[发明专利]一种高空气球发放系统和方法

说明书

本发明涉及一种高空气球发放系统和方法，系统包括依次连接的高空气球、降落伞、连接部和吊舱，其特征在于，还包括：第一约束装置，设置于所述高空气球上，用于约束高空气球，且将所述高空气球从头至尾分为球头部和不成形段球体部；第二约束装置，一端与所述高空气球尾部或所述降落伞尾部相连接，另一端安装在地面上，用于约束和控制所述高空气球，在解除第一约束装置后，缓冲所述球头部释放过程对所述吊舱造成的冲击，并将所述球头的净浮力转移至吊舱及整个系统。本发明系统结构简单，便于控制，无需较大的发放场地，能够实现对高空气球的吊舱及其载荷无冲击发放，减小对球体的损伤，提高了高空气球的发放效率和安全性。

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发放系统和方法。

背景技术

高空气球是在平流层飞行的无动力浮空器，它的升空和飞行工作原理是根据阿基米德浮力定律和牛顿第二定律构建的。高空气球的发放方式按照吊舱及其载荷在发放过程中是否移动可分为静态发放和动态发放两种，静态发放过程通过缓慢释放充气后的球体，将球头浮力逐渐转移到吊舱，进而完成发放，在这个过程中，吊舱及其载荷基本保持静止直至发放完成升空。动态发放过程需要将整个系统水平铺设，球头由发放滚筒约束，吊舱及其载荷由吊车或发放车约束并吊离地面至安全高度，发放时分两次解除约束，首先打开发放滚筒释放球头，球头在浮升气体浮力作用下立起，在立起过程中，择机开动吊车或发放车，调整吊舱及其载荷移动方向和速度，确保与风向一致，当气球过顶后，择机解除吊车或发放车对吊舱的约束，完成气球发放。

静态发放过程对吊舱及其载荷的冲击和过载较小，但对球体有潜在的损伤。动态发放过程能够较好地保护球体，但所需场地较大，且发放过程无论对球体还是吊舱及其载荷，都有很大的冲击和过载。对于大型高空气球而言，大多采用动态发放，但所需要的场地较大，一般需要数百米的发放场地，该场地具备吊车或发放车行驶平稳条件，吊车或发放车能够加速启动和制动，成本很高。且通常需选择在机场跑道实施高空气球的动态发放，但是，这就又增加了空管限制等因素，使得高空气球的发放场地和窗口的选择限制很多，甚至影响和制约了高空气球的推广和发展。因此如何避免高空气球发放过程中对吊舱及其载荷的冲击，且降低对发放场地要求，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于，提供一种高空气球发放系统和方法，系统结构简单，便于控制，无需较大的发放场地，能够实现对高空气球的吊舱及其载荷无冲击发放，减小对球体的损伤，提高了高空气球的发放效率和安全性。

根据本发明第一实施例，提供了一种高空气球发放系统，包括依次连接的高空气球、降落伞、连接部和吊舱，还包括：

第一约束装置，设置于所述高空气球上，用于约束高空气球，且将所述高空气球从头至尾分为球头部和不成形段球体部；

第二约束装置，一端与所述高空气球尾部或所述降落伞尾部相连接，另一端安装在地面上，用于约束和控制所述高空气球，在解除第一约束装置后，缓冲所述球头部释放过程对所述吊舱造成的冲击，并将所述球头的净浮力转移至吊舱及整个系统。

进一步的，所述连接部为绳索结构、绳笼结构或绳梯结构，用于将所述系统的整体扭转度控制在预设范围内。

进一步的，所述高空气球装置还包括移动部，用于承载和移动所述吊舱。

进一步的，所述第二约束装置包括约束拉绳、导向轮和拉绳收放部，所述导向轮和拉绳收放部均安装在地面上，

所述约束拉绳穿过所述导向轮，一端与高空气球尾部或所述降落伞尾部相连接，另一端连接至所述拉绳收放部；

所述导向轮用于调整所述约束拉绳的受力方向，并缓冲所述球头部释放后对所述吊舱造成的冲击；

所述拉绳收放部用于收放所述约束拉绳，约束和控制所述球头部的净浮力，并在所述第一约束装置释放后调整整个系统的高度。

进一步的，所述导向轮包括滑轮和第一基座；