本技术涉及一种大载荷系留飞艇任务挂架的设计与切换技术,该系统由飞艇囊体、锚泊车、光电复合缆、桁架和控制舱组成,各部分相互连接,实现供电与通讯的一体化解决方案。
背景技术
当前我国大气环境形势十分严峻,在传统煤烟型污染尚未得到控制的情况下,以臭氧、细颗粒物(PM2.5)和酸雨为特征的区域性复合型大气污染日益突出,区域内空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多,严重制约社会经济的可持续发展。多方面的压力和形势也在不断地推动大气科学的发展,使得大气科学不能简单停留在足不出户的理论研究,大气科学还需要服务于气候变化、防灾减灾及生态文明建设等现实问题,面临重重挑战。
大气科学想要发展,开展试验、获取数据都是必不可少的环节,同时也是各个方向研究的基础。当前大气科学的研究存在第一手观测数据少的问题,以此会导致大气过程的科学认识不足和模式验证的数据不足,最后就导致污染机制缺失和模拟不确定性增大。不同于物理、化学和生命科学,外场环境是大气科学的天然实验室,通过外场探测试验获取数据也是认识规律、揭示机制、开展前沿研究的主要手段。
目前,大气科学的外场探测试验大部分还局限于地表的探测以及遥感探测,对于空中的探测试验反而非常少,然而绝大部分大气污染的传输和二次化学生成却往往发生在空中。因此,非常有必要在未来开展空中的大气科学的探测试验。传统的空中大气探测方法包括以下几种:一是采用飞机航测,但是飞机的高度太高一般在6km以上,在高度上受到限制,不适用于一些寿命较短的物种,而且飞行速度太快和受到航线的限制,数据的有效性和代表性较差;二是利用探空气球进行探测,在垂直高度上的覆盖范围较广,但是气球的载荷过小,只能携带一些微型遥感设备,而且设备无法回收;三是利用高塔或高楼等建筑物先进行离线采样,再进行实验室分析,这种方法操作便捷,数据也比较稳定,但是大气环境会受到建筑物的影响,探测高度也无法达到对于污染传输扩散有重要影响的边界层的1000米左右的高度,而且离线采样分析的方法会破坏大气原始状态,无法达到实时在线分析的原味探测。
目前有许多机构和团队在采用了大载荷系留飞艇方法作为载体来进行近地面大气垂直尺度的原味探测,但是在其中也存在不少有待改进和优化的问题,例如仪器选择、维护操作难度大,人力工作量大,大量设备与飞艇的安装固定,设备在空中的稳定运行,设备的快速切换和灵活操作等问题。
实现思路