平流层飞艇上升段高度控制方案
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Ｈ ｏｕ Ｙｏｎ ｇ，Ｙａ ｕｎ ｎｇ Ｊ
（ ｌ ｇ ｆ ｔ ｎ ｕｉｓ Ｎｏｔｗｅｔｒ ｏｙｅ ｈ ｉａ Ｕｎｖ ｒｉ ， ’ｎ７ ０ ７ ， ｈｎ ） Ｃｏｌ ｅｏ Ａｓｒ ａ ｔ ， ｒｈ ｓｅｎＰ ｌｔｃ ｎｃｌ ｉｅｓｔ Ｘｉ １０ ２ Ｃ ｉａ ｅ ｏ ｃ ｙ ａ
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０ 引 言
平流层飞艇一般运 行在大气层 中平流层底部 ， 离 地 面 约 ２ ｍ。此 高度 大 气 上 热 下 冷 ，对 流 很 弱 ， ０ｋ 以平 流 运 动 为 主 ，飞 艇 在 其 中受 力 稳 定 ， 于 控 制 。 易 飞艇 内部携 带 充 有 氦 气 的气 囊 ， 以提 供 静 浮 力 作 为
关键 词 ： 飞艇 ； 高度 控 制 ；控 制 方案 ；上 升段 中图 分类 号 ：Ｔ ２ ３ ． Ｐ ７ ３ 文 献标 志码 ：Ａ
Ｈｅ ｇ — ｎ ｒ ｌＳｃ ｍ ｅｏ ｒ ｔ ｓ ｈｅ ｉ ｉｓ ｐ Ａ ｓ ｅ ｄｉ ｔ ｇ ｉ ｈｔＣｏ ｔｏ ｈｅ ｆＳｔａ ｏ ｐ ｒｃＡ ｒ ｈｉ ｃ ｎ ｎｇ Ｓ ａ ｅ
能 采 取 的单 纯 通 过 副 气 囊 充 放 气 进 行 高 度 控 制 的方
案 进 行 相 关 研 究 。 以 半 硬 式 平 流 层 飞 艇 为 背 景 ，建 立 了 飞 艇 三 自由度 动 力 学 模 型 ，分 析 了单 纯 利 用 副
气 囊 充 放 气 进 行 高 度 控 制 时 ， 飞艇 上 升 速 度 较 慢 的 原 因 ，提 出 了利 用 螺 旋 桨 推 力＋ 升 力 ＋ 动 静升 力进 行 复 合 控 制 的 方 案 ， 并对 ２种 方 案 进 行 了 数 字仿 真 验
摘 要 ：为 更好 地进 行 平 流层 飞艇 上 升段控 制并提 高上 升速度 ，建立 飞艇 三 自由度纵 向动 力 学方程 。从理 论 上分 析 了副气 囊单一 控 制存 在 上升 速度 较慢 的 问题 ，提 出 了在 飞艇 上 升段 采 用螺旋 桨推 力＋ 动升 力＋ 静升 力的 复合控 制 方案 ， 分 别对 ２种 方案设 计 了控 制 器 ，并 通 过数 字仿 真验 证 了在 飞艇 上 升段 采 用复合 控 制 方案 的合 理 性
２０ｌ ． １ ０３
兵 工 自 动 化
Ｏｒ ｄｎａｎｃｅ Ｉ ｎｄｕｓ ｒ ｕｔ ｔｙ Ａ ｏｍ ａｔ ｏｎ ｉ ・７３ ・
３ （） ０３
平 流层 飞艇 上 升段 高度 控 制方 案
侯 勇 ， 杨 军 （ 北工 业大 学 航 天学 院 ，西 安 ７ ０７ ） 西 １０ ２
升wenku.baidu.com力 ，并 通 过 充 有 空 气 的 副 气 囊 对 飞艇 进 行 高 度 调 节 。 由于 可 以 不 依 靠 运 动 产 生 升 力 ，所 以此 类 飞 艇
姿 态 控 制 的 资料 比较 多 ，而 论及 上 升 段 高 度 控 制 的 文 献 还 没 有 见 到 。 笔 者 针 对 目前 平 流 层 飞 艇 研 究 可
证及对 比。
能够 以极 慢 的 速 度 飞 行 ，甚 至 能 够 在 空 中长 期 保 持
定 点 ， 即相 对 地 面 静 止 ，被 认 为 是 继 地 面 通 讯 站 和
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