【揭秘】國(guó)慶慶典中70個(gè)大紅燈籠矗立空中紋絲不動(dòng)，如何做到的？

10月1日的天安門廣場(chǎng)，東西側(cè)路上空各35個(gè)紅彤彤的大型充氣燈籠，飄立在空中一動(dòng)不動(dòng)，仿佛懸浮于空中一般，這是如何做到的？

原來(lái)這些燈籠實(shí)際上是巨大的燈籠外觀的氣球。內(nèi)部球體由中國(guó)科學(xué)院空天信息研究院浮空器系統(tǒng)研究發(fā)展中心研制。

燈籠氣球正在浮空器中心球庫(kù)內(nèi)測(cè)試

燈籠氣球研制由來(lái)已久從慶祝新中國(guó)成立50周年慶典開(kāi)始，廣場(chǎng)上空懸浮的大紅燈籠氣球都是由航天科技508所牽頭抓總，燈籠內(nèi)部的氣球由浮空器系統(tǒng)研究發(fā)展中心來(lái)生產(chǎn)制造。浮空器系統(tǒng)研究發(fā)展中心是中國(guó)浮空器領(lǐng)域的開(kāi)拓者和領(lǐng)航者，致力于開(kāi)展浮空器技術(shù)研究與應(yīng)用幾十年，在浮空器系統(tǒng)總體、氣球/飛艇結(jié)構(gòu)、高性能囊體復(fù)合材料、飛行控制、動(dòng)力推進(jìn)、能源、測(cè)控、柔性結(jié)構(gòu)加工、系統(tǒng)集成測(cè)試、浮空器發(fā)放與回收、大氣環(huán)境、載荷應(yīng)用等專業(yè)積累了深厚的技術(shù)基礎(chǔ)和豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。此次充氣式宮燈任務(wù)，實(shí)際上是一個(gè)小型系留氣球系統(tǒng)。該中心在系留氣球研發(fā)領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)足以保證本次任務(wù)的萬(wàn)無(wú)一失。從廣場(chǎng)布局來(lái)看，都是平面的。那么如何讓平面立體起來(lái)，烘托喜慶氛圍？就有了掛燈籠這個(gè)創(chuàng)意。燈籠的外形設(shè)計(jì)按照天安門城樓上的燈籠設(shè)計(jì)研制。大型充氣燈籠由內(nèi)囊和外囊組成，外囊有骨架支撐起燈籠的外形，內(nèi)囊充氦氣，保證燈籠漂浮在空中；燈籠下面拴著系留繩，正中間的叫主系留繩，四周的叫副系留繩；系留繩的下面“拽”著鎮(zhèn)鐵。升空的時(shí)候，先往燈籠里充氦氣，充滿、扎口、釋放；降落的時(shí)候，搖主系留繩下面的絞盤收繩，燈籠落下來(lái)了，放氣、折疊，這樣還可以反復(fù)使用。

充氣燈籠已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，靜候慶典開(kāi)始

設(shè)計(jì)充氣燈籠，難在哪兒？首先是氣密性。充氣燈籠是利用氦氣比空氣輕的特點(diǎn)，往內(nèi)囊里充氦氣升空。而氦氣由于分子量很小，很容易滲漏，所以做氦氣燈籠對(duì)氣密性要求非常高。充氣燈籠氣動(dòng)壓心的計(jì)算當(dāng)然是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。不然，升起來(lái)的燈籠不穩(wěn)定，會(huì)在空中“跳舞”。以前在太陽(yáng)暴曬的情況下，燈籠會(huì)不會(huì)爆、里面氣壓多大，全憑手拍。這次在燈籠里內(nèi)置了無(wú)線測(cè)量設(shè)備，內(nèi)部氣壓多大，隨時(shí)可測(cè)量。此外，燈籠上還加裝了IMU無(wú)線傳感姿態(tài)測(cè)量設(shè)備，燈籠升空后，是“紋絲不動(dòng)”還是“看著一動(dòng)不動(dòng)”，在不同的風(fēng)速下，擺動(dòng)的幅度多大，都有精確的數(shù)據(jù)。有了這些數(shù)據(jù)，便于研制過(guò)程中隨時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)。

充氣燈籠增添喜慶氣氛10年、20年過(guò)去了，大型充氣燈籠的方方面面都在進(jìn)步。慶祝新中國(guó)成立60周年時(shí)，燈籠內(nèi)囊還只有一個(gè)出氣口，充氣還行，放氣時(shí)太慢。今年，在內(nèi)囊上設(shè)計(jì)了兩個(gè)口，小口充氣，大口放氣，這樣收燈籠的速度提高了。內(nèi)囊的三層材料也在加工時(shí)就貼合在一起，不用再在底部留排氣孔了，氣密性更好。

嚴(yán)格管理模式確保萬(wàn)無(wú)一失今年的充氣燈籠5米寬，4.2米高，上云臺(tái)0.4米，下云臺(tái)0.5米，流蘇0.6米。如此龐然大物和復(fù)雜制作工序，必須升起來(lái)才能檢驗(yàn)釋放各環(huán)節(jié)是否存在問(wèn)題。為此，今年進(jìn)行了近20次外場(chǎng)演練，最長(zhǎng)一次持續(xù)7天，每天凌晨3:30開(kāi)始，傍晚收工。演練一直持續(xù)到9月初。完全按照嚴(yán)格的航天管理模式，最終都是為了確保燈籠的精益求精和任務(wù)的萬(wàn)無(wú)一失。

充氣宮燈團(tuán)隊(duì)進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備升球經(jīng)過(guò)測(cè)試，一二級(jí)風(fēng)時(shí)，燈籠能保持肉眼看去“紋絲不動(dòng)”。實(shí)際上在空中會(huì)有10厘米到20厘米的擺幅。三四級(jí)風(fēng)時(shí)，看起來(lái)一動(dòng)不動(dòng)，實(shí)際上會(huì)有0.5米到1米的擺動(dòng)。六級(jí)風(fēng)以下，燈籠都可以正常使用。由于充氣宮燈數(shù)量較多，充氣發(fā)放操作以北京體育大學(xué)的大學(xué)生志愿者為主。浮空器系統(tǒng)研究發(fā)展中心派出了17人的技術(shù)保障團(tuán)隊(duì)，在國(guó)慶大典現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)發(fā)放。

活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)“從慶祝新中國(guó)成立50周年到70周年，我們國(guó)家的浮空器技術(shù)在進(jìn)步，材料和制作工藝也在進(jìn)步?，F(xiàn)在，我們對(duì)燈籠的抗風(fēng)、抗壓能力認(rèn)識(shí)更深刻了，相信一定能呈現(xiàn)更好的效果?！毖兄茍F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人如是說(shuō)。

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