浅析我国浮空器的发展现状

2021-06-11赵垒

锦绣·上旬刊 2021年2期

摘要：为满足浮空器研制领域日益增长的对标准的需求，我们需要有针对性地开展浮空器标准化研究，制修订相关标准，以满足浮空器研制对标准的需求。

关键词：浮空器;发展;技术标准

1、我国浮空器的发展历程

1976年，中国特种飞行器研究所开始浮空器方面的研制工作。中国特种飞行器研究所专门成立了飞艇研究室，进行飞艇总体参数选择、气动力设计、柔体结构强度计算等课题的研究，并根据多年的研究成果于1985年研制出我国第一艘无线电遥控飞艇，命名FK1。1986年～1988年，中国特种飞行器研究所开展了气囊容积为300m3的FK2遥控飞艇方案设计和2600m3的FK3载人飞艇的设计工作。至此，浮空器的研究由初期的资料收集、理论研究发展到飞艇设计、制造、工艺、材料等多学科技术力量综合发展的阶段，为开发载人飞艇打下了坚实的基础。1989年，中国特种飞行器研究所联合8家厂所组建了华航飞艇集团，历经15个月的设计、生产、试飞，为第十一届北京亚运会研制了一艘充氦载人飞艇，飞艇型号为FK4。这是我国航空史上的一个里程碑。它不仅填补了我国载人飞艇的空白，还为我国浮空器领域的研制积累了十分宝贵的经验。

上世纪90年代，由于载人飞艇市场的限制，其研制工作基本局限于技术研究层面。近10年中，我国的无线电遥控飞艇得到了迅猛发展。中国特种飞行器研究所在此期间先后研制了20多种型号100多艘遥控飞艇，全国陆续成立了10多家研制遥控飞艇的研制单位。由于系留气球平台可以搭载多种任务设备系留于空中，进行数据采集与传输工作，在军用和民用领域具有极好的应用前景和使用价值，系留气球平台理论的研究工作也逐步开展起来。

进入21世纪，中国特种飞行器研究所于2002年完成了FK200载人飞艇设计工作，并于2004年成功研制出我国第一个具有自主知识产权的移动式系留气球平台，填补了我国该项航空产品的空白。平流层飞艇属于浮空器发展的一个重要领域，这也是美俄日等航空发达国家正在研究的一个新领域。中国特种飞行器研究所密切关注国际先进技术动向，于2003年成功研制了平流层飞艇平台低空试验艇，经过试飞，各项技术指标均满足设计要求，并且达到了国际先进水平。

中国特种飞行器研究所作为国内浮空器的主要研制单位，经过30年的不断探索与发展，已掌握了无线电遥控/自主控制飞艇、中小型载人飞艇和系留气球平台的设计与制造技术。至今已研制多个系列的遥控飞艇、FK4型充氦载人飞艇、FK200型充氦载人飞艇、某型高空系留气球、FK1XS小型系留氣球、某型飞艇平台低空试验艇。目前正在进行多种规格、不同用途的系留气球平台研制和平流层飞艇技术验证，所研制的产品基本覆盖了整个浮空器研究领域。中国特种飞行器研究所在国内浮空器研制领域始终进行着开拓性的研究工作，并取得了一个又一个丰硕成果，使我国浮空器的研制水平与发达国家的差距日益缩小。

2、国内浮空器标准研究现状

在我国，浮空器设计、制造和应用技术得到了快速发展，其应用市场也日益广泛，与此同时，浮空器研制对标准的需求也更加紧迫。因此，如何尽快制定我国浮空器标准，指导新产品设计开发，保证产品研制质量，促进我国浮空器事业的发展，是浮空器领域广大科研人员普遍关心的问题。目前，国内浮空器标准有中国民用航空总局航空器适航司于1997年4月颁布的AC–21–08《载人自由气球适航标准》和AC–21–09《飞艇适航标准》。从现有标准来看，载人飞艇研制有3项标准可参照，载人自由气球（也称为热气球）只有1项标准可参照，并且这些标准都是适航标准。目前，有关浮空器设计、制造工艺、试验、使用、维护和材料等方面的专业标准还很少。我国的FK4型载人飞艇参照的标准是英国的《Q部软式飞艇》，而遥控/自主控制飞艇、平流层飞艇和系留气球平台研制无标准可循。

3、浮空器领域对标准的需求

我国已有多家从事载人浮空器产品研制的单位，并且都有自己的型号产品，积累了一些设计、生产、使用和管理经验。这些经验可为制定浮空器适航标准提供技术支持，对于保证新产品的研制开发有着重要的意义。目前尚无适航标准的几种浮空器对标准的需求体现在以下几方面：

1）无线电遥控/自主控制飞艇

随着自主控制飞艇研制技术的日趋成熟，可将这两种飞艇归为一类，适用同一项适航标准，即无线电遥控/自主控制飞艇适航标准。控制与飞行安全可靠性对标准的需求尤为突出。

2）系留气球平台

系留气球平台在我国已得到实际应用。系留气球平台的稳定性、安全升空与回收、空中系留与地面系泊、雷电释放等问题是系留气球平台适航标准重点考虑的内容。

3）载人系留气球

载人系留气球需制定其专门的适航标准，以保证载人飞行安全。

4）平流层飞艇

平流层飞艇适航标准可借鉴载人飞艇适航标准的相关技术内容。

由于缺少浮空器设计与制造方面的标准，在浮空器的设计和制造过程中只能以技术资料为依据，部分参照飞机设计与制造的标准。在浮空器总体设计、气动分析、强度计算、结构设计和各分系统设计中，需要浮空器专用的设计标准;在制造过程中，浮空器的热合、胶接、密封等制造工艺以及检验等方面均应有统一的标准。

4、结束语