Какво представлява аеростат: описание, функции, снимка

балони

Възраждането на забравените

През последните 30 години, особено през последните години, когато нивото на заплахи за сигурността и технологиите се е увеличило значително и необходимостта от непрекъснато наблюдение на системите за наблюдение се е увеличило, балоните, напълнени с хелий, са получили второ раждане. Те се възприемат все повече като полезни инструменти за дългосрочно непрекъснато наблюдение, тъй като те нямат значителен недостиг на ограничения за гориво и полети. Те могат да осигурят и визуално възпиране на незаконните дейности, тъй като те се намаляват само за зареждане с гориво и поддръжка.

С развитието на материалите и технологиите се увеличи надеждността, безопасността, размерът и капацитетът на носене на балоните. Те могат да носят товари от комуникационни устройства до радио, електронни и електронни разузнавателни системи, радари, камери за ден и нощно виждане с повишена надеждност, обхват, качество и разделителна способност. И така, какво е аеростат? Снимката на такова въздухоплавателно средство е дадена в статията.

Какво представлява аеростат: определение

Името е съставено от 2 гръцки думи: ааро- (въздух) и сигма-тау-алфа-тау-осигмаф- (стоящ). По този начин аеростатът е летателен апарат, по-лек от въздуха, чиято сила на повдигане се осигурява от носещ газ, като например хелий или водород. Всички известни операционни системи използват хелий като техен "повдигащ" газ днес. Той е незапалим, затова е по-безопасен от водорода. В допълнение, балоните се различават значително по отношение на качеството, дълголетието, сложността, размера и капацитета на товарене, капацитета на полезния товар, диапазонът, цената и т.н. Като се има предвид многото платформи и компоненти, сега ще опишем основните им различия.

Работата на балона изисква регулиране на хелий, мощност и комуникация с платформата, както и свързването, стартирането и поддръжката на базовата станция за контрол на полезния товар, действителната мониторингова работа, комуникацията или събирането на информация в зависимост от задачата.

Системни компоненти

За да разберем напълно какво е аеростат, нека се опитаме да го характеризираме с няколко основни параметъра. Повечето системи включват следните компоненти:

• самият балон;
• "Въздушен блок" означава оперативен полезен товар, който е датчик или устройство, което осигурява задачата (наблюдение, откриване, комуникация и т.н.), плюс хардуерните, комуникационните и захранващите системи, необходими за стартирането му;
• наземна анкерна станция, която държи балона на място;
• станция, в която наземните оператори контролират апарата и полезния товар;
• хелий и спомагателно оборудване да поддържате системата с течение на времето.

форма

Аеростатите могат да имат различна аеродинамична форма: кръгли, квадратни, под формата на тиква, хвърчило или риба. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци.

Размер и обем

Познавайки какво е аеростат, не е трудно да се досетите, че неговите размери и следователно относителният капацитет определят способността на устройството да повдига платформата, кабелите, спомагателното оборудване и полезния товар до работната височина. Мащабът има значение - по-големите системи имат повече товароподемност, престояват по-дълго във въздуха на по-високи височини и при по-трудни метеорологични условия. Както може да се очаква, тази увеличена мощност изисква по-тежки и по-сложни поддържащи структури, повече присъстващи, енергийни ресурси и хелий.

Капацитет на повдигане

Това е теглото, което аеростатът може да повдигне в допълнение към собственото си и към кабела. Полезният товар се отнася за оперативния полезен товар (например видеокамера) и спомагателните системи (захранване, комуникации, компютри, осветление и др.).

Работна надморска височина

Работната височина е височината над нивото на земната повърхност, върху която се предполага, че системата работи за транспортиране на дадено тегло на полезния товар. Повдигането и, следователно, работната височина могат да се променят, за да отговарят на външните условия, като например въздушното налягане, а операторите могат да повдигат балона до различни височини в приемливи граници.

свързване

Вратовръзката е специално въже за задържане и свързване на балона към земния блок. Въздушната част може да бъде постоянно прикрепена към стационарна или подвижна основа (например към превозно средство) или отделена, като се превръща в самостоятелен самолет.

Когато е свързан с кабел, въздушният уред трябва да бъде оборудван с независим източник на енергия (батерии) и безжична комуникация, така че тези крепежни елементи се използват в малки системи с ниска консумация на енергия. Ако се използва кабелът, захранването и комуникацията със земята са предоставени.

Захранване

Аеростатните системи обикновено изискват захранване от мрежа или генератор. Силата на наземното устройство трябва да гарантира на оператора възможността да повдига, закрепва и контролира въздушното пространство, както и да поддържа връзка с товарния товар на борда.

При неприкрепени и "мъртви" системи, въздушното тяло е снабдено с бордов източник на захранване (батерия). Теглото на батерията намалява полезния товар. "Живото" свързване осигурява захранване директно към кабела. Това позволява на балона да остане във въздуха по-дълго и да носи по-голямо работно натоварване, но балонната система и нейната поддръжка са по-скъпи.

връзка

Какво представлява аеростат без комуникационна система? Необходимо е да се прехвърлят данни от въздушния възел и полезния товар на наземната станция и командите на оператора.

В несвързаните балони, които функционират като безпилотни летателни апарати (UAV), и в "мъртвия" вързан контрол на платформата и въздушното оборудване, както и предаването на данни към операторите се извършва чрез безжична връзка. Такива системи консумират повече мощност и по този начин ограничават времето и обхвата на полета, а теглото на комуникационните компоненти може да намали теглото на полезния товар.

В "живите" свързани системи непрекъснатата кабелна връзка между балона и земята удължава времето, прекарано във въздуха, и осигурява по-безопасна връзка.

полезен товар

Аеростати са летящи машини, които могат да носят различни полезни товари. В повечето случаи това са електронни оптични устройства (камери за ден и нощно виждане) или телекомуникационно оборудване. Големите аеростатични системи с постоянен източник на енергия могат да носят по-тежки и измерени товари за по-дълги периоди от време. Обхватът на полета зависи от характеристиките на балонната платформа, височината на повдигане и полезния товар. Същата система може да има различен товарен капацитет в зависимост от дизайна на платформата и станцията.

подвижност

Аеростатните системи могат да летят (подобно на UAV) или да бъдат привързани към земята. Последните различават степента на мобилност.

Летящите аеростати функционират като безпилотни летателни апарати. Поради това те се сблъскват със сходни ограничения във времето на полета, обхвата и капацитета за носене, както и със специфични проблеми като скорост на полета, загуба на хелий и безопасност.

Големите балони обикновено са свързани с дадена станция, тъй като те обикновено изискват тежък блок за заземяване, който да осигурява достатъчно енергия, хелий и комуникация. Преди транспортирането те се сортират.

По-малките балони могат да бъдат вързани към подвижни подземни блокове, които включват котва, която е достатъчно тежка за задържане на автомобила, но е достатъчно лека, за да бъде теглена от полеви превозни средства. Тези системи летят надолу и имат по-малък товароносимост.

Какво представлява аеростат: ограничения и безопасност

Работата на устройството е повлияна от вятър, атмосферно налягане и дъжд. Качествената балонна система може да остане във въздуха по-дълго и при по-тежки метеорологични условия, осигурявайки висококачествено предаване на данни, но ще бъде по-скъпа и може да изисква специални мерки за обучение и сигурност.

Всяка система, която работи денонощно, също така изисква организиране на работа на смени за операторите, за да откриват и отговарят на нарушения.

За попълване на хелий е необходимо балонът да бъде фиксиран и да не бъде във въздуха. Постоянното снабдяване с хелий е от решаващо значение за работата на апарата, поради което газът трябва да бъде част от дългосрочните оценки на оперативните разходи.