简述系留球中系留系统使用原则

摘  要：本文介绍了系留系统的主要结构及设计原则，同时简要介绍了系留气球在升空、回收过程中的常用使用程序。

关键词：系留气球;系留系统;升空回收

1引言

系留气球平台是一种利用气囊内所充轻质气体产生浮力并克服自身重量的浮空器，它依靠系留缆绳实现在空中定点停泊执行预定的任务。根据平台搭载的有效载荷的不同，可执行广播、通信、电子侦察、电子干扰等任务。因其留空时间长、覆盖面积大、使用费用低、维护简单，在国外获得了广泛的应用。在美国，中小型系留气球大量应用于反毒品走私、广播通信、气象研究、战场通信、战地侦察等军民领域，而用于边境监视、空中预警的大型系留气球已构成其国家战略防御体系的重要组成部分。

系留气球平台通常由系留气球、系留缆绳、地面系留系统及相关保障系统等组成。本文将重点介绍系留系统的基本设计原则及其典型结构布局，此外还简要介绍系留系统的常用使用程序。

2系留系统功能和设计原则

系留系统主要用于系留气球的升空和回收，并在系留气球空中定点时通过缆绳对其进行系泊此外，还用于系留气球的地面系留，并作为系留气球的地面维护、检查用的工作平台。

系留气球平台的系留系统是在常规浮空器地面系留系统的基础上逐步完善的。同时系留气球平台也有其自身的特点，如留空时间长、球体内压大等。因此，系留系统的设计除了遵循常规浮空器地面系留系统的基本设计原则外，还应充分考虑下列几个原则。

1）三点系留

气球通过头部及中部左、右共三点进行系留。地面系留系统对应球上三个系留点设置三台系留辅助绞车。气球升空初期和回收后期，由三台系留辅助绞车对气球的精确移动、定位进行控制气球地面系留时通过三台系留辅助绞车、系留塔上的头锥机械锁具及其他辅助系留点对其予以固定。采用三点系留的概念，可以克服常规飞艇在起飞和降落时需要大量地面人员的弊病，有效降低因系留气球平台留空时间长而必须保留的地面人员的费用。通常对小型系留气球平台，只需三人就可对其进行放飞或回收。

2）顺风向布置

系统可绕其自身的支撑轴在水平面内作士360°的旋转运动，保证气球在空中产生飘移时，系留缆绳和旋转平台系统的纵向保持方向一致，即作顺风向布置气球在地面系留状态时，亦保持顺风向系留。这样可显著降低作用于系留气球平台球体的气动载荷，相应地也降低了作用于系留系统的载荷，提高系留系统的安全性。另一方面，平台空中系泊时，顺风向布置可减少缆绳的导向装置对缆绳的磨损。

3）快速布置

由于系留气球平台的特殊用途，要求其具备快速布置能力，因此，对中小型系留气球的系留系统一般采用机动式车载方案，可快速机动，并适合道路运输对大型系留气球的系留系统则采用模块化设计，便于运输并提高系统的现场组装能力。

3系留系统的使用

3.1系留系统正常使用程序

1）升空回收程序

系留气球在升空前应进行飞行前检查，确保系统处于正常工作状态，回收后应进行飞行后检查，以便进行适当的维护与保养。回收程序实际上是升空程序的逆过程，下面给出了系留气球升空时的主要操作程序，假设系统已进行飞行前检查，并已处于正常待飞状态。①必要时，启动回转装置，调整系留系统至合适方向。②操作系留辅助绞车左、右，适当降低系留气球高度，确保前后机械索具处于松弛状态。③解开前后机械索具。④检查系留索具、机械索具、缆绳等，确保未打结或相互卷绕。⑤操作系留辅助绞车左、右，调整系留气球姿态，使其处于升空预备状态。⑥释放机械锁具。⑦操作系留辅助绞车前、左、右，使系留气球开始升空，并保持姿态稳定，直至缆绳承受全部张力。⑧从系留辅助绞车上解下机械索具。⑨操作缆绳绞盘绞车，升空至规定高度。⑩进入空中系留程序。

2）空中系留程序

系留气球空中定点系留时，系留系统主要用于调整系留气球的高度。正常情况下，为避免缆绳与导向滑轮接触处的磨损，应定期一般间隔周期为调整系留气球的系留高度。此外，天气状态变化时，如有需要则应将系留气球的系留高度进行较大调整。系留气球的系留高度的调整，一般只需启动缆绳主绞车系统，包括绞盘和储缆绞车。系留气球空中定点系留时，回转装置应处于待工作状态，以随时保证缆绳与系留系统的方向一致。

3.2系留系统应急使用程序

1）应急程序的基本原则

应急程序是系留系统在出现故障或其他意外情况下采取的一些措施，在应急状态下为确保安全必须遵守下列基本原则。

减轻或消除对人员的伤害，避免对人员身体健康和安全造成影响。采取适宜的措施，使状态受控或避免事态进一步扩大。应急措施的采取，应符合用户的利益，使用户的损失降到最低。虽然应急程序的实施可有效地减少损失，但采取必要的预防措施，以避免应急状态的出现则更为重要，如加强对系留气球及系留系统的检查和维护，重视对恶劣天气的预报，都更有利于系留气球的飞行和安全。

2）系留系统应急程序

主绞车系统故障主动力故障①停止系留气球的升空或回收，并制动主绞车系统②关闭主动力装置③检查并分析故障原因④必要时，启动辅助动力装置。

辅助绞车故障①主绞车系统回收气球至近地面具体高度由相应的型号确定②预备三台机动车辆和三根辅助牵引绳③通过辅助绞车旁的应急导向滑轮，利用機动车辆对气球继续回收。

回转装置故障①回收气球至近地面具体高度由相应的型号确定②利用人力推动或机动车辆牵引回转平台③在保证系留系统与系留气球方向一致，并顺风向时，继续回收气球。

4结束语

对系留气球的使用模式及相关技术，如系留气球使用程序、现场充放气技术、现场维护修技术等进行综合研究，以提高系留系统的准备、布置速度及使用效率。

参考文献：

[1]何强.系留气球系留系统的设计[J].电子世界，2018.2

[2]蒋清杰.系留气球空中系留系统研究[J].西安航空技术高等专科学校学报，2018

[3]徐爱喜.浅谈载人系留气球系留点位置选择[J].黑龙江科技信息，2019，10.

作者简介

赵垒（1991.12—）浙江宁波人，高级工，主要从事浮空器全工艺流程及加工制作方法研究