高空氣球工作環(huán)境特點

發(fā)布日期：2023-12-18 14:26:09 點擊：

高空氣球主要在平流層工作，離地面20-100公里。高空風場變化復(fù)雜，在海拔、季節(jié)和緯度上存在明顯差異。首先，平流層底部受到對流層頂部西風的影響，所以幾乎所有的平流層都是西風。然后，在平流層中上部除特殊場合外，夏季將更加普遍地吹東風，即東風帶，稱為平流層?xùn)|風。當冬天來臨時，這種現(xiàn)象將會逆轉(zhuǎn)。極地地區(qū)將與夏季相反，不會整天暴露在陽光下。因此，高緯度地區(qū)將比低緯度和中緯度地區(qū)溫度低，即進入低氣壓狀態(tài)。

所以產(chǎn)生了從低緯到高緯的氣流，然后由于科里奧利力的影響變成了西風，這種風叫做平流層西風。因為這種現(xiàn)象隨季節(jié)改變風向，所以也可以認為是季風的一種，稱為平流層季風。平流層西風和平流東風最大風速可達50m/s左右。平流層沒有對流和渦旋層，由于對流層頂部西風帶的影響，底部常年刮西風，其中上層氣流受科里奧利力影響，隨季節(jié)變化盛行平流層季風。由于氣流變化相對穩(wěn)定且有規(guī)律的特點，平流層對空氣流動性較弱的可控軌跡高空氣球有著天然的適應(yīng)性。

高空氣球材料.jpeg

大氣溫度隨高度的變化相對復(fù)雜，在相對密集區(qū)20公里約為-56℃，30公里約為-46℃。

平流層是大氣層中唯一一個溫度自下而上升高的空間，大氣密度隨高度可以近似成指數(shù)發(fā)展規(guī)律進行快速增長下降，30km處密度約為地面的1.5％。平流層底部環(huán)境不同溫度可輕易下探至-56℃以下，空間結(jié)構(gòu)頂部環(huán)境污染空氣通過溫度與地表溫度已經(jīng)接近。

此外，平流層飛艇的工作環(huán)境擁有屬性太陽輻射強度高，環(huán)境壓力低。在高空氣球快速上升并停留在空中的過程中，氣球迅速膨脹，溫度范圍跨越 -56 ~ 25 °C，太陽輻射和環(huán)境的極端變化導(dǎo)致船體與內(nèi)部浮氣之間的熱失衡和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的冰破壞。例如，平流層空氣稀薄，散熱不良，大功率設(shè)備容易過熱，在極端低溫的環(huán)境中，如果沒有有效的加熱或絕緣措施，飛艇的電子和通信設(shè)備可能會出現(xiàn)故障，甚至被低溫損壞。因此，高空氣球的環(huán)境設(shè)計技術(shù)被廣泛認為是高空氣球的技術(shù)難點。