一种系留气球风场测量装置的制作方法

本实用新型属于浮空器领域，具体涉及一种系留气球风场测量装置。

背景技术：

系留气球是一种利用气囊内所充轻质气体产生浮力并通过系留缆绳实现在空中定点停泊的浮空器。具有留空时间长、载重能力大、无噪音、安全性好、雷达散射面积小、生存力强等优点。系留气球可以搭载不同的有效载荷，根据载荷的不同可执行通信中继、空中预警、低空探测、电子干扰等任务。

大型的系留气球长度一般为40m～70m，球体容积为6000m³～10000m³，工作高度约为2000m～4000m，可搭载2吨重的任务设备。系留气球体积巨大，环境对系留气球的运行及安全性有重要的影响，突然的大风可使系留气球在空中颠簸，使其失去平衡甚至造成破坏。高空风速、风向、温度与地面有很大的不同，因此需要实时准确的获取系留气球所处的风场环境。

目前测量风速的设备有空速管、机械式风速风向仪。空速管主要适用于飞机等高速飞行器，在低速环境下其误差较大且不提供风向信号，不适合系留气球周围风场测量。机械式风速风向仪的测量部分是旋转部件，通过叶轮的转数或叶轮转动的角速度转化为电信号，从而计算出风速。机械部件在强风和长期暴露于室外的工作环境下容易磨损，在高空低温环境下旋转部件容易结冰造成设备失效。不适合系留气球在高空长时间工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的：提供一种系留气球风场测量装置，能够准确测量系留气球测量点的风速，不受结冰环境的影响。

本实用新型的技术方案：提供一种系留气球风场测量装置，所述测量装置包括超声波风向仪1和安装件，超声波风向仪1通过安装件在垂向方向安装于系留气球上。

进一步地，所述超声波风向仪1上设置有加热单元，可以自动加热，避免结冰。

进一步地，所述安装件包括管状支座4和固定支座6；所述管状支座4的一端与超声波风向仪1固定连接，另一端与固定支座6固定连接；固定支座6与系留气球固定连接。

进一步地，所述管状支座4为弯管，调节管状支座4的弯曲角度，用以使超声波风向仪1保持在垂向方向。

进一步地，所述固定支座6的底部设置有平板8，平板8与系留气球上的安装布套7固定连接。

进一步地，所述安装件还包括多个柔性绳，柔性绳的一端与管状支座4连接，另一端与系留气球连接。

进一步地，所述管状支座4的一端通过卡箍2和紧固螺栓3配合，与超声波风向仪1固定连接。

本实用新型的技术效果：

1、超声波测风仪在安装过程中，通过具有一定角度管状支座来和系留气球的囊体曲率进行匹配，可以保证安装后的超声波测风仪保持在竖直状态，更能反映真实的外界风速信息。

2、通过均匀分布的锦丝绳对超声波测风仪进行固定，不仅可以调节超声波测风仪的安装角度，还可以保持一定的安装刚度，防止在大风情况下造成超声波测风仪的安装损坏。

附图说明

图1本实施例的系留气球风场测量装置示意图。

具体实施方式

图1本实施例的系留气球风场测量装置示意图，如图1所示，本实施例，提供一种系留气球风场测量装置，包括超声波风向仪1和安装件，超声波风向仪1通过安装件在垂向方向安装于系留气球上。超声波风向仪1上设置有加热单元，可以自动加热，避免结冰。

超声波风向仪1带加温功能，在低温情况下自动加热，不受外界结冰等环境影响。且，超声波风向仪具有无启动风速、反应速度快、量程广、盲区小、线性度好、精度高和无机械磨损、易于安装维护、不需校正等优点。

所述安装件包括管状支座4和固定支座6；所述管状支座4的一端与超声波风向仪1固定连接，另一端与固定支座6固定连接；固定支座6与系留气球固定连接。具体地，超声波测风仪首先相对于管状支座4旋转，调节自身的航向和系留气球的航向保持一致，然后通过卡箍2和紧固螺栓3配合，将超声波风向仪1与管状支座4的一端固定连接。

管状支座4为弯管，调节管状支座4的弯曲角度，用以使超声波风向仪1保持在垂向方向。固定支座6的底部设置有平板8，平板8与系留气球上的安装布套7固定连接。

安装件还包括多个柔性绳，柔性绳的一端与管状支座4连接，另一端与系留气球连接。

超声波风向仪安装在头锥顶部，受系留气球囊体变形影响小，数据测量精度高可移植性高，本测量装置可以移植到不同大小系留气球、飞艇等低速飞行器上使用。

采用超声波测风仪用于系留气球风速、风向的测量，通过测得的数据对系留气球的工作环境进行判断，提前进行安全保护报警，提高系留气球的安全性；同时地面通过所测数据可以对系留气球的稳定性等进行有效的分析。

技术特征：

1.一种系留气球风场测量装置，其特征在于，所述测量装置包括超声波风向仪(1)和安装件，超声波风向仪(1)通过安装件在垂向方向安装于系留气球上。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述超声波风向仪(1)上设置有加热单元，可以自动加热，避免结冰。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述安装件包括管状支座(4)和固定支座(6)；所述管状支座(4)的一端与超声波风向仪(1)固定连接，另一端与固定支座(6)固定连接；固定支座(6)与系留气球固定连接。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述管状支座(4)为弯管，调节管状支座(4)的弯曲角度，用以使超声波风向仪(1)保持在垂向方向。

5.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述固定支座(6)的底部设置有平板(8)，平板(8)与系留气球上的安装布套(7)固定连接。

6.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述安装件还包括多个柔性绳，柔性绳的一端与管状支座(4)连接，另一端与系留气球连接。

7.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述管状支座(4)的一端通过卡箍(2)和紧固螺栓(3)配合，与超声波风向仪(1)固定连接。

技术总结
本实用新型属于浮空器领域，具体涉及一种系留气球风场测量装置，包括超声波风向仪1和安装件，超声波风向仪1通过安装件在垂向方向安装于系留气球上。超声波风向仪1上设置有加热单元，可以自动加热，避免结冰。能够准确测量系留气球测量点的风速，不受结冰环境的影响。

技术研发人员：王朋辉;宋海洋;庞成龙;李冠林;何敬宇;李辉;殷玉娟;李旭;贾圣羽
受保护的技术使用者：中国特种飞行器研究所
技术研发日：2019.12.11
技术公布日：2020.09.22