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产品介绍

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载重飞艇

警用飞艇

载重飞艇

  中国科学院浮空器系统研究发展中心(简称浮空器研发中心)是中国科学院为适应浮空器领域技术发展和应用需要,依托光电研究院,集中国科学院高能所、长春应化所、大气所、大化所、技物所等院内科技力量组建的新型研发机构。目标是突破浮空器领域中的重大科学问题与核心关键技术,提升中科院在浮空器领域的核心竞争能力、重大工程与系统性任务的总体能力、引领新概念新应用方向能力和配套技术支持能力,成为促进浮空器技术及应用发展国际知名的浮空器研发机构

  浮空器研发中心是中国浮空器领域的开拓者和领航者,致力于开展浮空器技术研究与应用几十年,在浮空器系统总体、气球/飞艇结构、高性能囊体复合材料、飞行控制、动力推进、能源、测控、柔性结构加工、系统集成测试、浮空器发放与回收、大气环境、载荷应用等专业积累了深厚的技术基础和丰富的实战经验。近年来,浮空器研发中心承担了多个国家重大型号与专项任务,打造形成了研发实力雄厚、人员队伍高素质、学科布局合理、基础设施配套的工程技术中心

  浮空器研发中心始终把人才资源作为第一资源,建立了一支专业结构合理、素质精良、具有较强创新能力的科研人才队伍;注重发挥优势力量,并与国内外浮空器相关专业技术优势单位建立了长期的合作机制,通过实施国家重大项目任务,牵引带动浮空器囊体材料、能源、平流层大气环境等相关单项关键技术发展,积极发挥中科院学科、技术、人员等资源优势,努力提供全链路系统应用解决方案

  在各级领导和社会各界人士的关心和支持下,浮空器研发中心努力发展成为国际知名的浮空器研发机构,为浮空器事业的发展做出更大贡献

  近年来,浮空器研发中心在承担国家系留气球、平流层试验飞艇、光电一体演示飞艇、超压球创新等技术研究与工程项目的同时,并行开展了浮空器浮空器试验基地建设和生产工艺装备的建设,经多年发展,在浮空器系统研制加工与装调集成测试、系统设计与仿真分析等科研能力、系统或设备实验测试以及外场飞行试验等方面有了长足发展,并与国内多家单位开展了相关的合作,取得很好的成果,奠定了浮空器研发中心在国内浮空器领域的领跑地位

  浮空器研发中心的基础设施位于航天城新技术基地,浮空器研发基地面积6000平方米,包括国内最大的加工车间(200×12米)和艇库(集成测试大厅80×45×45米),发展空间广阔,具备大尺度柔性体加工生产、系统集成与试验能力,研制形成了多个具有自主知识产权的飞艇、系留气球及各种充气结构等浮空产品,集成测试大厅配备有大型作业设备与调试设备,可为中大型浮空平台及设备内场的集成、测试提供保障,目前已为多家单位提供测试保障条件

  浮空器研发中心利用现有完善的软硬件条件建设,针对系留气球、常规布局飞艇、非常规浮空器如碟形飞艇及多囊体浮升一体飞艇、超压气球等多种浮空平台,开展了大量系统气动建模仿真分析、结构建模有限元分析等工作,另外由于浮空器多为柔性与刚性结合的飞行平台,飞行过程导致变形,这对浮空器的气动设计存在很大影响,因此开展了多种飞艇型号的囊体、螺旋桨等整体与部件流固耦合研究与仿真分析

  浮空器系统的仿真分析不仅对于浮空器的总体方案设计具有非常重要的作用,而且对于开展飞艇建模仿真、建立飞行控制算法与策略等飞控技术的研究也有关键作用,提升浮空器研发中心在该领域的科研实力水平

  浮空器研发中心在系统实验与测试领域开展了多方面的技术研究与测试工作,提具备较完善的软件与硬件条件保障能力,如在柔性材料工艺测试与设备高低温环境试验、能源系统测试、动力推进系统测试等学科领域,深入开展了技术研究,并通过与国内多家优势单位开展合作,一方面积累了丰富的系统实验测试经验,另一方面带动学科领域发展,促进科研成果的应用

  双向拉伸试验机双向拉伸试验机是专门用于浮空器囊体材料双向拉伸测试的设备,设备可测量应变范围在0.2%~

  的试样,可显示材料拉伸后的理论加载谱和实际加载谱、力传感器时程曲线、液压缸位移曲线、应变(全局)时程曲线、应力应变(全局)曲线、位移计位移曲线、应变(局部)时程曲线、应力应变(局部)曲线、应力应变(局部)曲线、应变(全局与局部)对比时程曲线等多条曲线。功能与技术具体指标

  动静态万能材料试验机动静态万能材料试验机是可以测试织物材料、金属材料以及其它多种材料的单向拉伸、断裂等性能的设备,目前此设备已被用于多个浮空器型号的囊体材料、连接接头、锚泊系索、扁带、套带、刚性结构件等的力学性能测试和验证

  非接触应变测量系统非接触应变测量系统用于各种材料的应变测量,也可用于物体的三维建模(可测得物体的绝对尺寸),特别适合于浮空器球体的应变检测,设备利用数字图像相关性原理,采用2D/3D的数字图像相关性运算法则,通过对被测对象图像数据进行分析处理,进而得到位移和应变结果,并以动画形式显示应变过程,测量者可方便了解试件应变的分布情况。系统由图像数据采集系统、数据处理、存储与显示系统组成

  平流层飞艇和高空气球均需要在几千米到几十千米的高度飞行,平流层的气温、气压低均与地面环境差异很大,高低温低气压环模试验箱可以很有效的模拟平流层大气环境,为飞艇、高空气球的实验设备和载荷提供一个类似平流层环境的平台。现阶段浮空器研发中心依靠高低温低气压环模试验箱为囊体材料、风机、阀门、飞控电路板以及其它众多结构件提供了一个稳定的、可靠的流层大气环境的模拟实验平台

  平流层飞艇能源系统功率大、电压高,浮空器研发中心研发了能源管理测试平台,可应用于大功率电源系统测试,如平流层飞艇和卫星电源系统测试。能源管理系统测试平台是个柔性测试平台,具有较好的可移植性和扩展性,能够通过增减、替换和升级能源系统自动测试平台中的各种单元模块,达到运用不同控制策略和控制结构体系对浮空器能源管理系统进行控制。同时通过测试软件,利用太阳能电池阵模拟器、电子负载等构成浮空器能源测试、评估系统。该系统可以配合其他仿真软件,模拟仿真浮空器实际在轨运行能源供应和浮空器负载的各种状态和变化,对电源系统的各种性能参数进行自动地测量和评估,系统可以支持电压0-600V,电流

  浮空器研发中心在太阳能电池和储能电池系统测试方面具备优良的测试条件,配有高精度的I-V曲线测试仪、示波器、绝缘电阻测试仪、直流电子负载等一系列满足国家和国际标准要求的专业测试设备,能够根据各类不同浮空器的应用特点设计合理的测试方案,经测试合格的产品保障了实际浮空器的飞行需求

  太阳能电池单体、组件、阵列的电性能与力学性能测试,柔性薄膜太阳能电池工作环境适应性测试;面积数百平米级太阳能电池阵列在体积数万立方米级浮空器上的铺装工艺流程测试、热控效果测试;空间用太阳能电池标准片的定标测试等系统性测试

  在储能电池测试方面,测试项目包括:高电压、大容量储能电池组的容量测试、充放电效率测试及绝缘测试;储能电池组与飞艇特性负载的匹配性能测试;储能电池组的充放电环境适应性、安全性及其力学环境性能测试,测试完成并经飞行验证的低空飞艇和高空飞艇用高电压大容量储能电池测试系统达到了国内领先水平

  浮空器研发中心自2007年始,自主研制了两套综合试验台测试系统,采用集拉力、转速、扭矩与一体的三参数传感器,直接测量螺旋桨的转速、输入扭矩和产生的拉力,系统主要用于验证发动机/电动机、减速器以及螺旋桨三者之间的转速-功率匹配性和动力推进系统长期运行的可靠性,目前利用试验台开展了多个型号的飞艇动力推进系统的测试工作,取得了良好的效果,为浮空器系统参数设计提供了重要依据

  中国科学院浮空器飞行试验基地正在内蒙古四子王旗建设中,,占地面积约600亩。飞行试验基地包括浮空器总装试验专用艇库、浮空器发放场地、测控指挥楼,并配备有相应的试验保障设备。飞行试验基地建设完成后,飞行试验能力将覆盖平流层飞艇、中低空飞艇、高空气球、超压气球、系留气球等多类型浮空器的外场飞行试验

  浮空器研发中心是目前国内唯一全面掌握高空气球技术的研究机构,已在国内外开展高空气球飞行试验200多次,达到国际先进水平,具有成熟的高空气球系统设计、生产、发放和回收能力;在中低空飞艇领域,研制形成了KF05/06、KF13、KF15/16、KF31、KF47等系列飞艇,并顺利完成了不同型号的飞行试验,包括研制成功国内最大电力推进飞艇;在平流层飞艇领域,我们承担了国家重大专项的研制任务,率先实现了平流层飞艇动力飞行,研制完成了KFG-30、KFG-44、KFG-69、KFG-79、KFG-108等系列飞艇,目前我们正在研制较长时间驻空平流层飞艇;在系留气球领域,研制形成了KX-W5、KX-W15、KX-10、KX-16、KX-31、KX-45等型号产品,具备5-10000m3体积,包括便携型、小型、中型、大型、超大型系留气球系统的研发能力

  KFPilot飞艇专用的小型多功能自动驾驶仪,KFPilot自动驾驶仪是一款完全自主研发的飞艇用微型无人自动驾驶仪,于2010年首飞成功。目前该自动驾驶仪已在多艘低空小型飞艇完成飞行试验,取得了良好的控制效果。该自动驾驶仪注重微型化、低成本和通用性,除可满足飞艇的飞行控制、压力控制需求外,还可针对小型无人机、旋翼机通过更换软件固件的方式加以支持

  除此以外,浮空器研发中心还开展其他具有应用价值和规模的亚轨道飞行器的研究、其它各类特殊充气结构,以及相关配套技术的研究,推动相关技术发展和在国防、科学研究和国民经济中的应用。同时,浮空器研发中心聚焦浮空器行业应用,为用户提供系统性解决方案,积极提供浮空器配套应用技术与服务,满足社会用户需求

  飞艇系统一般由艇体系统、控制系统、测控系统、动力系统、能源系统等组成。中低空飞艇因其续航时间长、飞行状态稳定、安全可靠性高等特点,可选配搭载相应的任务载荷系统,广泛应用于低空对地观测和遥感数据获取、数字城市建设、国土资源监察、生态环保监测、矿产资源勘探、大气污染监测、空中科学试验、石油管线监控、电力线路巡检和架线作业等领域

  近年来,我们结合行业需求,形成了基于飞艇平台的典型型号的飞艇对地观测系统或其他任务系统,获取图像与数据,满足用户需求,发掘并带动飞艇市场,下表为浮空器研发中心中低空与平流层飞艇型号

  飞艇是浮空器研发中心研制的一种中小型多功能无人驾驶电动飞艇,有效载荷10公斤,地面存放和运输方便,能适应经常改变起降场地的飞行任务,维护简单、性能稳定、品质优良。艇体采用先进层压气囊材料,承压能力强、气密性好,具备遥控,自驾双重控制模式,可携带多型号载荷完成不同任务,目前已在北京、上海、山西等地开展过测绘、大比例尺制图航拍任务。系统具体配置如下

  标配飞艇专用的KFpilot自动驾驶系统,可根据作业要求设置飞行航线和任务指令,自动执行任务

  高空气球是飞行于平流层高度的运载工具和试验平台,飞行高度高、载重大、成本低、准备周期短。中科院从上世纪70年代末开始发展高空气球,建成了我国的高空科学气球系统并开始应用于科学观测和研究,是目前国内唯一全面掌握高空气球技术的单位,具有成熟的高空气球系统设计、生产、发放和回收能力。气球体积已形成从千立方米到40万立方米的系列,最大可制造60万立方米气球,发放能力达到2000公斤,飞行高度42公里,同时还具有实施中小规模气球系统流动发放的能力

  高空科学气球系统可应用于多学科实验研究,包括宇宙线、空间硬X和γ射线天文、红外天文、空间物理、空间生物和遗传等领域,是新型空间设备与仪器在空间环境下进行性能验证的有效手段,浮空器研发中心仍将利用现有的高空气球设施为国内各方面用户提供技术服务,并继续开展更高空气球技术的研究,包括更长航时超压气球以及更大载重、更高升限的气球飞行技术研究

  超压气球与零压气球一样依靠浮力升空、借助风力飘飞,无需动力。与零压气球不同的是,超压气球球体封闭且耐压能力大大加强,在昼夜飞行中不需要排气或释放压舱物,从而一方面可实现长航时飞行,另一方面可以维持稳定的高度。超压气球具有升限高、载重大、飞行时间长、使用成本低、飞行高度稳定的优点,可实现一定程度的轨迹控制,搭载空间探测、对地观测、通信中继等多种载荷执行长航时飞行任务,具有在临近空间长航时滞空、大规模组网应用的独特优势,应用前景广泛

  系留气球是缆索栓系的无动力浮空平台,与其他高低空飞行器相比,系留气球具有滞空时间长(连续滞空时间从几天至一个月),耐候性强,部署简单灵活,造价和维护费用低廉等特点。作为极佳的中低空平台,有着非常广泛的应用,可以用于大气和环境检测、中低空通讯中继、对地观测与监视,还可以作为应急指挥空中平台,为灾前预警和灾后救援提供支持

  10-5000立方米体积,最大升空高度3000米的系列设计、生产、发放和回收能力,形成了小型单兵系留气球、可快速部署小型系留气球等多种型号的产品类型,在实际应用中得到用户的广泛认可,同时,我们也可以根据用户需求进行新型产品的设计研发,满足用户的特殊应用需求

  注:表格中标注颜色部分为现有艇型或基本与现有艇型相似的艇型;白色部分为根据用户需求可扩展型号

  小型单兵系留气球是一种方便部署、快速展开的系留浮空器,小型单兵系留气球主要由球体、缆绳、绞盘以及载荷系统组成。绞盘通过地锚或重物固定于地面,控制缆绳的收放,缆绳连接球体底部,载荷吊挂于球体下方的缆绳分支处。球体后部有风兜,用于在风中稳定球体,气球体积:5~12立方米,载重能力2~4千克,最大升空高度100米,球体直径2.5~3.3米,由1~2人即可操作实施,用气量少,升降快速方便,适合城市、海洋、偏远地区等多种环境

  小型单兵系留气球可携带数公斤载荷长时间驻留于百米量级的空中,部署快捷、升降迅速、操作方便,可满足多种军用或民用需求,可使用于城市、海洋、边远地区等多类环境中,可携带载荷用于空中监视、通信中继、安保、农业植保、海洋渔业监视等。试验和使用情况证明,该小型单兵系留气球可携带光学等载荷驻留于空中,其稳定度满足载荷的工作要求,部署时间、升降速度、操作难度均收到用户的肯定

  /红外、微波、大气探测等传感器或通信中继等载荷可用于对地观测、预警监视、大气环境监测和通信中继等军民应用

  自驾仪产品及应用浮空器研发中心自主研发了飞艇专用的微型自动驾驶仪(KFPilot自动驾驶仪),已在应用与多艘低空飞艇。该自动驾驶仪设计,注重微型化、低成本和通用性,除可满足飞艇的飞行控制和艇体压力控制需求外,还可针对小型无人机、旋翼机,通过更换软件固件的方式加以支持

  该自动驾驶仪由核心板和扩展板组成,核心板仅重80g,可以完成飞行控制基本功能,适用于对重量要求苛刻的微型无人机场合。通过扩展板的扩展后

  可以完成诸如压力控制、CAN总线、UART扩展、遥控/自驾硬件切换等功能,还可根据用户需求定制扩展板,完成载荷控制等特殊需求

  基于PowerePC的MPC5554汽车级CPU,具备超强的运算能力和丰富外围接口能力

  支持20km、38400bps下行速率、5Hz更新速度的的优秀的通讯电台

  充气结构在航空航天和国门经济发展方面有着广泛的用途,例如在空间大型构架和遮阳结构、人造天体、气球卫星、行星探测气球、太阳帆、宇航服、行星大气再入气动减速和着陆缓冲装置等方面有广泛的发展应用前景,气球中心在08年开始开展空间充气可展结构技术研究,开展了空间天线充气展开过程动力学仿真与技术研究

  同时,浮空器研发中心利用浮空器加工生产的经验与技术优势,近十年,浮空器中心设计并制造了不同尺寸、不同规格外形的充气结构,包括国庆用充气灯笼、南瓜形超压球模型、探空气球、充气飞碟、馈源保护气囊等共700多个各种类型的浮空器产品、特殊构型充气结构产品等,提供给上海航天、柳州航天科工、北京航空航天大学、中电54所、中科院大气所等多家单位,应用于国防建设安全、国民经济发展、科学研究等多个领域

  例如,在科学研究领域,浮空器研发中心为国内某单位研制了中微子探测试验球,中微子研究是国际粒子物理研究的热点,也是唯一有实验证据超出粒子物理标准模型,可以取得重大突破的方向,是粒子物理、天体物理和宇宙学研究的交叉

  在电子科技领域,我们根据客户需求,为国内某单位研制了馈源保护气囊,用于雷达上保护馈源的气囊。馈源保护气囊将使馈源有更长的使用寿命和更好的接收性能

  4合作篇经过多年发展,浮空器研发中心不仅巩固了在高空气球的领先地位,而且发展推出了KX系列系留球系统,KF系列中低空飞艇、KFG系列平流层飞艇,KFpilot自动驾驶仪等多种类型的浮空器领域的产品,满足国民经济、社会发展、科学探测、安保监视、电子通信、环保污染监测等多行业和领域应用需求,奠定了在浮空器行业领域的领跑地位

  欢迎社会各界前来洽谈业务,我们可以为您提供全方位全链路的应用解决方案。由用户提出应用需求,浮空器研发中心完成方案设计、系统研制、应用实施等全链路工作,也可以采用其他层面的合作模式,共同推动浮空器技术的发展与应用

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