姜鲁华研究员专访：让我们的飞艇抢占平流层制高点 来源：米乐m6平台    发布时间：2024-11-01 01:58:58

  “平流层高空定点飞艇慢慢的变成了世界各国争相研制的秘密武器。”著名气球研究专家、中科院光电研究院气球中心姜鲁华研究员在接受《北京科技报》采访时说。

  11月16日，在长沙举行的2008年中国浮空器大会上，有关专家纷纷呼吁中国应把握时机，全力发展包括平流层飞艇、高空气球等在内的浮空器，抢占目前还是“真空”地带的平流层广大区域。

  我们的地球是被一层很厚的大气层包围着，大气层又分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。在大气层中12公里以内被称为对流层，1255公里称为平流层。

  “相对飞机飞行的对流层忙碌景象和日益竞争非常激烈的空间区域来说，国际上对平流层的竞争还处于相对空白阶段。”姜鲁华研究员说。世界上多个国家已经注意到这样的一个问题，在研究怎么样开发和利用平流层资源，而平流层飞艇是目前很重要的一个发展方向。

  其实，飞艇对于人们来说并不陌生，早在1852年法国人吉法尔就制造了一架装有蒸汽机的飞艇。1900年德国人齐柏林制造的大型硬式飞艇问世，飞艇技术于20世纪30年代达到鼎盛时期。

  但是，早期的飞艇主要是在距离地面10公里以内的空中飞行，它最大的缺陷就是飞行速度慢、易燃烧爆炸，并且在遭受炮火攻击后很快破损坠地，飞艇的生存能力低。

  “正是由于这些痼疾，在飞机诞生和技术发展完善后，飞艇很快被淘汰，逐渐从战场上销声匿迹。”姜鲁华研究员介绍说。

  然而，现代科学技术的发展给飞艇提供了更大的施展空间平流层。由于平流层的风向相对来说比较稳定，半年时间是西风，半年是东风，风速达到每秒74～93公里。很适合飞艇的飞行。

  “平流层飞艇相比飞机和卫星，具有留空时间长、价格低和回收方便等优点，故在高空探测科学研究方面的应用也日益广泛，被称为能回收的空间站。”姜鲁华研究员说。平流层飞艇属于轻于空气的飞行器，所以要自身动力来为飞艇定位。目前，国际上平流层飞艇普遍采用太阳能和蓄电池为其提供能源动力，可以携带数百克甚至数吨重的有效载荷。

  平流层飞艇的定点位置一般设定在距地面20公里附近的平流层底部。与卫星相比，具有升空不需专门的发射工具、能回收维修和重新部署、费用低等优点；与飞机和直升机相比，它的飞行高度更高，视距更远，可以长时间、全天候在高空运行工作。平流层飞艇在空间和时间上填补了卫星和预警机的空白，其在2万米高度处探测半径可达600公里以上，留空时间从几个月至几年。

  据通讯部门的初步测算，我国只需要四台平流层通信飞艇就可以让通讯的信号覆盖全国，与目前遍布全国的移动通讯地面转发站相比，在成本上节省很多。

  “与地球同步卫星相比，平流层通信飞艇距离地球更近，因此能够直接向安装在客户家里或是公司里的天线发射信号，而且不会受到手机信号塔等干扰源的干扰。对于广大的宽带用户和普通电话用户来说，这在某种程度上预示着比无线热点更大的信号覆盖范围，比同轴电缆和ADSL更快捷、更便宜的宽带连接方式。”姜鲁华研究员说。

  另外，在信号的传输速度上，平流层飞艇也具有巨大优势。由于处于静止轨道的卫星距离地面相对遥远，所以，卫星传输信号不可避免地有延迟的问题。但平流层飞艇离地面很近，所以不会有任何延迟。

  此外，平流层飞艇所能承载的有效载荷重量相当于同步轨道卫星的近10倍，飞艇上可以携带大量的仪器。

  虽然平流层飞艇有这么多优点，但是，姜鲁华研究员也谈到了平流层飞艇的技术瓶颈，首先要解决它的能源动力问题，涉及到太阳能电池的重量、转换效率，可再生燃料电池的重量和比功率等，“从目前人类的太阳能电池的水平看，不能够满足平流层飞艇的需要。”姜鲁华说。

  另外，飞艇的气囊体材料也是一个困扰平流层飞艇的难题，如材料强度、寿命、阻气等性能指标，现在人类最先进的材料也不能满足平流层低温、强紫外线辐射、气温变化大等恶劣环境的要求。同时，在抗风、定点和气球上升和回收环节也存在技术困难等。

  姜鲁华承认，由于所需研制费用较高，平流层飞艇概念要变成现实还有一段长路要走。据他估计，飞艇原型的研制和运营费约需上亿元。

  据悉，美国的洛克希德马丁公司宣布，其研制的平流层飞艇将于2009年试飞，“这可能是世界上第一台真正意义上的平流层飞艇。”姜鲁华说。

  在我国，由航天068基地近空间飞行器研发中心研制的JK-20遥控飞艇，已经在湖南桃源机场试飞成功。该艇飞行高度3000米，有效载荷120千克。

  这艘飞艇的试飞，是为下一步平流层飞艇的研制，进行有关技术探索，标志着068基地平流层飞艇的研制工作，进入了实质性实验操作阶段。

  姜鲁华研究员说，我们的目标是将气球体积提高到100万立方米，载重增加到2500公斤，开展更长时间气球飞行技术探讨研究，包括材料、球体设计、飞行控制等方面；研究并发展气球飞行的精细控制技术；建设新的半永久气球站。