平流层飞艇热力学模型和上升过程仿真分析

摘要

本文建立了平流层飞艇的热力学控制模型，并采用该模型对飞艇的上升过程进行了仿真分析。分析表明，飞艇上升过程中的热力学和动态传热过程对飞艇的浮力和飞行控制有重要影响；飞艇上升过程中，为保持艇内外压差，需维持较大的空气出流量，艇内气体随外界压力降低膨胀做功，飞艇会处于较大的超冷状态，飞艇与外界大气的对流换热和日照条件下吸收太阳热辐射能量，可减轻飞艇的超冷状态；飞艇上升速率越快，艇内外气体温差越大，飞艇超冷状态越严重，净静升力降低越大。