El balioninis zondas arba stratosferinis balionas yra balionas, galintis judėti palei stratosfera fiksuoti informaciją apie aplinką. Stratosfera yra 11–50 kilometrų aukštyje ir yra ozono sluoksnio vieta. Zondo baliono unikalumas yra tai, kad jis ilgą laiką gali atlikti stabilius skrydžius didelėje atmosferos dalyje kaip mokslinių tyrimų įrankis. Kitos transporto priemonės, tokios kaip lėktuvai ar zondų raketos, negali tam tikrą laiką stovėti pakankamai aukštai, kad gautų pakankamai informacijos.
Šiame straipsnyje mes paaiškinsime visas baliono zondo savybes, naudingumą ir naudojimą.
pagrindinės funkcijos
Šio zondo baliono veikimas pagrįstas Archimedo principu. Jis naudojasi lengvesnės už orą dujų didėjimo jėga. Kaip visada, vandenilis arba helis yra naudojami pakankama proporcija, kad galėtumėte išplėsti šildytuvą atmosferoje. Jame yra sistema, sudaryta iš dviejų pagrindinių komponentų: paties oro baliono ir vadinamojo skrydžio traukinio, kuriame yra reikalingi instrumentai, kad gautų informaciją iš tyrimo.
Pažiūrėkime, kokius instrumentus turite gauti informacijai:
- Jis turi mechanizmą, skirtą atskirti naudingąją apkrovą.
- Tai turi parašiutu, kad galėtų atsigauti ir instrumentus pamažu ir jo nepažeisdamas.
- Jis turi ryšių sistemą, kad būtų galima iškart priimti ir perduoti komandas žemės rutulį, taip pat laive esančius instrumentus.
- Jo telemetrijos sistema gali labai tiksliai išmatuoti visos sistemos aukštį, temperatūrą, slėgį ir padėtį bet kuriame aukštyje.
- Jis turi pasyvų reflektorių kaip radaras.
- Jis turi įvairius balasto pasirinkimo mechanizmus.
- Pagrindinis jo energijos šaltinis yra baterijos, o ilgesnėms kelionėms - saulės baterijos.
Priklausomai nuo stebėjimų pobūdžio, naudingoji apkrova paprastai dedama į konteinerio konstrukciją, vadinamą gondola. Gondola pirmiausia gali būti naudojama matavimo priemonėms apsaugoti. Šios vestuvės yra atsakingos už poveikio nusileidimui sušvelninimą arba yra naudingos kaip labai tikslių nukreipimo mechanizmų ar slėginių indų sujungimas.
Balioninio zondo tipai
Priklausomai nuo pagrindinio tikslo, yra daugybė balioninių kateterių tipų. Be formų, dydžio, medžiagos ar konstrukcijos būdo, mes apsiribosime zondo balionų tipų skirstymu pagal jų funkcionalumą. Yra atviri ir uždari zondo balionai.
Atviri zondo balionai taip pat žinomi nulinio slėgio pavadinimu. Jų apatinė dalis yra atvira taip, kad pakilus dujoms jos išsiplečia, kol pasiekia pusiausvyros būseną tarp išorinio ir vidinio slėgio. Bet koks vidinio slėgio padidėjimas dėl saulės sukurto kaitinimo automatiškai kompensuojamas natūraliu dujų išleidimu iš apatinės dalies arba išleidžiant prie jos pritvirtintus vamzdžius.
Uždari zondo balionai yra tie, kurie žinomi super slėgio pavadinimu. Tai yra visiškai uždari ir vandeniui nelaidūs skyriai, neleidžiantys patekti orui ar dujoms. Kai pakilimo metu padidėja vidinis slėgis, jį palaiko sustiprintas baliono gaubtas. Šis vokas gali išsiplėsti taip, kad pasiektų maksimalų tašką ir patektų į pusiausvyros būseną, neleisdamas sau pakilti.
Medžiagos ir konstrukcija
Zondo balionas sukonstruotas iš įvairių plastikinio pobūdžio medžiagų. Vienas iš jų yra polietileno ir kitos daugiasluoksnės kompozicijos su įvairiais iš jų gautais junginiais. Paprastai jis apdorojamas tik kelių mikronų storio plėvelėmis. Tai daro juos ypač lengvus ir atsparius plastikus, kurie atlaiko įvairias sąlygas, nors jie yra gana subtilūs.
Šio tipo zondo baliono gamybai supjaustomi įvairūs minėtos medžiagos segmentai ir jie sujungiami tam tikros rūšies šiluma su klijais, kurie yra specialiai pagaminti tam, kad praplautų per daug svorio balionu. Viršutinė dalis pritvirtinta ir pridedama plastikinės medžiagos plokštė, kuri bus naudojama balionui montuoti prieš paleidžiant vožtuvą. Tai padeda išleisti dujas. Dugne, uždedamas aliuminio žiedas, kuris jį uždaro, nors ir ne visiškai, o likęs skrydžio traukinys yra užsikabinęs.
Norint pastatyti tokio tipo zondo balioną, reikalinga didžiulė infrastruktūra, kurioje yra didelės darbo vietos apatinės dalies pjovimui ir klijavimui. Šiuo metu yra nedaug įmonių, galinčių jas kurti. Tai užima maždaug milijoną kubinių metrų tūrį, o kai baigsite, jų polietileno plotas yra keli hektarai.
Paleisti zondo balioną
Pagrindinis paleidimo etapo tikslas yra sugebėti pasiekti vertikalų pakilimą nepažeidžiant baliono. Yra įvairių paleidimo būdų. Kiekvienas iš jų skiriasi iš esmės priklausomai nuo infrastruktūros, kurioje jis yra. Turime atsižvelgti į atmosferos sąlygas, gabenamo naudingo krovinio rūšis ir paleidžiamo baliono tūris.
Šie paleidimo tipai yra suskirstyti į du tipus: statinis paleidimas, kai pripūsto baliono padėtis sureguliuojama taip, kad jis natūraliai sėdėtų ant savo krovinio. Dinaminis paleidimas yra tas, kai raketos pakėlimo mašina naudojama pakeliant krovinį po balionu, kad jis galėtų patekti.
Baliono pakilimo metu jis pradeda krautis greičiu, susijusiu su rinkinio svoriu ir papildomu dujų kiekiu, kuris burbulas įpurškiamas infliacijos metu, kuris vadinamas laisvu impulsu. Pavojingiausia skrydžio dalis yra ta, kurioje jis pasiekia tropopauzę. Čia yra temperatūros inversija, dėl kurios vilkai gali sukelti tam tikrų gedimų.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie zondo balioną.