El повітряна куля зонда або стратосферна куля - це повітряна куля, здатна рухатися вздовж стратосфера для збору інформації про навколишнє середовище. Стратосфера розташована на висоті від 11 до 50 кілометрів і там знаходиться озоновий шар. Унікальність зондового аеростана полягає в тому, що він служить інструментом наукових досліджень завдяки здатності тривалий час виконувати стабільні польоти у значній частині атмосфери. Інші транспортні засоби, такі як літаки або ракети-зонди, не можуть залишатися на достатній час у висоті, щоб мати змогу отримати достатньо інформації.
У цій статті ми розповімо про всі функції, корисність та спосіб використання балонного зонда.
ключові особливості
Робота цього зондового аеростата базується на принципі Архімеда. Він використовує висхідну тягу, яку здійснює газ, легший за повітря. Як завжди, водень або гелій використовуються в достатній пропорції, щоб можна було розширити нагрівач в атмосфері. Він має систему з двома основними компонентами: сам аеростат та так званий льотний поїзд, де знаходяться необхідні прилади для отримання інформації від слідства.
Давайте подивимося, які інструменти вам потрібні для отримання інформації:
- Він має механізм, який служить для розділення корисного навантаження.
- Він має парашут, щоб мати можливість відновити та інструменти потроху і не пошкоджуючи його.
- Він має систему зв'язку, щоб мати змогу отримувати та передавати команди миттєво як для земної кулі, а також приладів на борту.
- Його телеметрична система здатна з великою точністю вимірювати висоту, температуру, тиск і положення всієї системи на будь-якій висоті.
- Він має пасивний відбивач, як радар.
- Він має різні механізми вибору баласту.
- Основним джерелом живлення є акумулятори та сонячні батареї для довших поїздок.
Залежно від характеру спостережень, корисне навантаження зазвичай розміщується в контейнерній конструкції, яка називається гондолою. Гондолу можна використовувати в основному для захисту засобів вимірювань. Це весілля відповідає за пом'якшення удару при посадці або корисне як вбудовування дуже точних вказівних механізмів або контейнерів під тиском.
Типи аеростатних зондів
Існує безліч типів балонних катетерів залежно від основної мети. Окрім різновидів, що існують за формою, розміром, матеріалом або способом конструкції, ми обмежимось розподілом типів зондових аеростатів відповідно до їх функціональних можливостей. Існують відкриті та закриті аеростати зонда.
Аеростати з відкритим зондом також відомі під назвою нульовий тиск. Нижня їх частина відкрита таким чином, що коли газ піднімається, він розширюється, поки не досягає стану рівноваги між зовнішнім і внутрішнім тиском. Будь-яке підвищення внутрішнього тиску внаслідок нагрівання, яке виробляється сонцем, автоматично компенсується природним відведенням газу з нижньої частини або прикріпленими до нього вентиляційними трубами.
Балони із закритим зондом - це ті, які відомі під назвою надтиск. Це повністю закриті та водонепроникні відсіки, які не дозволяють повітрю надходити або газу виходити. Коли спостерігається збільшення внутрішнього тиску під час підйому, він підтримується посиленою оболонкою повітряної кулі. Ця оболонка здатна розширюватися таким чином, що вона досягає максимальної точки і переходить у стан рівноваги, не даючи собі підніматися.
Матеріали та конструкція
Балон-зонд побудований з різних матеріалів, що мають пластичну природу. Однією з них є поліетилен та інші багатошарові композиції з різними похідними сполуками. Зазвичай його обробляють плівками, товщина яких становить лише кілька мікрон. Це робить їх надзвичайно легкими та стійкими пластмасами, які витримують різні умови, хоча і досить делікатні в поводженні.
Для виготовлення цього типу зондових балонів різні сегменти згаданого матеріалу вирізаються і з'єднуються за допомогою певного типу нагрівання з клеєм, спеціально виготовленим для припливу занадто великої ваги до балона. Верхня частина кріпиться і додається пластикова пластина, яка буде служити для кріплення аеростата перед запуском клапана. Це служить для виходу газу. На дні, розміщується алюмінієве кільце, яке його закриває, хоч і не повністю, а решта рейсового поїзда підключена.
Для побудови цього типу зондових аеростатів потрібна величезна інфраструктура, яка має великі робочі місця для різання та склеювання нижньої частини кузова. В даний час існує мало компаній, здатних їх будувати. Це займає приблизно обсяг близько мільйона кубічних метрів, і, закінчивши, мають повну поліетиленову площу в кілька гектарів.
Запуск повітряної кулі зонда
Основною метою етапу запуску є можливість досягти вертикального підйому без пошкодження аеростата. Існують різні техніки запуску. Кожен з них істотно варіюється залежно від інфраструктури, де він знаходиться. Ми повинні враховувати атмосферні умови, тип корисного навантаження, яке потрібно транспортувати, та об’єм аеростата, що підлягає запуску.
Ці типи запуску зводяться до двох типів: статичний запуск, при якому положення надутого аеростата регулюється таким чином, щоб він, природно, сидів на своєму навантаженні. Динамічний запуск полягає в тому, що ракета-носій використовується з вантажем під аеростатом під час підйому, щоб змусити його взяти доступ.
Під час підйому аеростата він починає заряджатися зі швидкістю, пов'язаною з вагою набору та зайвою кількістю газу, яка міхур вводиться під час надування, яке називається вільним імпульсом. Найнебезпечніша частина польоту - це та, коли вона досягає тропопаузи. Саме тут відбувається інверсія температури, яка може спричинити деякі збої у вовків.
Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете дізнатись більше про повітряну кулю зонда.