[发明专利]一种高空气球的发放装置及发放方法

说明书

本发明提供一种高空气球的发放装置及发放方法。所述高空气球的发放装置包括平板小车、在所述平板小车周边的边沿设置的多个用于牵引并发放高空气球的发放组件，多个所述发放组件可沿所述平板小车水平旋转及伸缩动作，且多个所述发放组件同时实现发放动作。与相关技术相比，本发明所提供的高空气球的发放装置系统结构简单、机动可控，能通过折叠支臂与脱线器的位置调节以实现中小型高空气球的可靠发放操作，具有成本低廉、操作容易等特征，发放准备时能短时规避恶劣天气环境，并充分利用发放窗口实现快捷发放。

技术领域

本发明涉及浮空器技术领域，尤其涉及一种高空气球的发放装置及发放方法。

背景技术

高空气球又名高空科学气球，是一种依靠浮升气体升空，并在风力作用下能够飞行在临近空间高度的无动力飞行器。高空气球具有飞行高度高、滞空时间长、制造成本低、准备周期短、易于灵活部署等诸多优势，因此在民用和军事领域有着巨大的开发价值，已成为一种与火箭、人造卫星等飞行器并驾齐驱的进行各种空间科学和技术研究的运载工具。

作为一类成熟的高空搭载平台，高空气球的体积大小由载荷重量和驻空高度决定。目前，高空气球设计驻空高度大多在18km~40km左右，但所搭载载荷的重量呈现两个极端：一是500公斤以上甚至数吨的大型科学仪器，二是几公斤左右或十几公斤的通信载荷、侦查载荷、气象探测仪器。因此，前者设计的气球体积通常高达几十万立方米，属于重载高空气球，而后者设计的气球大多数千立方米，为中小型高空气球。从应用潜力来看，中小型高空气球比重载高空气球简单便宜、适用范围更广，可用于侦察、通信、气象探测、污染监测、城市管理等领域，具有重要的发展价值。

高空气球的发放过程一方面受发放方式和现场操作影响，另一方面易受到场地气象条件影响。目前，气球在发放过程中主要面临这几个问题：(1)气球在地面充气过程中为一兜风体，受风速风向影响会晃动；(2)气球发放瞬间，由于载荷重量大，吊舱与气球冲击过载大，存在较大的损坏风险；(3)所需保障资源复杂，包括发放前的囊体及设备的拖运和布置、地面充气过程、指挥操作对人员的数量及工装设备的需求较多。因此，如何实现高空气球的简单便捷、安全可靠发放对气球飞行任务具有重要的意义。

空气球的发放技术方案主要包括动态发放/静态发放/软式发放/机动式卷扬机发放/非典型挡风墙内发放等，各类发放方法的具体方案可见专利CN1562702A、CN104890851A、CN107585285A，这些发放方法在一定程度上能满足各类高空气球的发放操作。其中，动态发放方式主要适用于大型重载高空气球，静态发放方式和非典型挡风墙发放适用于中小型高空气球，卷扬机发放和软式发放则都适用。从可靠性、经济性、环境适应性来考虑，各种发放方式都存在着一定的局限和不足。

各类高空气球发放方式的缺点如下：

动态发放方式适用于大型高空气球，需要专用吊车和较大的发放场地，易受天气影响；

静态发放方式在气球拖曳升空的瞬间，吊舱和气球会受到较大冲击和震动，易受天气影响；

软式发放方式在气球脱离瞬间，因气球和吊舱不在一条垂直线上，吊舱会出现较大幅度的摆动，受到较大冲击和震动，且增加了辅助气球和所用氦气的费用，易受天气影响；

机动式卷扬机发放方式环境适应性不强，场地风载较大时不能进行发放操作；

非典型挡风墙内发放装置适用于系列化中小型气球的发放，但系统复杂，装置成本较高。

此外，动态发放/静态发放/软式发放方式都存在现场保障及操作人员数量需求多，准备阶段耗时长的缺点。

因此，有必要提供一种新的高空气球的发放装置及发放方法解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高空气球的发放装置及发放方法，操作简单便捷、成本较低，发放准备时能短时规避恶劣天气环境，并充分利用发放窗口实现快捷发放。