新型平流层飞艇定点热特性研究

摘要

提出一种新型的飞艇定点调节方案,并对该方案的定点调节模型进行静力学和热力学建模。在此基础上基于龙哥库塔法对所建立的模型进行计算,获得飞艇外膜、主氦气及副氦气温度变化曲线,并研究了日照时间、季节对上述结果的影响。研究结果表明:在定点过程中膜的温度、主氦气温度、副氦气温度随时间变化呈先增大,然后减小的趋势,其中膜的温度最低,主氦气温度和副氦气温度较为接近,三者温度都在13点左右达到最大值。同时,冬至日时,三者的温度都较夏至日时温度低,且三者的温差更大。不同纬度下膜的温度、主氦气温度、超压氦气温度变化趋势大体相同,随着纬度的增大,膜的温度、主氦气温度、超压氦气温度变化时长随纬度的增大而增大,但温度最大值随纬度的增大略微下降,这与不同纬度下太阳辐射强度的变化一致。同时,超压氦气最小质量随纬度的增大而增大,但增大幅度较小。进一步,纬度相对于季节来说对上述温度的影响较小。该研究结果对飞艇的定点飞行控制及热性能研究提供了技术参考。