高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱他們創(chuàng)新了開傘方式

　　前不久，中國氣象局向中國航天科工集團(tuán)有限發(fā)來感謝信，感謝集團(tuán)在我國首次高空大型無人機(jī)臺風(fēng)綜合觀測試驗(yàn)中作出的貢獻(xiàn)，指出本次試驗(yàn)是中國氣象局和中國航天科工深化戰(zhàn)略合作、共同服務(wù)保障國家戰(zhàn)略實(shí)施的一項(xiàng)重大成果，填補(bǔ)多項(xiàng)空白，具有里程碑式的意義。

　　試驗(yàn)中，二院23所航天新氣象研制的機(jī)載下投式探空系統(tǒng)助力我國圓滿完成對森拉克臺風(fēng)外圍云系的綜合氣象觀測任務(wù)。該試驗(yàn)的成功對進(jìn)一步提高臺風(fēng)路徑和強(qiáng)度預(yù)報準(zhǔn)確率、筑牢氣象防災(zāi)減災(zāi)道防線具有重要意義。

　　服務(wù)國家戰(zhàn)略 8月2日，一架高空無人機(jī)從海南博鰲機(jī)場起飛，將機(jī)載下投式探空系統(tǒng)帶入指定高度，在1萬米高空完成30枚下投式北斗探空儀的投放。

　　2個多小時內(nèi)，該設(shè)狀態(tài)良好，數(shù)據(jù)上傳穩(wěn)定。伴隨著一組組臺風(fēng)外圍云系的溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等海洋上空和海面觀測數(shù)據(jù)實(shí)時傳送回地面指揮系統(tǒng)，我國首次高空大型無人機(jī)海洋、臺風(fēng)綜合觀測試驗(yàn)在中國氣象局的指導(dǎo)和指揮下取得圓滿成功，復(fù)合鹽霧試驗(yàn)箱填補(bǔ)了我國基于高空大型無人機(jī)海洋綜合觀測的空白。

　　23所航天新氣象探空系統(tǒng)總設(shè)計師彭文武介紹，機(jī)載下投式探空系統(tǒng)包括下投式探空儀、接收與控制系統(tǒng)、探空數(shù)據(jù)處理軟件3部分。與球載探空系統(tǒng)相比，機(jī)載下投探空系統(tǒng)指向性好、機(jī)動性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣，能在氣象應(yīng)急、災(zāi)害監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、人工影響天氣等諸多領(lǐng)域發(fā)揮作用。

　　已經(jīng)有了衛(wèi)星和雷達(dá)，為何還要用高空無人機(jī)下投探空系統(tǒng)觀測臺風(fēng)？相關(guān)研究結(jié)果表明，同化了下投式探空儀數(shù)據(jù)的大氣模式，12~60小時預(yù)報的熱帶氣旋路徑和臺風(fēng)強(qiáng)度的準(zhǔn)確度可以提升16%~30%。

　　在西北太平洋地區(qū)，日本氣象廳和中國香港天文臺都先后在不同的臺風(fēng)過程中進(jìn)行過投放試驗(yàn)，同化了下投式探空儀數(shù)據(jù)的臺風(fēng)模擬結(jié)果準(zhǔn)確度均得到顯著提高。

　　“臺風(fēng)造成的經(jīng)濟(jì)損失，數(shù)以億計。臺風(fēng)是怎樣形成、如何發(fā)展的？只有從機(jī)理上搞清楚這些問題，才能建立科學(xué)體系，對臺風(fēng)進(jìn)行有效的預(yù)警、監(jiān)測、精細(xì)化預(yù)報與災(zāi)害評估，為政府決策提供依據(jù)。”彭文武說。

　　他介紹，本次試驗(yàn)通過網(wǎng)格化管理對臺風(fēng)外圍特定的云系作切片式研究。試驗(yàn)中獲得的探空儀數(shù)據(jù)會與衛(wèi)星、機(jī)載測云雷達(dá)、復(fù)合鹽霧試驗(yàn)箱海島釋放的球載探空儀等其他設(shè)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行相互驗(yàn)證，使后續(xù)數(shù)據(jù)的處理、分析更加科學(xué)可信。

　　6月的海南島小鎮(zhèn)，火傘高張。胡劍橋背起行囊，風(fēng)風(fēng)火火趕到試驗(yàn)場所在地。他的包里裝著8臺探空載荷，“這是隨身能攜帶的數(shù)量”。

　　胡劍橋是航天新氣象北京分探空團(tuán)隊(duì)的工程師。6月14日，他與從無錫趕來的同事浦翔會師海南，通過核酸檢測后，迅速投入到為期近2個月的試驗(yàn)準(zhǔn)工作中。

　　“這次試驗(yàn)的特點(diǎn)是起點(diǎn)高，國內(nèi)首次在高空、高速的條件下進(jìn)行下投探空試驗(yàn)，載荷的工作狀態(tài)與地面試驗(yàn)、高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱中低空低速飛行測試時完全不同。高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱”胡劍橋說。以速度為例，此次飛行平臺的飛行速度從中低空時的180千米/時左右增加到460千米/時，為保證航空安全，探空儀投放的速度也增加了，這導(dǎo)致彈射瞬間承受的沖擊增加了一倍左右。

　　如何從設(shè)計上保證探空儀的可靠性？如何保證探空儀在未經(jīng)歷過的高鹽霧高溫高濕度環(huán)境中探測的準(zhǔn)確性？如何保證掛著探空儀的降落傘開傘成功率？一連串問題撲面而來。

　　團(tuán)隊(duì)沒有退縮，而是在現(xiàn)場多次試驗(yàn)，攻克了環(huán)境下產(chǎn)品無線激活、電池干擾等難題，圓滿完成了試驗(yàn)任務(wù)。為保證降落傘在正確的時間開傘，他們創(chuàng)新了開傘方式，讓控制軟件“學(xué)會”自主判斷、延時開傘。

　　在萬米高空，設(shè)無線激活、無線控制也是極大挑戰(zhàn)。面對用戶提出的“連接成功率達(dá)80%”的要求，探空團(tuán)隊(duì)在半個月內(nèi)完成了設(shè)無線激活工作模式調(diào)整，設(shè)連接成功率從初的50%～60%提高至90%，得到了用戶方的高度肯定。

　　“這是國內(nèi)首次試驗(yàn)，意義重大，我們不僅要將已發(fā)現(xiàn)的問題現(xiàn)場解決以保障試驗(yàn)順利進(jìn)行，還需要找出有待優(yōu)化的地方，為后續(xù)二代產(chǎn)品的提升提供依據(jù)。”胡劍橋說。

　　為充分驗(yàn)證技術(shù)，團(tuán)隊(duì)需要在飛行窗口內(nèi)盡可能投放更多的探空儀、獲取更多數(shù)據(jù)，高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱這也給前方試驗(yàn)隊(duì)員帶來了挑戰(zhàn)。

　　正常情況下，探空儀生產(chǎn)、裝配有專人負(fù)責(zé)，但受疫情影響，停工之前生產(chǎn)的探空儀數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足試驗(yàn)需求，部分探空儀是在海南進(jìn)行組裝與測試的，“每天白天隨整個試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)做試驗(yàn)，晚上回酒店進(jìn)行探空儀裝調(diào)�！�

　　8月2日，試驗(yàn)取得圓滿成功，胡劍橋卻病了。鎮(zhèn)上沒有醫(yī)院，只有一個衛(wèi)生所，衛(wèi)生所一看體溫，讓他去市里就診，連續(xù)打了幾天的點(diǎn)滴才緩過來。“就是有些疲勞，同事浦翔在試驗(yàn)后期也有身體不適，復(fù)合鹽霧試驗(yàn)箱經(jīng)確認(rèn)身體無礙后，堅(jiān)持留下完成了全部的試驗(yàn)。”胡劍橋回憶。

　　近2個月的試驗(yàn)中，每次飛機(jī)起飛后、儀器投放前，都是他緊張的時刻，“因?yàn)榭偲谂蚊恳淮翁娇諆x的投放都完全成功、完美，只要能圓滿完成任務(wù)，我們不怕吃苦、不怕挑戰(zhàn)”。
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