简介:利用HALOE的观测资料,对热带地区平流层臭氧垂直分布的年际变化及其准两年周期振荡(QBO)进行研究,并同赤道上空平均的纬向风场的准两年周期振荡进行对比,并利用NCAR的二维模式就风场的QBO对平流层臭氧分布和变化的影响机理进行了模拟研究.资料分析结果表明,平流层臭氧浓度高值区的位置在南北方向上和垂直方向上的变化有明显的准两年周期,臭氧浓度高值中心的南北移动和上下移动又引起局地臭氧总量的周期性变化和准两年周期振荡南北半球不对称.而臭氧浓度中心位置的准两年周期变化与赤道上空平均纬向风的准两年周期振荡密切相关.资料分析还表明,赤道上空平流层中臭氧浓度QBO的位相随高度变化多次.模拟试验表明,纬向风QBO引起垂直经圈环流的变化,在平流层有三对余差环流圈.它们对O3在不同纬度和高度的输送是引起O3准两年周期振荡的重要动力原因.其中,余差环流在平流层中层(25-35km)的环流圈起着重要的作用.
简介:摘要:平流层飞艇的姿态调节在升空或驻空过程中有着重要意义,其本质是通过各种措施为飞艇提供一个可控的俯仰力矩,以实现飞艇姿态平稳的调节。目前在平流层飞艇领域,为实现姿态调节与控制,主要通过控制升降舵和前后副气囊、推力矢量的控制、液态或固态压舱物的控制这几类实现。本文将探析各类姿态调节措施的特点,并提出基于移动配重物的姿态调节这类措施,为实现飞艇姿态调节提供了新的方向和思路。
简介:研究了平流层飞艇蒙皮膜材的撕裂性能.首先测得了膜材的单轴拉伸强度,然后对不同切缝长度和试件宽度的侧边切缝试件进行单轴拉伸撕裂试验.试验结果表明临界撕裂应力随着切缝长度的增大而减小,随试件宽度的增大而增大,但切缝长度的影响更加显著.基于修正的Shoji应力场理论和考虑内部缺陷的强度因子理论,通过试验数据计算得到了修正后的Shoji应力场理论参数和应力强度因子,结果表明理论值与试验值吻合良好.最后基于修正后的Shoji应力场理论,给出了飞艇蒙皮膜材的容许切缝长度.本文成果可为飞艇蒙皮材料的撕裂性能及切缝扩展机理的研究、结构安全控制和评估提供参考.
简介:摘要:浮空器悬停或飞行控制设计时,往往把风力当作一种干扰因素,螺旋桨需要消耗大量的能源克服风的阻力,而它所能承载的能量也是有限的,因此浮空器设计时存在欠能源问题。针对平流层的风场特征,采用副气囊控制浮空器的高度,实现平流层不同高度的风场利用,可以减小浮空器的能源消耗。建立浮空器高度控制模型,采用反步法设计浮空器高度控制器,利用状态观测器对浮空器的模型误差和输入误差进行估计,并进行了仿真分析,结果表明,本文所设计的控制器能有效控制浮空器的高度。建立浮空器高度控制时其囊体内外压差变化模型,仿真分析表明,浮空器高度变化后,其囊体最终内外压差与初始压差相同。
简介:摘要:浮空器悬停或飞行控制设计时,往往把风力当作一种干扰因素,螺旋桨需要消耗大量的能源克服风的阻力,而它所能承载的能量也是有限的,因此浮空器设计时存在欠能源问题。针对平流层的风场特征,采用副气囊控制浮空器的高度,实现平流层不同高度的风场利用,可以减小浮空器的能源消耗。建立浮空器高度控制模型,采用反步法设计浮空器高度控制器,利用状态观测器对浮空器的模型误差和输入误差进行估计,并进行了仿真分析,结果表明,本文所设计的控制器能有效控制浮空器的高度。建立浮空器高度控制时其囊体内外压差变化模型,仿真分析表明,浮空器高度变化后,其囊体最终内外压差与初始压差相同。
简介:使用1979-2005年NCEP/NCAR再分析数据,分析了北半球平流层中低层(300hPa至10hPa)纬向风的季节转换规律,并采用二维空间场相似性方法确定了平流层的季节过渡日期。分析表明,平流层大气环流基本为冬夏二元状态,冬夏转换具有突变性;其季节过渡在纬向是接近同步进行的,而在经向则有时间差异,无论是冬夏转换还是夏冬转换高纬都要早于低纬。在平流层中部(10-70hPa)季节过渡是自上而向下进行的;而在平流层下部(100-200hPa)季节过渡的上下传递关系则比较复杂,在不同的纬度带有不同的表现。在北半球热带外地区,平流层中部东风期的起止日期与相似性方法计算得到的平流层季节过渡日期之间具有较好的对应关系,在东风期之前和之后往往各存在持续10天左右的零风一弱风期。
简介:摘要:近年来,平流层系留气球作为一种新型空间科学探测技术备受关注。为了研究平流层系留气球的性能和优化设计,需要建立数学模型并进行参数敏感性分析。在此背景下,研究人员推导出了平流层系留气球的三维数字模型,并提出了从系统优化设计和驻空试验特性研究两个角度进行参数敏感性分析的意义。在系统优化设计角度,参数敏感性分析能够帮助确定关键参数,从而提高平流层系留气球的性能。在驻空试验特性研究角度,参数敏感性分析能够评估系统的抗风能力和系缆安全性。基于此,本文在驻空试验特性研究角度下,采用了基于蒙特卡罗模拟的参数敏感性分析方法,对气球气动阻力系数和气球气动升力系数进行了敏感性分析。结果表明,这两个参数对设计阶段提高系缆最大安全系数没有影响,但参数变化会显著影响驻空试验的系缆安全和系统抗风能力。
简介:摘要:平流雾是暖湿空气移到较冷的陆地或水面时,因下部冷却而形成的雾。通常发生在冬季,持续时间一般较长,范围大,雾较浓,厚度较大,有时可达几百米。在春夏季节,尤其是早晨和上午的时间,长春地区会经历这样的天气情况:由于龙嘉机场东南有石头口门水库,西面有卡伦水库,有时候水汽直接过来,没用几分钟周围就变成雾,而不是先由轻雾慢慢变浓加重而成。这种雾形成的快消散的也快,中间持续时间较短,有时候甚至就十几二十分钟,而且这种雾通常是对水平能见度影响较大,对垂直能见度却没有太大影响。这种雾就是我们常说的平流雾。根据长春地区多年地面观测以验,研判平流雾有如下几点观测方法和见解。
简介:摘要:平流雾是暖湿空气移到较冷的陆地或水面时,因下部冷却而形成的雾。通常发生在冬季,持续时间一般较长,范围大,雾较浓,厚度较大,有时可达几百米。在春夏季节,尤其是早晨和上午的时间,长春地区会经历这样的天气情况:由于龙嘉机场东南有石头口门水库,西面有卡伦水库,有时候水汽直接过来,没用几分钟周围就变成雾,而不是先由轻雾慢慢变浓加重而成。这种雾形成的快消散的也快,中间持续时间较短,有时候甚至就十几二十分钟,而且这种雾通常是对水平能见度影响较大,对垂直能见度却没有太大影响。这种雾就是我们常说的平流雾。根据长春地区多年地面观测以验,研判平流雾有如下几点观测方法和见解。