1.本发明涉及高空气球技术领域，特别是涉及一种高空气球稳定装置及高空气球系统。
背景技术：
2.高空气球是指依靠轻于空气的浮升气体(如氦气)产生浮力在高空飘飞的一类浮空器。由于飞行高度一般在20km以上，搭载探测或成像载荷设备具有覆盖范围广的优势，因此高空气球在科学探测、区域覆盖等方面具有重要的应用。高空气球系统一般包括囊体、悬挂索、吊舱等部分。在地面放飞时，囊体内只充入少部分浮升气体，囊体为非成形状态；气球放飞后在升空过程中，浮升气体不断膨胀，直到设计高度囊体完全膨胀成形，然后进入驻空飘飞阶段。高空气球一般没有产生航向稳定性的安定面，也没有动力装置。因此，高空气球在驻空阶段的运动以随风飘飞为主，并且会产生一定的旋转，不利于提高主动轨迹控制和区域驻留能力，实现应用的载荷设备安装在吊舱上，通过配备解锁机构或二次稳定云台实现载荷设备的对地方位控制。传统飞艇或系留气球的安定面采用硬质结构或充气尾翼的方法，这些方法由于重量、结构安装、长期运行形态等原因，均不适用于高空气球。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种高空气球稳定装置及高空气球系统，能够提高高空气球的稳定性。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种高空气球稳定装置，所述高空气球稳定装置应用于高空气球，
6.所述高空气球，具体包括：
7.囊体、悬挂索和吊舱；
8.所述囊体通过所述悬挂索与所述吊舱连接；所述吊舱上搭载有数据采集装置；所述数据采集装置与地面控制系统连接；
9.所述高空气球稳定装置，具体包括：
10.张拉帆和缆绳组；
11.所述张拉帆的一端可拆卸地连接在所述囊体的侧面；所述张拉帆的另一端通过所述缆绳组与所述悬挂索连接。
12.可选的，所述缆绳组，具体包括：
13.多条周向辅助缆绳；
14.多条所述周向辅助缆绳的一端分别与多个固定器件一一对应连接；多个所述固定器件间隔设置于所述张拉帆和所述囊体的交界线处；
15.多条所述周向辅助缆绳均穿过所述张拉帆处设置的固定环；多条所述周向辅助缆绳的另一端连接后套设在所述悬挂索上。
16.可选的，所述缆绳组，具体包括：
17.中心主缆绳和多条周向辅助缆绳；
18.所述中心主缆绳的一端在与囊索固定点处与所述囊体连接；所述囊索固定点为所述囊体与高空气球中悬挂索的交点；所述中心主缆绳的另一端与高空气球中吊舱连接；
19.多条所述周向辅助缆绳的一端分别与多个固定器件一一对应连接；多个所述固定器件间隔设置于所述张拉帆和所述囊体的交界线处；
20.多条所述周向辅助缆绳均穿过所述张拉帆处设置的固定环；多条所述周向辅助缆绳的另一端连接后套设在中心主缆绳上。
21.可选的，所述张拉帆的材质为柔性蒙皮。
22.可选的，所述周向辅助缆绳的直径为3mm。
23.可选的，所述中心主缆绳的直径为3mm。
24.可选的，所述周向辅助缆绳和所述悬挂索上均设置有刻度。
25.可选的，所述周向辅助缆绳和所述中心主缆绳上均设置有刻度。
26.一种高空气球系统，具体包括：
27.高空气球和上述的高空气球稳定装置；
28.所述高空气球与所述高空气球稳定装置连接；所述高空气球稳定装置用于稳定所述高空气球。
29.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
30.本发明提供了一种高空气球稳定装置及高空气球系统，其中高空气球稳定装置，应用于高空气球，高空气球具体包括：囊体、悬挂索和吊舱；囊体通过悬挂索与吊舱连接；吊舱上搭载有数据采集装置；数据采集装置与地面控制系统连接；高空气球稳定装置，具体包括：张拉帆和缆绳组；张拉帆的一端可拆卸地连接在囊体的侧面；张拉帆的另一端通过缆绳组与悬挂索连接。本发明通过设置张拉帆和缆绳组，能够提高高空气球的稳定性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明实施例一中高空气球稳定装置结构示意图；
33.附图说明：1-中心主缆绳；2-周向辅助缆绳；3-张拉帆。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本发明的目的是提供一种高空气球稳定装置及高空气球系统，能够提高高空气球的稳定性。
36.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实
施方式对本发明作进一步详细的说明。
37.实施例一
38.图1为本发明实施例一中高空气球稳定装置结构示意图；如图1本发明提供了一种高空气球稳定装置，高空气球稳定装置应用于高空气球，
39.高空气球，具体包括：
40.囊体、悬挂索和吊舱；
41.囊体通过悬挂索与吊舱连接；吊舱上搭载有数据采集装置；数据采集装置与地面控制系统连接；
42.高空气球稳定装置，具体包括：
43.张拉帆3和缆绳组；
44.张拉帆的一端可拆卸地连接在囊体的侧面；张拉帆的另一端通过缆绳组与悬挂索连接。
45.其中，缆绳组，具体包括：
46.中心主缆绳1和多条周向辅助缆绳2；
47.中心主缆绳的一端在与囊索固定点处与囊体连接；囊索固定点为囊体与高空气球中悬挂索的交点；中心主缆绳的另一端与高空气球中吊舱连接；
48.多条周向辅助缆绳的一端分别与多个固定器件一一对应连接；多个固定器件间隔设置于张拉帆和囊体的交界线处；
49.多条周向辅助缆绳均穿过张拉帆处设置的固定环；多条周向辅助缆绳的另一端连接后套设在中心主缆绳上。
50.具体的，张拉帆的材质为柔性蒙皮。
51.具体的，周向辅助缆绳的直径为3mm。
52.具体的，中心主缆绳的直径为3mm。
53.具体的，周向辅助缆绳和中心主缆绳上均设置有刻度。
54.实施例二
55.本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例提供的高空气球稳定装置中，缆绳组，具体包括：
56.多条周向辅助缆绳；
57.多条周向辅助缆绳的一端分别与多个固定器件一一对应连接；多个固定器件间隔设置于张拉帆和囊体的交界线处；
58.多条周向辅助缆绳均穿过张拉帆处设置的固定环；多条周向辅助缆绳的另一端连接后套设在悬挂索上。
59.具体的，周向辅助缆绳和悬挂索上均设置有刻度。
60.实施例三
61.本发明还提供了一种高空气球系统，具体包括：
62.高空气球和如实施例一所述的高空气球稳定装置；
63.高空气球与高空气球稳定装置连接；高空气球稳定装置用于稳定高空气球。
64.实施例四
65.本发明还提供了一种高空气球系统，具体包括：
66.高空气球和如实施例二所述的高空气球稳定装置；
67.高空气球与高空气球稳定装置连接；高空气球稳定装置用于稳定高空气球。
68.具体的，本发明由中心主缆绳、周向辅助缆绳、张拉帆组成。张拉帆的材质为柔性蒙皮，由1根中心主缆绳和1根周向辅助缆绳张拉确定位置并固定。
69.张拉帆增强高空气球航向稳定性的原理是：传统高空气球缺乏安定面，航向稳定性差，张拉帆可为高空气球提供安定面，通过空气动力学效应，在风场作用下，张拉帆提供一定的航向恢复力矩，从而增强航向稳定性。
70.中心主缆绳可与原高空气球吊舱吊挂主缆绳合用，也可独立配置专用于张拉帆的中心主缆绳，对中心主缆绳的材质无特殊要求，但应满足轻量化和耐候性的要求。
71.周向辅助缆绳为实现张拉帆而独立配置的缆绳，该缆绳起点位于蒙皮侧面与辅助缆绳的交点，终点汇聚于中心主缆绳靠近吊舱的适当位置，周向辅助缆绳的方向应与气球表面呈切线方向，对周向辅助缆绳的材质无特殊要求，但应满足轻量化和耐候性的要求。
72.张拉帆由柔性蒙皮组成，预先按照设计的尺寸裁剪加工成特定的平面形状，该形状应使得张拉后尽量紧贴气球表面，对张拉帆的蒙皮材质无特殊要求，但应满足轻量化和耐候性的要求。
73.本发明具有重量代价低、易于实现、可靠性高等优点。
74.(a)重量代价低。为实现本发明的方法，额外增加的部件仅为1根辅助缆绳和1块由柔性蒙皮材料实现的张拉帆，实现的重量轻。
75.(b)易于实现。辅助缆绳由带织物绳索材料实现，张拉帆由蒙皮材料裁片后热合或焊接而成，工程上易于实现。
76.(c)可靠性高。由于不需要额外的结构固定件、也不像充气尾翼需要始终充气维持压力，张拉帆方法无作动部件，也无电子器件，因此可靠性高。
77.加工制造阶段的实施步骤如下。
78.第一步：用与浮空器蒙皮材料相同的蒙皮材料进行裁片，然后焊接得到张拉帆，该材料为织物类材料，张拉帆的两个侧边标注站位坐标。
79.第二步：在张拉帆的两个侧边采用缝合和粘贴的方法固定魔术贴，并每隔固定距离开直径3mm小孔，使得每个侧边可以形成折边，沿折边对折后可用魔术贴固定，再在小孔穿细绳，该细绳用于将张拉帆以绑扎形式固定到中心主缆绳和周向辅助缆绳上，实现限位和紧固。
80.第三步：准备好中心主缆绳和周向辅助缆绳，规格均为直径3mm的纤维绳，主缆绳和辅助缆绳上均用细胶带标注站位坐标，该坐标应与张拉帆的侧边站位坐标对应，以实现将张拉帆固定到主缆绳和辅助缆绳的对应位置，此案例的中心主缆绳为独立配置，不与原缆绳复用。
81.第四步：根据稳定性需求，在囊体的预设点布置拉袢，用于穿过和固定辅助缆绳，并作为辅助缆绳的起点，无动力装置且气球为旋成体时预设点只需满足辅助缆绳为囊体切线方向，当采用左右两侧推进器布局时，预设点除了满足辅助缆绳为囊体切线方向以外，还应该在对称面位置。
82.飞行试验阶段的实施步骤如下。
83.第一步：在地面状态下，将准备好的中心主缆绳、周向辅助缆绳、张拉帆进行装配，
装配位置按照预先标注的张拉帆侧边站位坐标与主缆绳和辅助缆绳站位坐标进行一一对应，装配方法为利用张拉帆的折边先将缆绳包裹，然后魔术贴和穿孔细绳进行紧固，穿孔细绳应将张拉帆侧边和主缆绳和辅助缆绳进行固定，防止缆绳在张拉帆的折边内部滑移。
84.第二步：将中心主缆绳和周向辅助缆绳的终点(示意图c点)采用绑扎方式进行固定，此时应确认在地面全部展开的状态下，缆绳和张拉帆无明显褶皱，c点位置应在用于下降阶段切割分离点和降落伞位置的上方。
85.第三步：在高空气球放飞准备时，将中心主缆绳的端部(示意图a点)固定在原主缆绳的端部，将周向辅助缆绳的端部(示意图b点)固定到囊体预设点的拉袢，即部署准备完毕。
86.第四步：高空气球放飞，此时及后续阶段均无需操作，进入驻空高度飘飞阶段后，张拉帆即发挥增强航向稳定性作用。
87.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。