في الآونة الأخيرة ، يمكن للمرء أن يرى في كثير من الأحيان تطلق من بالونات الطقس اللاتكس الهواة ، والتي لها حمولة صندوق معزول مع الكاميرا ، منارة GPS ومصدر الطاقة. تقتصر مدة رحلة هذه الأجهزة عادة على ساعتين إلى ثلاث ساعات ، يصل خلالها الجهاز إلى الستراتوسفير ويهبط على بعد 80 إلى 100 كيلومتر من موقع الإطلاق.
تستعد لإطلاق stratostat لدينا الانجراف
هل يمكن لبالون الستراتوسفير أن يطير لفترة أطول وأبعد وأكثر استقرارًا؟ نعم تستطيع. تأتي ستراتوستات من فئتي الصفر والضغط الفائق في عملية الإنقاذ. لقد اخترنا الصفر الضغط كتجربتنا الأولى ، كما هذه التكنولوجيا هي اختبار الزمن وبسيطة للغاية.
تكنولوجيا الطيران
يتمثل جوهر هذه التقنية في الحفاظ على ضغط "صفر" داخل غلاف الغاز ، في حين تنجرف مظاريف الضغط الفائق بسبب زيادة ضغط الغاز. بينما تتسلق ، يتوسع الغاز. عندما يتم الوصول إلى ذروة الضغط ، تنفجر بالون الأرصاد الجوية ، ويغلف ظرف الضغط الصفري الضغط الزائد ويبقى لينجرف في التيارات النفاثة حتى غروب الشمس. عندما تغرب الشمس ، يبدأ الهواء في البرودة ويتناقص الجهاز. بالنسبة للرحلات الجوية التي تستغرق أكثر من يوم إلى يومين ، يلزم وجود احتياطي من الصابورة ، فهو يعوض عن فقد الرفع بالغاز (الهيليوم والهيدروجين).
صورة لمحات الطيران من ستراتوستات الصفر الضغط والسوبر ضغط
قذيفة
بالنسبة للإطلاق الأول ، قمنا بصنع قذيفة على شكل قرع بحجم 170 م 3 ، وارتفاعها 5 أمتار وقطرها 8 أمتار. شكل اليقطين ، كما يوزع الضغط على نحو أمثل داخل الغلاف. لم نكن نحتاج إلى قدرة رفع ثقيلة وارتفاع من الرحلة الأولى ، كانت المهمة هي الحصول على معلومات حول لحظة تحقيق الطفو المحايد وانجراف الجهاز من أجل زيادة مدة الرحلات وحجم الأصداف (ذباب الضغط الصفري من يومين إلى 55 يومًا).
ثمانية الجزء شل اليقطين نموذج
الجزء الفني
تم تقسيم مهام منطاد الستراتوسفير إلى مرحلتين:
- الخطوة الأولى (القابلة للإرجاع) - منصة معيارية مع المظلة
- المرحلة الثانية (الانجراف) - قذيفة الضغط الصفري مع جهاز لاسلكي
منصة وحدات مع القياس عن بعد تلقي الكمبيوتر اللوحي
المرحلة الأولى ، منصة وحدات
منصة المرحلة الأولى هي إطار من الألومنيوم ، والذي ، بالإضافة إلى وظيفته الرئيسية (تحديد الوحدة النمطية) ، هو جزء من نظام الهوائي ورادياتير مرسل فيديو Lawmate 1.2GHz ومضخم صوت LoRa مودم 433 ميجا هرتز مع قدرة 1 و 2 واط من القدرة.
لديها قنوات الاتصال التالية:
- لورا 433 ميجا هرتز ، انتقال القياس
- 1.2GHz القانون ، دفق الفيديو مع OSD
- معلومات الموقع GlobalStar
- GSM ، القياس عن بعد
- منارات البحث 433 / 868MHz ، ابحث عن الجهاز في منطقة الهبوط حسب مستوى الإشارة
تعتمد وحدة التحكم في الطيران التي تقوم بجمع ومراقبة مرحلات الطاقة والترانزستورات على AtMega2560. لمساعدة وحدة التحكم في الطيران ، تم إنشاء مودم LoRa-GSM على AtMega328p ، والذي يجمع القياس عن بُعد من الكمبيوتر الشخصي وينقله إلى الأرض.
يتم تسجيل الفيديو على جهازين من GoPro Hero 4 Black محميين مع رؤية للأفق و Yi 2k مع إطلالة على قذيفة الغاز.
مصدر الطاقة هو 2 NiMH 12v 4500mah و LiPo 11.1v 2000mah.
المرحلة الثانية ، راديو لاسلكي
تؤدي المرحلة الثانية من الراديو اللاسلكي وظيفة مهمة للغاية - فك المراحل. وبدون إلغاء الإرساء ، ستنقل الحمولة إلى الصين أو منغوليا أو كوريا الشمالية ، وهو ما لا نحتاج إليه بالتأكيد.
لإنجاز هذه المهمة ، يحدد الراديو اللاسلكي لحظة تحقيق الطفو المحايد (الانجراف) ، وبعدها تنتظر 30 دقيقة ثم تقوم بفك الإرساء.
بالإضافة إلى هذه المهمة ، إذا كنت محظوظًا بالتغطية الخلوية ، فإن مسبار الراديو يتصل عبر GSM وينقل البيانات المسجلة في الذاكرة في شكل مسار رحلة ، وملامح تغيير درجة الحرارة وشحن البطارية.
مصدر الطاقة هو بطارية LiPo 11.1v بسعة 3800mah.
الحمولة
نظرًا لأن هذا اختبار ، لم نتمكن من إطلاق حمولة تجارية ، ولكن سيكون من الخطأ أيضًا ترك الإطلاق دون حمولة. تم إطلاق برنامج ADA من قبل وزارة الدفاع الروسية في عام 2013 ، ومنذ ذلك الحين كان العميل الوحيد في ADS في DKBA ، منذ ذلك الوقت لم يكن هناك إطلاق ADA في روسيا ورابطة الدول المستقلة. كانت مهمتنا ، وإن كانت غير مباشرة ، هي لفت الانتباه إلى ADA. من خلال دراسة استقصائية في إحدى المجتمعات الفضائية في شبكة فكونتاكتي الاجتماعية ، حددنا الحمولة المطلوبة ، وأصبحت السبعة مع روغوزين.
روجوزين كحمولة للمرحلة الأولى
إطلاق
قبل الإطلاق بأربعة أيام ، قدمنا خطة طيران إلى الوكالة الفيدرالية للنقل الجوي ، وبعدها تلقينا إذنًا في 2 يونيو في الساعة 6:00 صباحًا (يتم منح الإذن في يوم الإطلاق).
بدأت الاستعدادات للإطلاق من مكان الاجتياح للقذيفة وتركيب محطة ترحيل على السطح ، وهي حالة تحتوي على معدات استقبال على الأرض.
ستراتوستات الغاز قذيفة ملء
محطة الترحيل (LoRa، Lawmate)
الحال مع تلقي المعدات
استغرق الأمر ما يقرب من أربع أسطوانات من هيليوم سعة 60 لترًا لملء الغلاف ، مما أتاح قوة رفع قذيفة تبلغ 13 كيلوجرامًا ، وهو ما يكفي لإطلاق 9 كيلوغرامات من البضائع بسرعة رفع تبلغ 2.5 م / ث.
تزود بالوقود الهيليوم
بعد ملء القشرة ، بدأنا إطلاق المعدات والتجمع خطوة من الجهاز ، وتجميع الخطوات الأولى والثانية من بالون الستراتوسفير. كان ارتفاع القشرة في البداية 10 أمتار ، وكان الارتفاع الكلي للجهاز 20 مترا.
ستراتوستات 10 ثانية قبل الإطلاق
سمح الطقس الهادئ الهادئ (باستثناء المطر الخفيف) بإطلاق الطبقة العليا دون عوائق تقريبًا.
ارتفع بالون الستراتوسفير بسرعة 2.5 م / ث ، بعد 1 ساعة و 10 دقائق ، انفجر الهيليوم الزائد انجرف 40 دقيقة ، ثم أزال المرحلة الأولى. بدأت المرحلة الأولى تهبط بالمظلة بسرعة 4-5 م / ث (التي استغرقت 45 دقيقة) ، في الوقت الذي استمرت فيه المرحلة الثانية في الصعود ، ثم انجرفت على ارتفاعات 18-20 كم لمدة 10 ساعات وبدأت في الانخفاض المتسارع بسبب غروب الشمس .
Infographics من رحلة ستراتوستات
المرحلة الأولى ارتفاع الشخصية
على الرغم من الطقس الغائم ، أظهرت لورا نفسها بشكل جيد للغاية من خلال نقل البيانات على مسافة 120 كم. كان البث عبر الفيديو على أجهزة Lawmate 1.2 GHz متاحًا على مسافة تصل إلى 60 كيلومترًا ، وهو أمر جيد أيضًا في الطقس مثل هذا. عملت منارة GlobalStar بثبات ، حيث تنقل معلومات الموقع كل 2.5 دقيقة.
آلة إطلاق الفيديو
كانت المرحلة الثانية سيئة الحظ مع التغطية الخلوية ؛ خلال الرحلة ، تلقت خمسة اتصالات GSM. تم الحصول على معلومات حول التغلب على ارتفاع 18 كيلومتراً والهبوط بعد 16 ساعة من الإطلاق.
هبطت الخطوة الأولى
بشكل عام ، كانت المهمة ناجحة. بدأت صناعة بالون الستراتوسفير الأوتوماتيكية في روسيا إحياءها من خلال الجهود الخاصة. تدريجيا ، ستزداد مدة الرحلات ، ويكفي أسبوع واحد إلى أسبوعين في الجداول النفاثة في الستراتوسفير للطيران حول الكوكب.
يتم التخطيط لرحلة تستغرق 2-3 أيام من خلال اختبار AirMax ، قنوات الاتصال بالإيريديوم. سنختبر ستراتوستات كوسيلة لتنظيم شبكات WISP مع تغطية أكثر من 150 كيلومتر (سنقوم بفحص نماذج Loon و AirBus للمشروع).