一种系留气球直击雷防护设计

系留气球做为目前很受重视的侦察设备搭载平台,其升空高度及长航时需求使其在设计使必须考虑雷电影响。本文分析了国外两大系留气球的直击雷防护设计,根据自身使用要求设计了一种简化的直击雷防护方式,并依据SAE-ARP-5416的缩比模型试验方法予以验证,试验结果表明该直击雷防护设计保护效果显著。     

系留气球高压供电技术

供电系统是系留气球长期安全运行、顺利执行任务、提高出勤率的重要保证.本文根据系留气球的特点,对不同的供电系统方案进行了分析和比较,并按最优的方案对系留气球的高压供电系统进行了设计.     

弹载气球滞空平台关键技术研究

研究了弹载条件下气球滞空平台的技术难题,给出了解决方法并设计了相应的装置.通过压力容器的优化设计解决了有限弹腔的气体内储备问题;采用高压充气技术解决了抛射时的快速充气问题;应用系留绳控制方法解决了任务设备的稳定悬空问题.理论计算表明,运用该方法所设计的装置能实现炮射条件下的气球悬浮,为弹载滞空平台的研究及实际的应用提供了技术参考.     

系留气球地面综合管理双机冗余设计

系留气球作为浮空飞行器的重要组成部分,近年来发展迅速。本文主要介绍了系留气球地面综合管理双机冗余的一种设计思路,具有较高的可靠性。     

系留气球使用过程氦气量和状态参数估算

本文针对系留气球在外场使用过程中,如何分析计算出系留气球的氦气体积变化和状态参数,同时介绍了如何推导系留气球升空初始的氦气体积.     

弹载气球滞空平台关键技术研究

研究了弹载条件下气球滞空平台的技术难题,给出了解决方法并设计了相应的装置,通过压力容器的优化设计解决了有限弹腔的气体内储备问题;采用高压充气技术解决了抛射时的快速充气问题;应用系留绳控制方法解决了任务设备的稳定悬空问题,理论计算表明,运用该方法所设计的装置能实现炮射条件下的气球悬浮,为弹载滞空平台的研究及实际的应用提供了技术参考。     

系留气球脱系状态动力学和热特性仿真研究

针对系留气球缆绳因严重损伤或遭遇强风而断裂的极端情况,建立了系留气球脱系后升空的动力学和热力学模型,并设计出了仿真软件.运用该仿真软件对系留气球脱系状态下的动力学特性和热特性进行了仿真研究,获得了阻力系数、脱系瞬间净浮力和阀门特性对气球下降速度和气囊超压的影响关系.结果表明:下降速度的主要影响因素是阻力系数,脱系瞬间净浮力和阀门特性对下降速度的影响有限;气囊超压的主要影响因素是阻力系数、脱系瞬间净浮力和阀门特性.     

车载式系留气球地面设备探讨

以某车载式系留气球作为参考,详细说明了地面设备的配置组合,阐述了其工作模式,并提出了系统化的要求。     

系留气球尾翼结构设计研究

本论文结合某型系留气球尾翼的结构设计特点,对系留气球尾翼结构设计方法进行概括总结,包括尾翼设计的依据和准则,尾翼总体参数的选择和布置的确定,尾翼结构形式的选择,尾翼材料的选择,尾翼部件的设计,尾翼与气囊、系统航电部件的连接方法,尾翼结构的强度验证等。     

低压架空线路雷电感应过电压计算

低压架空线路在野外与雷击点距离较近或由于与建筑物避雷引下线的距离较近,因雷电电磁场作用于架空线路,在线上产生的感应过电压会造成线路对杆塔横担闪络.采用电磁场理论,分析了低压架空线路旁接闪物体及架空线路高度、线路与雷击点间距等参数对架空线路感应过电压的影响,推导出了架空线路附近出现雷击时在架空线路上的感应过电压计算公式.     

基于压力控制上限的气囊内部真实压力研究

以系留气球为模型，通过简单可靠的计算方法，得到在不同工况下气囊内部达到压力控制上限时的真实压力分布曲线，分析表明，气囊内部压力始终随横截面距气囊底部的垂直高度增加而增大，可能达到的最大压力值存在于最大系留高度、最大俯仰角工况下的气囊顶部。     

林芝地区风对气球载雷达的影响分析

为了提供气球载雷达在高原地区使用选址的气象依据,利用林芝气象台的地面风数据和高空风数据对林芝地区的风特征进行了详细分析．基于地面风数据,得到了林芝地区地面风向、风速的具体特征,为系留气球在林芝地区的架设、撤收等提供了必要的风特征参考．考虑到系留气球在高原地区的实际升空高度,选用两个高度层的高空数据对林芝地区的高空风进行了分析,同时利用已知数据对3700～5000m的高空风做了预测．     

考虑抗风压能力下的接闪杆优化设计

接闪杆安装在建筑物的最高点位置,对建筑物直击雷防护起到至关重要的作用,如果损坏将会造成严重后果。在设计、使用接闪杆时,需要充分考虑接闪杆的架设方式,做到安全可靠。本文通过数字仿真的方法对接闪杆架设方式进行优化设计。     

伞状导体消雷器与避雷针的统一

通过模拟试验表明,目前大量使用的接闪器(单根针的避雷针)其引雷效果并非最佳,当接闪器的针数达到一定值时,其引雷效果明显改善.作者把消雷器与避雷针合二为一,获得了最佳的消雷和避雷的性能,当这种伞状导体消雷器针数处于某一值时,其电晕电流最大,消雷效果也最好.     

伞状导体消雷器与避雷针的统一

通过模拟试验表明,目前大量使用的接闪器(单根针的避雷针)其引雷效果并非最佳,当接闪器的针数达到一定值时,其引雷效果明显改善.作者把消雷器与避雷针合二为一,获得了最佳的消雷和避雷的性能,当这种伞状导体消雷器针数处于某一值时,其电晕电流最大,消雷效果也最好.     

某单兵类导弹级间分离装置设计研究

为满足某单兵类导弹级间分离装置对分离速度的要求,设计了一种分离装置,通过药剂选择、预紧力设计及利用内弹道公式建模计算对其作用过程进行分析.试验结果证明,选用主装药多125时,级间分离装置可靠作用且分离速度达到101.2 m/s,满足功能要求,且作用过程无气体泄漏,无污染,作用后保证安全.本设计为同类级间分离装置设计提供了参考.     

滑动索膜结构超压气球设计与形状修正

在探空科学超压气球设计时,通过在囊体表面布设加强筋的方式,可有效提高超压气球的抗压能力. 为解决带有加强筋的超压气球在高“纬度”位置处膜面与加强筋的纵向应变差值较大问题,提出了一种滑动索膜结构超压气球的设计方案.该方案采用与囊体相对滑动的绳索代替与囊体固连的加强筋,更有利膜面应力传递.为了使囊体上应力沿环向分布更均匀,先在理论上进行了索膜结构膜面平衡形状分析,再根据分析中囊体膜面经、纬向曲率半径值与气球抗压能力的关系,采用一种对单幅囊体截面曲线进行椭圆修正的方法设计滑动索膜结构超压气球囊体.最后,以16幅膜面、直径为4 m的正球形超压气球为例,用有限元软件Abaqus建立了浮空状态超压气球的有限元模型对设计外形及修正外形进行验证,并分析了摩擦系数对索、膜匹配性的影响. 结果表明:按该方案设计,气球承压极限值在一定范围内随在赤道截面绳索径向收紧量dl的增大而增大;且经过修正设计后的超压气球,膜面应力分布更均匀,能承更高超压量;另外,索、膜间摩擦系数仅仅在较小值范围内会影响气球受力分布,其值的减小能相应降低绳索应力.     

浮空器气囊材料一般缺陷的修复方法研究

本论文详细阐述了浮空器气囊材料一般缺陷的修复方法,主要包括气囊材料缺陷的分类、修复所用辅助工具和材料、修复方法及程序、质量控制等,本论文为后续高空大型系留气球、对流层飞艇、平流层飞艇课题的研究和相关型号的研制提供了坚实基础。     

雷电取能用于500kV线路避雷器监测

500kV带间隙线路避雷器寿命监测装置电能的获取最简单的方式是直接利用雷电.用雷击时流过线路避雷器的雷电流作为电磁感应取能装置的原边电流,实现了线路避雷器监测装置对通过带间隙线路避雷器的雷电流20kA及以上大电流和100A以上小电流的动作计数;大电流计数次数体现避雷器的剩余寿命,小电流计数值为避雷器遭雷击次数.试验证明用雷电流取能满足计数器动作要求.     

LED驱动电源的抗雷击浪涌设计

为确保LED正常工作,防止雷击浪涌干扰,根据雷击浪涌的特性,利用气体放电管、压敏电阻、瞬态抑制二极管等浪涌器件设计了一种适合LED电源的浪涌保护电路,并采用雷击浪涌发生器进行抗扰度实验以测试其抗雷击性能.实验结果表明,本设计能够抗击差模1 kV和共模2 kV的雷击高压,保证LED电源正常工作.