神秘的Thunderhead气球系统

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杜千仟 浮空飞行器 2020年02月12日 15:12 北京
Luis Eduardo Pacheco

这个月的气球发射速度缓慢，让我有更多空间来深入分析这些特定气球的性质。

我们对Thunderhead系统了解有多少？实际上并不多。

最开始在飞行试验跟踪网站上看到由Raven Aerostar公司开发的新型长航时气球系统时，我就一直尝试获取更多相关信息。然而，我在这件事情上的尝试总是以各种方式告终，比如预先准备好的新闻稿、礼貌性的回复以及一些大公司的避而不谈。但是，在收集了许多来源的数据，如技术文章、专业研讨会的展示和其他一些材料后，我对这个系统进行了详细阐述，希望可以让您对它有所了解。

Thunderhead 气球系统是由Raven Aerostar公司开发，旨在为长时间平流层任务提供可操纵的多用途平台，它具有导航和在相关地区进行持续飞行的能力。气球可以单独飞行或者协同飞行，以支持各种需求，包括情报收集、监视和侦查；作为卫星通信的替代方案或对地面、海洋和环境目标进行调查。

该系统的核心是一个超压气球，下面挂载一个包含有效载荷、飞行系统和太阳能电池板的吊舱。

气球是一个泵形的超压模型，由聚乙烯制成，有两种配置：体积为64,000立方英尺的Thunderhead 200 SPB和体积为400.000立方英尺的Thunderhead 400 SPB。第一种可以在50至65kft的高度飞行，第二种可以在75至92kft之间漂浮，远在商用客机和天气现象层以上。两种型号的有效载荷都可达125磅。主气囊使用氦气充气，一旦到达漂浮高度，它就会膨胀并加压，变成南瓜形状。在主气囊内部有一个更小的气球，称为副气囊，它是Thunderhead操纵系统的核心。空气通过一个特制的泵进入副气囊，使气球改变重量，从而可以上升或者下降。虽然不能直接控制航向或速度，但这些高度变化允许气球利用不同高度的不同风型进行导航。气球的顶部还装有一个用来放出氦气的阀门。该系统的飞行时间从几个小时到30多天不等。

仪表吊舱直接安装在气球下方，它由轻质材料构成，大小可能不同，可以是矩形或者金字塔形。吊舱的上部是一个隔热舱，里面装有航空电子设备和指挥控制系统的组成部分：ADS-B输出转发器，为附近飞机和空中交通管制员提供定位；基于射频的LOS（视距）通信系统;基于铱星的BLOS（超视距）通信系统；GPS辅助惯性导航系统，用于实时定位，以及铱星的回传数据作为数据链路，用于控制和指挥有效载荷。这个吊舱的两侧都装有太阳能电池板，其尺寸随功率变化而异。它们在白天为整个系统提供电能，同时为板载电池充电，以便进行夜间操作。吊杆的突出端安装在板上，用来安装GPS和铱星天线。在某些情况下，附加的有效载荷舱直接位于仪表吊舱的下方，其大小和形状满足执行任务的需要。如果有必要，可以在吊舱两侧安装隔热板，以保护舱载设备，并帮助抵挡平流层的极端温度。在气球底部和吊舱顶部之间连接着一个包装好的降落伞，以便任务结束后，使吊舱安全着陆。此外，吊舱底部固定有缓冲物，来减轻着陆时的冲击。

Thunderhead系统的发射要求很低，所以它们可以手动发射，或者使用专门开发的移动平台，从几乎任何地方发射，包括小型机场，开放地形甚至是在海上的小型船只上。

注：亲爱的Raven Aerostar公司的先生们，如果我在上述发表内容中有错误，清纠正我！对于这样一个不可思议的飞行系统，我将非常乐意收到更准确和完整的图片。

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