某系留气球压力调节应急装置优化概述

摘 要 系留气球是一种无动力的浮空器，在球体充入一定体积的特殊气体，依靠自身气体产生浮力可以达到升空、滞空目的，近年来在军事、电子、环保、安防等行业应用广泛。由于压力调节系统是系留气球核心和关键，通过对系留气球压力调节应急装置优化，大大增强了气球的安全性。

关键词 系留气球;压力调节;应急装置优化

引言

系留气球是一种无动力的浮空器，在球体充入一定体积的特殊气体，依靠自身气体产生浮力可以达到升空、滞空目的。该系留气球具有一定带载荷能力、留空时间长、使用维护成本低、节能环保等特点，近年来在军事、电子、环保、安防等行业应用广泛，大气环境监测、应急通信、安保防空都有系留气球的身影。

用户可以根据带载重量及升空高度等需求，选择不同体积的系留气球作为搭载升空平台，指标有带载重量可以几十公斤至几吨、升空高度可以几十米至几千米不同型号的系留气球[1]。

1压力调节系统

1.1 压力调节系统重要性

系留气球由电源、测控、系留设施等分系统组成，而球上压力调节系统是系留气球核心和关键之一。根据设置压力参数通过风机阀门等执行机构，调节各气室与大气差压保证球体刚度成形，如果压力调节系统失效则球体无法完成自身压力保形调节，这对于球体的安全是灾难性的。所以保证系留气球压力调节系统的正常工作是设计师关注的重点，目前该系统核心设备采用双备份设计，一般情况能够保证球体安全。但是如果遇到雷暴大风天气设备失效，球体自身摇晃摆动高空作业不能保证安全，维修人员无法攀爬进入球体排除故障，这时急需一种简单实用的应急压力调节装置对球体进行压力调节。

1.2 压力调节系统优化设计

通过设计改进，增加1种地面应急压力调节装置。当遇到雷暴大风天气使球上测控、执行控制系统失效时，无法调节球体各气室的压力值，面临气室压力失控的危险，采取迅速启动地面应急压力调节装置，几分钟内便可将地面压力控制电源连接至球上风机阀门供电，可实现单人在地面对气球压力实施调节。操作快速、便捷，可以排除天气条件和人员不足对实施应急预案的影响，大大增强了气球的安全性[2]。

2压力调节应急装置

2.1 设计方案

可以在球上某个气室风机和阀门供电接头处，设计安装一种电源三通转接插头工装，将备用电源供电电缆从副气囊风机阀门处沿球上拉索向下铺设延伸至系留部件处，结点设置方便单人操作高度即可。利用設计制作的地面应急风机阀门启停控制盒，通过线缆连接至系留部件预留连接口，从而控制球上气室的风机阀门启停，即实现在地面对球体压力值调节的目的，达到了球体气室应急调节目的。

2.2 模拟验证工作状态

将制作完成的风机电源转接工装，按照设计方案实施布线，模拟球上执行控制系统发生故障及雷暴天气来临情况下启动地面压力调节预案。将地面压力调节控制盒风机电源电缆在系留部件处与风机电源转接工装连接，验证利用地面压力调节装置控制副气囊风机阀门是否能正常启停，可通过气球监控系统软件界面监测地面对应连接的风机是否进行启停工作，监控界面球体压力曲线变化是否正常[3]。

3结束语

本文阐述了在系留气球实际应用中，压力调节系统的重要性和优化设计方法，通过改进设计增加应急压力调节装置，增强了系留气球的安全性保障。通过模拟验证该装置工作状态，能够有效调节球体自身压力，满足设计要求。类似的系留气球系统均可以利用该装置，提高系统压力调节安全性。

参考文献

[1] 李万明，李继雄，严涵.我国浮空器的技术发展与标准需求[J].航空标准化与质量，2007（6）：15-17.

[2] 张常东，纪章辉，陈长辉，等.系留气球压力调节系统设计与应用[C].2011年中国浮空器大会.2011年中国浮空器大会论文集.荆门：中国特种飞行器研究所，2011：334-342.

[3] 刘宗强，李彦江.系留气球安全性设计[C].2015航空试验测试技术学术交流会.2015航空试验测试技术学术交流会论文集.荆门：中国特种飞行器研究所，2015：695-697.

作者简介

车开敏（1985-），男，安徽滁州人;毕业院校：合肥工业大学，专业：计算机科学与技术，学历：本科，职称：工程师，现就职单位：中国电子科技集团第三十八研究所，研究方向：浮空器飞行试验设计。