El ilmapallo-anturi tai stratosfäärinen ilmapallo on ilmapallo, joka pystyy liikkumaan pitkin stratosfääri kaapata ympäristöä koskevia tietoja. Stratosfääri sijaitsee 11-50 kilometrin korkeudessa ja siellä otsonikerros sijaitsee. Koettimen ilmapallon ainutlaatuisuus on, että se toimii tieteellisenä tutkimustyökaluna, koska se kykenee suorittamaan vakaita lentoja pitkään suuressa osassa ilmakehää. Muut ajoneuvot, kuten lentokoneet tai koetinraketit, eivät voi pysyä riittävän korkealla tietyn ajanjakson ajan saadakseen tarpeeksi tietoa.
Tässä artikkelissa aiomme selittää kaikki ominaisuudet, hyödyllisyyden ja kuinka käyttää ilmapallomittaria.
Tärkeimmät ominaisuudet
Tämän ilmapalloluotaimen toiminta perustuu Archimedesin periaatteeseen. Se hyödyntää ilmaa kevyemmän kaasun kelluvuutta. Yleensä, vetyä tai heliumia käytetään riittävässä määrin, jotta voit laajentaa lämmitintä ilmakehässä. Siinä on järjestelmä, jossa on kaksi pääkomponenttia: itse ilmapallo ja ns. Lentojuna, jossa tarvittavat välineet sijaitsevat tietojen saamiseksi tutkimuksesta.
Katsotaanpa välineet, joita tarvitset tiedon hankkimiseen:
- Siinä on mekanismi, joka erottaa hyötykuorman.
- Se on laskuvarjoja, jotta instrumentit saadaan takaisin pikkuhiljaa ja niitä vahingoittamatta.
- Siinä on tietoliikennejärjestelmä, joka pystyy vastaanottamaan ja lähettämään komentoja välittömästi molemmille maapalloa sekä aluksella olevia instrumentteja.
- Sen telemetriajärjestelmä pystyy mittaamaan erittäin tarkasti koko järjestelmän korkeuden, lämpötilan, paineen ja sijainnin millä tahansa korkeudella.
- Siinä on passiivinen heijastin, kuten tutka.
- Siinä on useita mekanismeja painolastin valitsemiseksi.
- Sen päävirtalähde on paristot ja pidempien matkojen aikana aurinkopaneelit.
Havaintojen luonteesta riippuen hyötykuorma sijoitetaan yleensä konttirakenteeseen, jota kutsutaan konepelliksi. Gondolia voidaan käyttää pääasiassa mittauslaitteiden suojaamiseen. Tämä avioliitto on vastuussa iskun vaimentamisesta laskeutumisen yhteydessä tai on hyödyllinen erittäin tarkkojen tähtäysmekanismien tai paineistettujen säiliöiden yhdistämisenä.
Ilmapallokoettimen tyypit
Päätavoitteesta riippuen on olemassa lukuisia tyyppisiä ilmapallokatetreja. Muodon, koon, materiaalin tai rakennustavan suhteen olemassa olevien lajikkeiden lisäksi rajoitamme anturipallotyyppien jakamiseen niiden toimivuuden mukaan. On avoimia ja suljettuja koettimen ilmapalloja.
Avoimet ilmapallot tunnetaan myös nimellä nollapaine. Niiden alaosa on auki siten, että kaasun noustessa se laajenee, kunnes se saavuttaa tasapainotilan ulko- ja sisäpaineen välillä. Auringon tuottaman lämmön aiheuttaman sisäisen paineen nousun kompensoi automaattisesti kaasun luonnollinen ilmaantuminen sen alaosan kautta tai siihen kiinnitetyillä tuuletusputkilla.
Suljetut koettimen ilmapallot tunnetaan superpaineen nimellä. Nämä ovat täysin suljettuja ja vesitiiviitä osastoja, jotka eivät päästä ilmaa sisään tai kaasua ulos. Kun sisäinen paine kohoaa nousun aikana, sitä tukee ilmapallon vahvistettu vaippa. Tämä verho pystyy laajenemaan siten, että se saavuttaa maksimipisteen ja siirtyy tasapainotilaan, mikä estää sitä jatkamasta nousuaan.
Materiaalit ja rakenne
Anturipallo on rakennettu useista muovisista materiaaleista. Yksi niistä on polyeteeni ja muut monikerroksiset koostumukset, joissa on erilaisia niistä johdettuja yhdisteitä. Sitä käsitellään yleensä vain muutaman mikronin paksuisilla kalvoilla. Tämä tekee niistä erittäin kevyitä ja kestäviä muoveja, jotka kestävät erilaisia olosuhteita, vaikka ne ovatkin melko arkaluonteisia.
Tämän tyyppisen anturipallon valmistamiseksi leikataan erilaisia segmenttejä yllä mainitusta materiaalista ja liitetään yhteen jonkinlaisella lämmöllä liimalla, joka on erityisesti valmistettu siirtämään liikaa painoa ilmapallolle. Yläosa kiinnitetään ja siihen on lisätty muovilevy, jota käytetään ilmapallon kokoamiseen ennen venttiilin laukaisua. Tämä mahdollistaa kaasun poistumisen. alareunassa, asetetaan alumiinirengas, joka sulkee sen, tosin ei täysin, ja loput lentojunasta on koukussa.
Tämän tyyppisen koettimen ilmapallon rakentaminen edellyttää valtavaa infrastruktuuria, jolla on suuret työtilat alaosan leikkaamiseen ja liimaamiseen. Tällä hetkellä on harvoja yrityksiä, jotka pystyvät rakentamaan niitä. Se vie noin miljoonan kuutiometrin tilavuuden, ja kun se on valmis, niiden polyeteenipinta-ala on useita hehtaareja.
Anturipallon laukaisu
Laukaisuvaiheen päätavoitteena on pystyä saavuttamaan pystysuora hissi vahingoittamatta ilmapalloa. On olemassa useita laukaisutekniikoita. Jokainen niistä vaihtelee oleellisesti sen infrastruktuurin mukaan, missä se sijaitsee. Meidän on otettava huomioon ilmakehän olosuhteet, kuljetettavan hyötykuorman tyyppi ja laukaistavan ilmapallon määrä.
Tämäntyyppiset laukaisut rajoittuvat kahteen tyyppiin: staattiseen laukaisuun, jossa täytetyn ilmapallon asentoa säädetään siten, että se on luonnollisesti kuormansa päällä. Dynaaminen laukaisu on, jossa kantorakettia käytetään hyötykuorman ollessa ilmapallon alla sen noustessa päästäkseen käsiksi.
Ilmapallon nousun aikana se alkaa latautua nopeudella, joka riippuu sarjan painosta ja ylimääräisestä kaasumäärästä, joka kupla injektoidaan inflaation aikana, jota kutsutaan vapaaksi impulssiksi. Vaarallisin osa lennosta on se, jossa se saavuttaa tropopaussin. Tässä tapahtuu lämpötilan inversio, joka voi aiheuttaa ilmapallon vikoja.