中国大学团队研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

2019-08-29 15:09:56来源:科技日报  

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平流层飞艇是临近空间低速飞行器中的典型代表,依靠浮升气体提供静升力,利用临近空间下层的低速风带及较少损耗的太阳辐照,可实现月、年量级的超长航时区域驻留,其也被称为“平流层

28日,记者从在长沙召开的第二届空天杯全国创新创意大赛决赛中获悉,来自国防科技大学空天科学学院的创新团队,在国际上首次提出了受僧帽水母生物启发的“平流层飞艇仿生设计方法”。这一研究,有望打造能在临近空间长期驻留、稳定运行的平流层飞艇。

临近空间为距地面20—100千米的空域,是跨接航空与航天的“空白地带”,也是人类继陆、海、空、天之后,进一步拓展和利用的自然环境,对催生新的经济产业和提升作战力量具有重大战略意义。

平流层飞艇是临近空间低速飞行器中的典型代表,依靠浮升气体提供静升力,利用临近空间下层的低速风带及较少损耗的太阳辐照,可实现月、年量级的超长航时区域驻留,其也被称为“平流层卫星”,能广泛应用于侦察监视、区域预警、环境监测、通信中继等军民领域。不过,截至目前,世界上尚少有能长期驻留、稳定运行的平流层飞艇。

受僧帽水母依靠浮囊体、鳔和气腺协调控制浮力与压力这一现象的启发,国防科技大学团队成功解决了现有平流层飞艇“主副气囊”和“单囊体”技术方案中,环境热效应下浮力与压力协调控制难题。

项目负责人杨跃能副教授介绍,团队以僧帽水母为仿生对象,以形态仿生设计了囊体气动外形。与常规气动外形相比,典型工况下可提高升阻比70%以上,增加有效载荷300—800公斤。同时,通过功能仿生首次提出了多囊体和热调节气囊新概念方案,解决了平流层飞艇在临近空间中“热胀冷缩”可能带来的蒙皮破裂和“超重”问题。飞行仿真试验和技术验证艇飞行试验表明,热调节气囊体积比为10%时,环境热效应下囊内最大压强可降低9。6%,这为浮力与压力协调控制难题提供了有效方案。目前,该创新成果已申请国际发明专利1项、国家发明专利3项。

(记者俞慧友 通讯员戴琳 徐招伟)

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