淺析我國(guó)浮空器的發(fā)展現(xiàn)狀

摘要：為滿足浮空器研制領(lǐng)域日益增長(zhǎng)的對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求，我們需要有針對(duì)性地開展浮空器標(biāo)準(zhǔn)化研究，制修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足浮空器研制對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求。

關(guān)鍵詞：浮空器;發(fā)展;技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1、我國(guó)浮空器的發(fā)展歷程

1976年，中國(guó)特種飛行器研究所開始浮空器方面的研制工作。中國(guó)特種飛行器研究所專門成立了飛艇研究室，進(jìn)行飛艇總體參數(shù)選擇、氣動(dòng)力設(shè)計(jì)、柔體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算等課題的研究，并根據(jù)多年的研究成果于1985年研制出我國(guó)第一艘無線電遙控飛艇，命名FK1。1986年～1988年，中國(guó)特種飛行器研究所開展了氣囊容積為300m3的FK2遙控飛艇方案設(shè)計(jì)和2600m3的FK3載人飛艇的設(shè)計(jì)工作。至此，浮空器的研究由初期的資料收集、理論研究發(fā)展到飛艇設(shè)計(jì)、制造、工藝、材料等多學(xué)科技術(shù)力量綜合發(fā)展的階段，為開發(fā)載人飛艇打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1989年，中國(guó)特種飛行器研究所聯(lián)合8家廠所組建了華航飛艇集團(tuán)，歷經(jīng)15個(gè)月的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試飛，為第十一屆北京亞運(yùn)會(huì)研制了一艘充氦載人飛艇，飛艇型號(hào)為FK4。這是我國(guó)航空史上的一個(gè)里程碑。它不僅填補(bǔ)了我國(guó)載人飛艇的空白，還為我國(guó)浮空器領(lǐng)域的研制積累了十分寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

上世紀(jì)90年代，由于載人飛艇市場(chǎng)的限制，其研制工作基本局限于技術(shù)研究層面。近10年中，我國(guó)的無線電遙控飛艇得到了迅猛發(fā)展。中國(guó)特種飛行器研究所在此期間先后研制了20多種型號(hào)100多艘遙控飛艇，全國(guó)陸續(xù)成立了10多家研制遙控飛艇的研制單位。由于系留氣球平臺(tái)可以搭載多種任務(wù)設(shè)備系留于空中，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與傳輸工作，在軍用和民用領(lǐng)域具有極好的應(yīng)用前景和使用價(jià)值，系留氣球平臺(tái)理論的研究工作也逐步開展起來。

進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)特種飛行器研究所于2002年完成了FK200載人飛艇設(shè)計(jì)工作，并于2004年成功研制出我國(guó)第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的移動(dòng)式系留氣球平臺(tái)，填補(bǔ)了我國(guó)該項(xiàng)航空產(chǎn)品的空白。平流層飛艇屬于浮空器發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域，這也是美俄日等航空發(fā)達(dá)國(guó)家正在研究的一個(gè)新領(lǐng)域。中國(guó)特種飛行器研究所密切關(guān)注國(guó)際先進(jìn)技術(shù)動(dòng)向，于2003年成功研制了平流層飛艇平臺(tái)低空試驗(yàn)艇，經(jīng)過試飛，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，并且達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

中國(guó)特種飛行器研究所作為國(guó)內(nèi)浮空器的主要研制單位，經(jīng)過30年的不斷探索與發(fā)展，已掌握了無線電遙控/自主控制飛艇、中小型載人飛艇和系留氣球平臺(tái)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。至今已研制多個(gè)系列的遙控飛艇、FK4型充氦載人飛艇、FK200型充氦載人飛艇、某型高空系留氣球、FK1XS小型系留氣球、某型飛艇平臺(tái)低空試驗(yàn)艇。目前正在進(jìn)行多種規(guī)格、不同用途的系留氣球平臺(tái)研制和平流層飛艇技術(shù)驗(yàn)證，所研制的產(chǎn)品基本覆蓋了整個(gè)浮空器研究領(lǐng)域。中國(guó)特種飛行器研究所在國(guó)內(nèi)浮空器研制領(lǐng)域始終進(jìn)行著開拓性的研究工作，并取得了一個(gè)又一個(gè)豐碩成果，使我國(guó)浮空器的研制水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距日益縮小。

2、國(guó)內(nèi)浮空器標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀

在我國(guó)，浮空器設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用技術(shù)得到了快速發(fā)展，其應(yīng)用市場(chǎng)也日益廣泛，與此同時(shí)，浮空器研制對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求也更加緊迫。因此，如何盡快制定我國(guó)浮空器標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)，保證產(chǎn)品研制質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)浮空器事業(yè)的發(fā)展，是浮空器領(lǐng)域廣大科研人員普遍關(guān)心的問題。目前，國(guó)內(nèi)浮空器標(biāo)準(zhǔn)有中國(guó)民用航空總局航空器適航司于1997年4月頒布的AC–21–08《載人自由氣球適航標(biāo)準(zhǔn)》和AC–21–09《飛艇適航標(biāo)準(zhǔn)》。從現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)來看，載人飛艇研制有3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)可參照，載人自由氣球（也稱為熱氣球）只有1項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)可參照，并且這些標(biāo)準(zhǔn)都是適航標(biāo)準(zhǔn)。目前，有關(guān)浮空器設(shè)計(jì)、制造工藝、試驗(yàn)、使用、維護(hù)和材料等方面的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還很少。我國(guó)的FK4型載人飛艇參照的標(biāo)準(zhǔn)是英國(guó)的《Q部軟式飛艇》，而遙控/自主控制飛艇、平流層飛艇和系留氣球平臺(tái)研制無標(biāo)準(zhǔn)可循。

3、浮空器領(lǐng)域?qū)?biāo)準(zhǔn)的需求

我國(guó)已有多家從事載人浮空器產(chǎn)品研制的單位，并且都有自己的型號(hào)產(chǎn)品，積累了一些設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用和管理經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)可為制定浮空器適航標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)支持，對(duì)于保證新產(chǎn)品的研制開發(fā)有著重要的意義。目前尚無適航標(biāo)準(zhǔn)的幾種浮空器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求體現(xiàn)在以下幾方面：

1）無線電遙控/自主控制飛艇

隨著自主控制飛艇研制技術(shù)的日趨成熟，可將這兩種飛艇歸為一類，適用同一項(xiàng)適航標(biāo)準(zhǔn)，即無線電遙控/自主控制飛艇適航標(biāo)準(zhǔn)。控制與飛行安全可靠性對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求尤為突出。

2）系留氣球平臺(tái)

系留氣球平臺(tái)在我國(guó)已得到實(shí)際應(yīng)用。系留氣球平臺(tái)的穩(wěn)定性、安全升空與回收、空中系留與地面系泊、雷電釋放等問題是系留氣球平臺(tái)適航標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。

3）載人系留氣球

載人系留氣球需制定其專門的適航標(biāo)準(zhǔn)，以保證載人飛行安全。

4）平流層飛艇

平流層飛艇適航標(biāo)準(zhǔn)可借鑒載人飛艇適航標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。

由于缺少浮空器設(shè)計(jì)與制造方面的標(biāo)準(zhǔn)，在浮空器的設(shè)計(jì)和制造過程中只能以技術(shù)資料為依據(jù)，部分參照飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造的標(biāo)準(zhǔn)。在浮空器總體設(shè)計(jì)、氣動(dòng)分析、強(qiáng)度計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各分系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要浮空器專用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);在制造過程中，浮空器的熱合、膠接、密封等制造工藝以及檢驗(yàn)等方面均應(yīng)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

4、結(jié)束語

為滿足浮空器研制領(lǐng)域日益增長(zhǎng)的對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求，我們需要有針對(duì)性地開展浮空器標(biāo)準(zhǔn)化研究，制修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足浮空器研制對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求。同時(shí)多年來我國(guó)浮空器的發(fā)展與技術(shù)沉淀，為制修訂各類浮空器標(biāo)準(zhǔn)奠定了良好的基礎(chǔ)。因此，進(jìn)一步開展浮空器標(biāo)準(zhǔn)化研究，必將使我國(guó)的浮空器領(lǐng)域邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：趙壘，主要從事浮空器全工藝流程及加工制作方法研究