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[新闻资讯] 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

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发表于 2019-8-29 08:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

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最新发现与创新

    科技日报长沙8月28日电 (记者俞慧友 通讯员戴琳 徐招伟)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。
http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-08/29/content_429598.htm?div=-1
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发表于 2019-8-29 09:20 | 显示全部楼层
无图无真相啊
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发表于 2019-8-29 14:17 超大游击队员 | 显示全部楼层
不错,继续努力
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发表于 2019-8-29 22:13 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

2019_08_29_850ba06be3734425a2e3f04eb2b098d5.png
look
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发表于 2019-8-30 06:33 | 显示全部楼层
氦气够用么?
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发表于 2019-8-30 07:44 超大游击队员 | 显示全部楼层
这不是灭霸军队里的那个大飞艇么……
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发表于 2019-8-30 10:05 | 显示全部楼层
很漂亮嘛,以前看的一个日本动画片,感觉飞艇很厉害啊。
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发表于 2019-8-30 14:38 | 显示全部楼层
kirrov reporrrting!
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发表于 2019-8-31 12:27 | 显示全部楼层
氦气还是太少了,未来估计还是等耐火蒙皮突破,蒙皮烧不坏的话氢气危险性就不太大了,破了着火了就冒着火等着打补丁呗,只要不是特别大的破口,气囊内部一直保持正压别进空气,都炸不掉的。
PS:想做到基洛夫那个程度,恐怕得等真空泡沫出来——以极薄的高强度材料包裹的真空泡组成的泡沫做成飞艇,那真的水里的泡沫塑料,砸碎了丫还能飘着……
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发表于 2019-8-31 14:21 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

hy2113.com 发表于 2019-8-31 12:27
氦气还是太少了,未来估计还是等耐火蒙皮突破,蒙皮烧不坏的话氢气危险性就不太大了,破了着火了就冒着火等 ...

没有必要用氦气,我觉得可以用氢气 ,但是可以做多层蒙皮防漏气。现在的灭火技术比三十年代强多了,还可以加降落伞,不必对氢气火灾过分担心
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发表于 2019-8-31 16:11 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

鸟生鱼汤 发表于 2019-8-31 14:21
没有必要用氦气,我觉得可以用氢气 ,但是可以做多层蒙皮防漏气。现在的灭火技术比三十年代强多了,还可 ...

根本就用不起氦气,我曾经设想一款双层气艇,外层用氮气,内层用氢气,在内外层之间布放一些氢气泄漏传感器,如果泄漏量比较大、速度比较快时就落地检修,以免发生意外,因为氢气的浮力较大,氮气的惰性较好,所以这两者的完美结合就可以一并解决安全性和经济型问题。
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发表于 2019-8-31 16:24 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

海纳 发表于 2019-8-31 16:11
根本就用不起氦气,我曾经设想一款双层气艇,外层用氮气,内层用氢气,在内外层之间布放一些氢气泄漏传感 ...

充氮气做双层太麻烦,也没必要,搞个隔离层,充空气循环流动,同时实时监测漏气,发现漏气再放氮气冲淡氢浓度
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发表于 2019-8-31 16:32 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

鸟生鱼汤 发表于 2019-8-31 16:24
充氮气做双层太麻烦,也没必要,搞个隔离层,充空气循环流动,同时实时监测漏气,发现漏气再放氮气冲淡氢 ...

必须是氮气啊,氢气在空气中的爆炸极限太低,不用氮气做隔离层无法保障绝对安全
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发表于 2019-8-31 16:41 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

海纳 发表于 2019-8-31 16:32
必须是氮气啊,氢气在空气中的爆炸极限太低,不用氮气做隔离层无法保障绝对安全

无论多大浓度也需要火源,有隔离层挡着,燃烧也没那么容易。隔离层一层不够可以两、三层。充氮气占用空间太大 ,氢气球体积已经很大了
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发表于 2019-9-1 22:27 | 显示全部楼层
没图不直观啊!
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发表于 2019-9-1 22:50 | 显示全部楼层
这飞艇是平流层超长期驻留的,应该是无人的吧,也不受强对流气候影响,使用气体类型和气囊材料主要考虑热膨胀,起火的可能性不大
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发表于 2019-9-2 23:34 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

鸟生鱼汤 发表于 2019-8-31 16:41
无论多大浓度也需要火源,有隔离层挡着,燃烧也没那么容易。隔离层一层不够可以两、三层。充氮气占用空间 ...

氢气摩擦蒙皮就够了,砰
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发表于 2019-9-2 23:43 超大游击队员 | 显示全部楼层
su27uuuk 发表于 2019-9-2 23:34
氢气摩擦蒙皮就够了,砰

氢气摩擦蒙皮不会达到燃点
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发表于 2019-9-6 10:52 超大游击队员 | 显示全部楼层
考虑一下氨气如何?分子量17,空气分子量大约是29,没有任何爆炸危险,海平面每立方米可以负重0.5公斤,直径100米的圆球可以负重250吨。再考虑一下加热保温,还能增加几十吨载荷。
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发表于 2019-9-12 13:12 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

有图片吗?想象不出来
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发表于 2019-9-12 20:18 超大游击队员 | 显示全部楼层
鸟生鱼汤 发表于 2019-8-31 16:41
无论多大浓度也需要火源,有隔离层挡着,燃烧也没那么容易。隔离层一层不够可以两、三层。充氮气占用空间 ...

天空中的静电是以几十万伏为单位 火源有的是
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发表于 2019-9-12 20:29 超大游击队员 | 显示全部楼层
leo-dg 发表于 2019-9-12 20:18
天空中的静电是以几十万伏为单位 火源有的是

隔离几层不就挡住了吗?
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发表于 2019-9-12 22:39 超大游击队员 | 显示全部楼层
鸟生鱼汤 发表于 2019-9-12 20:29
隔离几层不就挡住了吗?

空气隔千米都挡不住,看看闪电从多高打到地面的人就知道,除非你的飞艇外壳是导体材料的,整体没有电位差,不然等于举着火把在天上飞。
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发表于 2019-9-13 05:44 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

leo-dg 发表于 2019-9-12 22:39
空气隔千米都挡不住,看看闪电从多高打到地面的人就知道,除非你的飞艇外壳是导体材料的,整体没有电位差 ...

飞艇不接地,那来电位差?
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发表于 2019-9-13 08:13 | 显示全部楼层
希望能早日商业化生产
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发表于 2019-9-13 10:00 超大游击队员 | 显示全部楼层
本帖最后由 leo-dg 于 2019-9-13 10:06 编辑
鸟生鱼汤 发表于 2019-9-13 05:44
飞艇不接地,那来电位差?


材料间有一定的电阻量,任意两点距离间都有电位差。绝缘材料任意距离都有这个差值,你平时没感觉只是你面对的电压太低,当静电聚集到一定程度  ,就是一道闪电。绝缘材料造的飞艇穿行在云层或气流当中,摩擦产生的静电不断累积,最后肯定在任意薄弱点放出,于是满身火把。不要以为飞艇不接地  静电已经累积起来了,在天空运气好碰不到相反静电,你降落到一定程度,也会对地打穿。
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发表于 2019-9-13 10:08 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

leo-dg 发表于 2019-9-13 10:00
材料间有一定的电阻量,任意两点距离间都有电位差。绝缘材料任意距离都有这个差值,你平时没感觉只是你 ...

飞艇外面放导电材料也不难呀?渡金属膜,放金属线并不难啊!
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发表于 2019-9-13 11:24 超大游击队员 | 显示全部楼层
鸟生鱼汤 发表于 2019-9-13 10:08
飞艇外面放导电材料也不难呀?渡金属膜,放金属线并不难啊!


还是不可靠,雷达罩有点小火花没事,触摸显示屏之类挨个几万伏也不怕。但氢气肉眼看不见的火花都能炸。而且氢气的泄漏率超高,基本没啥东西能挡住氢气。我做过试验2mm厚不锈钢板用激光焊接起来,在一个大气压差下,还是有氢跑出来。你说你的氢气用啥金属拼接起来
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发表于 2019-9-13 11:34 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

leo-dg 发表于 2019-9-13 11:24
还是不可靠,雷达罩有点小火花没事,触摸显示屏之类挨个几万伏也不怕。但氢气肉眼看不见的火花都能炸。 ...

氢气飞艇也不一定会炸呀,齐柏林飞艇也是拆掉。不是爆掉的。多几层蒙皮,泄漏概率也该小很多了。据说氢气球爆炸的主要原因是氢气不纯,杂质过多
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发表于 2019-9-13 12:13 超大游击队员 | 显示全部楼层
本帖最后由 leo-dg 于 2019-9-13 12:14 编辑
鸟生鱼汤 发表于 2019-9-13 11:34
氢气飞艇也不一定会炸呀,齐柏林飞艇也是拆掉。不是爆掉的。多几层蒙皮,泄漏概率也该小很多了。据说氢气 ...


关键是没人敢说不会炸,你那飞艇又不是用几次不用,各种不确定的东西没人敢用的。就算氦气过段时间也要提纯,氦气也泄漏厉害的
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发表于 2019-9-13 12:26 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

leo-dg 发表于 2019-9-13 12:13
关键是没人敢说不会炸,你那飞艇又不是用几次不用,各种不确定的东西没人敢用的。就算氦气过段时间也要 ...

爆炸的因素就那三样,凑不齐就不可爆,炸药也不会一直处于爆炸状态。没人敢用可以从无人飞行器开始。
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发表于 2019-9-13 12:48 超大游击队员 | 显示全部楼层
鸟生鱼汤 发表于 2019-9-13 12:26
爆炸的因素就那三样,凑不齐就不可爆,炸药也不会一直处于爆炸状态。没人敢用可以从无人飞行器开始。

炸药能确定如何炸,氢气到处乱窜,静电也到处堆积,真没人敢说在一个大体积物体里面肯定不会爆炸
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发表于 2019-9-13 12:55 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

leo-dg 发表于 2019-9-13 12:48
炸药能确定如何炸,氢气到处乱窜,静电也到处堆积,真没人敢说在一个大体积物体里面肯定不会爆炸

氢气要是可以乱窜,那氢动力汽车的储气罐可以搞出来?氢气不早就漏光了,大型的氢气球科研试飞也很多次,也没见哪次爆了
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发表于 2019-9-13 17:08 超大游击队员 | 显示全部楼层
鸟生鱼汤 发表于 2019-9-13 12:55
氢气要是可以乱窜,那氢动力汽车的储气罐可以搞出来?氢气不早就漏光了,大型的氢气球科研试飞也很多次, ...

飞艇能做到汽车的气柜这么厚吗?何况正规汽车厂根本不敢推出量产氢能汽车,骗补贴的除外。
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发表于 2019-9-13 17:12 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

leo-dg 发表于 2019-9-13 17:08
飞艇能做到汽车的气柜这么厚吗?何况正规汽车厂根本不敢推出量产氢能汽车,骗补贴的除外。

高空气球都是充氢气,上升要好几个小时,要是漏气,还升得了吗?
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发表于 2019-9-13 17:28 | 显示全部楼层
可不可以用热气球啊? 这个应该很安全呀,只要蒙皮比较耐高温和保温
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发表于 2019-9-13 17:48 超大游击队员 | 显示全部楼层
鸟生鱼汤 发表于 2019-9-13 17:12
高空气球都是充氢气,上升要好几个小时,要是漏气,还升得了吗?

你买个氢气球回家,看看能放多少天,这还是在恒温恒压(相对)下的情况。
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发表于 2019-9-13 17:50 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

leo-dg 发表于 2019-9-13 17:48
你买个氢气球回家,看看能放多少天,这还是在恒温恒压(相对)下的情况。

漏气就漏气呗,氢气便宜,漏了还可以充。
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发表于 2019-9-13 18:09 超大游击队员 | 显示全部楼层
鸟生鱼汤 发表于 2019-9-13 17:50
漏气就漏气呗,氢气便宜,漏了还可以充。

大量氢气泄漏你没机会重充了,爆炸了,静电无处不在,特别海拔高的地方。如果你在高原做过试验,你就知道那些持续不断的爬电或放电是多么恐怖。很多你在地面没啥感觉的电压,到了高海拔的地方会持续到处乱窜,蛇一样在绝缘体表面爬。
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发表于 2019-9-13 18:35 | 显示全部楼层

RE: 我研发出仿“僧帽水母”平流层飞艇

leo-dg 发表于 2019-9-13 18:09
大量氢气泄漏你没机会重充了,爆炸了,静电无处不在,特别海拔高的地方。如果你在高原做过试验,你就知道 ...

氢气球你不点燃蒙皮会炸么?欧洲飞艇也商业飞行了一、二十年,还参加过空袭伦敦,那么容易炸,德国人敢军用么?
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