平流層飛艇熱力學(xué)驗證溫度測量方法研究

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1、搖2013年12月宇航計測技術(shù)Dec.,2013第33卷搖第6期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.33,No.6試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章編號:1000-7202(2013)06-0036-06搖搖搖搖中圖分類號:P423.6搖搖文獻標(biāo)識碼:A平流層飛艇熱力學(xué)驗證溫度測量方法研究黃宛寧搖才晶晶搖周江華(中國科學(xué)院光電研究院,北京100094)搖搖摘搖要搖平流層飛艇的熱力學(xué)分析是平流層飛艇關(guān)鍵技術(shù)之一。

2、針對熱力學(xué)分析的工程驗證及模型完善,提出了適合于平流層飛艇的艇囊內(nèi)氣體及囊體表面的溫度測量方法,包括采集點的分布,傳感器的選型,數(shù)據(jù)傳輸和處理及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性評價等。經(jīng)過兩次平流層飛艇的縮比飛行試驗,對比同艇發(fā)放的探空儀采集的溫度數(shù)據(jù),驗證了該方法測量到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。搖搖關(guān)鍵詞搖平流層搖飛艇搖熱力學(xué)搖溫度測量搖傳感器ResearchofStratosphericAirshipTemperatureMeasurementforThermodynamicsDemonstrationHUANGWan鄄ning搖CAIJing鄄jing搖Z

3、HOUJiang鄄hua(AcademyofOpto鄄electronics,ChineseAcademyofsciences,Beijing10094)搖搖Abstract搖Theanalysisofthestratosphericairship爺sthermodynamicsmodelisanimportanttechni鄄caldirectionoftheresearchofthekeytechnologiesofthestratosphericairship.Accordingtotheengi鄄neeringverifi

4、cationandimprovementofthermodynamicmodel,thesuitablemethodforstratosphericair鄄ship憶sinsideairtemperaturemeasurement,includingthedistributionofthesensor,sensorselection,datatransmissionandprocessing,etcisputforward.Aftertwoflighttest,contrastwithtemperaturedataoftheboa

5、tbythedropsondewhichwasbindonthehulloftheairship,thismethodverifiedtheaccuracyofthedataofairtemperature.搖搖Keywords搖Stratosphere搖Airship搖Thermodynamics搖Temperaturemeasurement搖Sensor1搖引搖言艇在升空和返回的過程中,要經(jīng)歷不同的熱環(huán)境,大氣的壓強、密度、溫度等參數(shù)隨著高度的變化會有大在平流層飛艇的設(shè)計領(lǐng)域,內(nèi)部氣體的溫度測幅度的改變,使氣囊內(nèi)氣體的溫度、體

6、積、壓力產(chǎn)生量對設(shè)計和操作飛艇來說都非常重要,這是因為飛變化,從而引起浮力和質(zhì)心的變化。在定點過程中,艇的浮力在很大程度上取決于內(nèi)部氣體和外部空氣太陽的輻射和環(huán)境溫度、風(fēng)速等參數(shù)的晝夜變化,也的溫度差,通常稱為“超熱冶或“超冷冶。而平流層飛會對氣體產(chǎn)生非常可觀的影響,從而影響飛艇的定收稿日期:2013-02-28,修回日期:2013-04-22基金項目:中國科學(xué)院知識創(chuàng)新重大項目(o080202A01Y)作者簡介:黃宛寧(1980-),男,工程師,碩士,主要研究方向:基于浮空器平臺的遙測遙控,測量控制,數(shù)據(jù)采集與處理,載荷應(yīng)用等。

7、搖第6期搖搖搖搖搖搖搖搖搖搖搖搖搖平流層飛艇熱力學(xué)驗證溫度測量方法研究·37·點和飛行控制。因此,研究平流層浮空器的熱特性,圖1中給出了飛艇溫度測試點的詳細(xì)分布。在并在此基礎(chǔ)上進行有效的熱設(shè)計與熱控制是平流層不鋪設(shè)太陽能電池的情況下,飛艇縱向的溫度差別飛艇技術(shù)中的關(guān)鍵問題之一。不大,所以選取靠近中心點的三個典型位置,這三個針對飛艇的熱力學(xué)模型建模仿真和計算,國內(nèi)位置的軸向半徑比較大,便于進行布點,其測量的結(jié)[1,2]外學(xué)者都進行了大量的研究,但由于平流層飛果也更加接近于蒙皮或氦氣的平均溫度。鋪設(shè)在蒙艇目前尚有一些關(guān)鍵技術(shù)亟待解決和

8、突破,真正能皮上的每個傳感器上都覆蓋一層蒙皮材料,來隔絕夠進入平流層原理驗證的僅有少數(shù)幾家,而且飛行輻射的影響。另外,環(huán)境條件比如外界大氣溫度、壓時間較短,對熱力學(xué)模型沒有進行充分的工程驗證。力、風(fēng)速、熱輻射通量等都需要測量。本文針對熱力學(xué)分析驗證