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车载系留气球监测系统

技术简介

       车载系留气球监测系统是一种新型的空中通用信息平台,业界常被称之为继飞机、飞艇后的第三类航空器。自2008年研制成功以来,该系统先后完成2010年上海世博会、2010年广州亚运会和2014年珠海航展等大型集会公共安全保障任务。

       车载系留气球系统技术上已完全成熟。经过多年的军民品预研和开发,我单位已突破了包含系留气球在内的浮空平台研制主要技术障碍,解决了一系列系留气球设计生产的关键技术,在系留气球的总体设计、气动分析、强度设计、综合操控、放飞试验等方面在国内有着明显的技术优势,而且,通过成功开发多系列的系留气球型谱产品并投入实际使用,积累了大量的设计、生产与放飞实践经验。

       同时,建立了一支国内一流的系留气球专业技术队伍,配备了总体、气动、结构、强度、工艺、电子、系统、试验、测试等配套专业和相应的试验条件,拥有完善的球体加工、检测、试飞专用设备和保障设施,在国内拥有150多亩的浮空器放飞基地。

       系统由系留气球平台、任务应用系统两大部分组成,工作原理是利用机动式系留气球作为空中平台,搭载任务应用系统升空至一定高度,实现对重要目标的安全保障和重要区域的侦察监视。

       系留气球平台为任务应用系统提供承载平台,是本系统的核心,其主要由系留气球、系留缆绳组件、地面设备三大部分构成,按照运输单元划分,包括球体、锚泊车、氦气保障车三个部分,外形如图所示。





       气球平台的工作状态包括地面系泊、升空、空中系留、回收下降四种,其中气球平台的升空依靠充入气囊内部的轻于空气的气体产生浮力,克服其自身的重量,无需额外动力,实现空中的浮升;气球平台的空中系留、回收下降和地面系泊则使用锚泊车作为地面系留设备,通过系留缆绳在锚泊车内的约束和回收,实现气球平台在规定的任意高度层空中系留和地面系泊。




技术指标

1.系留气球平台主要技术指标:

      ●升空高度:最高1000m

      ●任务载重:≤220 kg 

      ●抗风能力:≤八级(空中系留状态)    ≤十级(地面系留状态) 

      ●最大收放速度:1m/s 

      ●供电方式:地面通过缆索供电 

      ●球上供电体制:28VDC、220VAC 

      ●球上总供电功率:≥5.5 kw 

      ●任务载荷总功率:≤4.0 kw 

      ●信号传输方式:光纤、无线 

      ●工作环境温度:-40℃~+50℃ 

      ●工作环境湿度:95%(30℃) 

      ●连续留空时间:15天 

      ●可靠性要求:MTBF≥400h 

      ●维修性要求:MTTR≤60min

      ●电磁兼容性:满足任务系统对电磁兼容性要求

      ●标准化要求:符合国标的相关规定

      ●安全性要求:异常报警、灯光标识、应急回收、误操作保护

      ●道路运输要求:满足3级公路和一般铁路运输要求 

2、任务应用系统主要技术指标:

      可搭载光电、红外、通信、预警、导航等任务系统,系统技术指标可根据具体应用需求而定。


技术特点

      车载系留气球系统是一种新型的空中信息平台,同无人机、直升机等飞行器相比,它不带动力、完全依靠自身浮力升空、通过缆绳约束实现预定高度的定点悬浮作业,具有部署灵活机动、覆盖面积大、留空时间长、效能费用比高、载荷通用性强等特点,能够适应城市、山区、丛林、海上、荒漠等多种环境,广泛用于预警探测、对地观测、侦察对抗、通信中继、安防监控、环境监测等领域,可实现对军用目标、城市重点区域、森林地区、旅游景区、海面等特定目标或区域的定点监控、探测、通信、干扰等,达到应急通信指挥、应急预警监控、安保、反恐、森林防火、防灾减灾等目的,也可与其它通信、监控等平台相互补充,有效增强机动监控等效能,提高动态预警能力。

       1)部署灵活机动

       无需修建专门阵地,不受起降场地限制,并可机动灵活转移,可实现4小时内的快速布防,系统使用、维护和保障方便。

       2)覆盖面积大

       最高可升空1000米,可避免地球曲率和地面高楼的遮挡,探测范围大。

       3)留空时间长

       最长可连续留空工作15天以上,实现24小时全天候工作,明显高于同载重类别的升力型航空器。

       4)效能费用比高

       采购、使用维护等全寿命周期成本低,无需动力,无污染,安全性高。

       5)载荷通用性强

       最大载重达到220公斤,标准的结构接口和电讯接口,适合搭载各种类型任务载荷


预期效益

       作为通用的空中平台,本系统技术成熟度较高。目前,国内外已将系留气球广泛用于军事、民用领域。尤其,当前我国面临的反恐形势异常严峻,特别是新疆地区,地广人稀,很难依赖于传统的站岗放哨形式维护社会安全,急需现代化高科技辅助手段。本产品结合“大安全、大防务”的发展方向,从系统级角度出发,提出了区域性公共安全问题的系统性解决方案。通过高空定点监视、机动监视等手段,构建完整的监视和应急通信系统。该系统研制成功后应用于国内民防领域,可在反恐应急和灾区应急中发挥极其重要作用,社会效益显著。

       本技术产品已广泛应用于上海世博会、广州亚运会等公共安全领域,为开拓安防、人防、边防等市场奠定了良好基础,预计未来数年,民用市场领域的开拓能够为地方经济带来数以十亿计的收入和上亿元的税收,为区域内创造数百人的就业机会,并带动囊体材料、飞控计算机、特种电源等地方相关配套产业集群式发展,对促进国民经济发展和工业转型有重要意义。