师的料，别想这些复杂问题了
xmyyc 发表于 2016-4-4 19:55
你不是做工程师的料
嘿嘿！我本来就不是工程师，问题是你是吗？
你不是做工程师的料
嘿嘿！我本来就不是工程师，问题是你是吗？
嘿嘿！我本来就不是工程师，问题是你是吗？
嗯，这个应该是事实。这样好，至少不会影响生计。
我是
嗯，这个应该是事实。这样好，至少不会影响生计。
我是
这种浮空器，民用应该比较好。
军事上对付恐怖分子，没有空军的小国应该也能用，对付大国就没什么用了。
军事上对付恐怖分子，没有空军的小国应该也能用，对付大国就没什么用了。
H2SamHon 发表于 2016-4-4 18:24
从“创”“新概念”的角度来看,所有舰、船、潜艇能改一个“浮水器”的新名头,就是“创新”了。
这就 ...
有些东西，因为技术的原因，暂时沉睡，现在技术进步后，可以在平流层上浮上几个月甚至几年，请问有其它飞行器不要多少能源可以做到，带上雷达和监视设备，可以警戒
从“创”“新概念”的角度来看,所有舰、船、潜艇能改一个“浮水器”的新名头,就是“创新”了。
这就 ...
有些东西，因为技术的原因，暂时沉睡，现在技术进步后，可以在平流层上浮上几个月甚至几年，请问有其它飞行器不要多少能源可以做到，带上雷达和监视设备，可以警戒
个人认为从科幻的角度来讲，这可以用来建造太空电梯
顺带一提，我们这边的湖南航天科工068基地主业就是搞浮空器的
顺带一提，我们这边的湖南航天科工068基地主业就是搞浮空器的
你不是做工程师的料，别想这些复杂问题了
中国就是你这种连基础物理都没学好的“工程师”太多了,所以只会从Dustbin里面翻rubish出来搞“创新概念”忽悠人。
这一代的老大是上山下乡的知青,还可以让你忽悠两顿饭,十年之后的老大只会让你去suc ceed!
抓紧时间忽悠吧
中国就是你这种连基础物理都没学好的“工程师”太多了,所以只会从Dustbin里面翻rubish出来搞“创新概念”忽悠人。
这一代的老大是上山下乡的知青,还可以让你忽悠两顿饭,十年之后的老大只会让你去suc ceed!
抓紧时间忽悠吧
有些东西，因为技术的原因，暂时沉睡，现在技术进步后，可以在平流层上浮上几个月甚至几年，请问有其它飞 ...
没人说气球、飞艇不行,只是说叫混混们不要套上“新概念”去忽悠人。
没人说气球、飞艇不行,只是说叫混混们不要套上“新概念”去忽悠人。
嘿嘿！我本来就不是工程师，问题是你是吗？
肯定是:连物理都不懂的“工程师”
肯定是:连物理都不懂的“工程师”
H2SamHon 发表于 2016-4-4 22:36
没人说气球、飞艇不行,只是说叫混混们不要套上“新概念”去忽悠人。
这个新概念源于美国，由于新材料的出现，浮空器可以长时间浮空，带有侦查设备和各种监听设备就可到2万米上的平流层比地球同步卫星还要同步，成本低，效率好。美国也是新一代浮空器的领头羊。
没人说气球、飞艇不行,只是说叫混混们不要套上“新概念”去忽悠人。
这个新概念源于美国，由于新材料的出现，浮空器可以长时间浮空，带有侦查设备和各种监听设备就可到2万米上的平流层比地球同步卫星还要同步，成本低，效率好。美国也是新一代浮空器的领头羊。