详述系留气球有哪些设计要求？

       系留气球是热气球的一种，顾名思义，这种热气球是使用缆绳将其拴在地面绞车上并且可控制其在大气中漂浮高度的气球。系留气球主要应用于大气边界层探测，另外，一些飞行俱乐部也会采用系留气球的形式提供热气球观光旅行或空中婚礼等服务，这样能保证热气球飞行更加安全。因为具有科研作用，系留气球与其他类型的热气球相比，更加注重安全性，在设计方面有着严格要求。那么，系留气球有哪些设计要求呢？名扬小编为大家分享一下相关知识吧。

　　一、囊体设计

　　囊体作为系留气球的主要结构，承受着系留气球上的所有载荷，要具有一定的抗风能力，特别是在突风的冲击，要有足够的强度。在各种载荷作用的条件下，具有承受环向应力、剪切应力的能力；有时还要满足承受撕裂力的要求，对悬挂系统来说还要考虑其他的附加应力。囊体的整体和某特定部位的强度和刚度受囊体截面积、内压大小等多种因素的影响，随飞行高度和环境温度以及运动状态的变化而变化。

　　由于气球囊体材料只能承受拉力的特性，致使囊体材料总体刚度只能由内压维持。当内压一定时，张力与囊体半径成反比，即当囊体较大时，应选择拉伸强度和撕裂强度比较大的材料，当囊体较小时，应选择拉伸强度和撕裂强度比较小的材料。

　　囊体材料的选择主要考虑轻质、高强度、高气密性、良好的耐候性、高比强度、高抗曲挠、耐揉搓和良好的耐磨性，尤其是主气囊材料要考虑耐臭氧和对各种射线(紫外线)的反射及其他环境因素的影响。应通过对主气囊及其典型部位的安全性分析，选择强度比较高、环境适应性较好的的材料，提高囊体的强度设计，使囊体的破坏失效概率降到小。

　　二、头锥设计

　　头锥固定在囊体的头部，使系留气球在地面系留时，很好地固定在系留塔上。头锥应该设计成便于系留和脱系的旋转机构，采用高强度钢和铝合金制造，保证有足够的强度裕度，安全系数起码应大于2。为了防止地面系留时头锥从系留锁中意外脱开，应增加其他地面系留辅助设施，使头锥直接与系留塔连接，充分增加系留气球地面系留的安全性。

　　三、系留系统设计

　　系留系统主要包括系留拉索、机械拉索和系留缆绳。系留拉索分布在囊体的两侧，相对于气球纵向平面对称，用于将系留气球的净浮力载荷集中传到系留缆绳。机械拉索也是分布在系留气球两侧，只在地面系留时，连接在地面系留绞盘上。由于系留气球在使用过程中载荷比较复杂，所以系留拉索和机械拉索的安全系数一般大于2。

　　系留缆绳是系留气球的一个关键部位。系留气球的升空、回收和姿态调整都是通过缆绳来实现的。系留缆绳既要有足够强的力学性能，又要有传输球上设备所需的电信号、光信号等功能，同时还要有防雷击特性。为了增加系留缆绳的安全性,系留缆绳的安全系数应大于3。

　　四、地面系留设施设计

　　地面系留设施的作用是能把系留气球固定在一定位置，保证系留气球能够安全可靠地升空和回收，可分为阵地式和车载式。

　　设计时，既要考虑收放装置能够顺利地收放系留气球，又要考虑旋转平台能够随风自由旋转，同时防止系留塔倾覆。通过有限元分析，保证地面系留设施有足够的安全裕度，提高地面系留设施的安全性。

　　五、防雷系统设计

　　雷电对系留气球的破坏是全方位的，结合系留气球的一般结构及雷电的损害方式，防雷措施可分为球体防护、球载设备防护以及地面设备及人员的保护。

　　对球体的防护措施一般采用静电防护、导体笼防护和悬索导线防护。对球体设备防护一般采用绝缘材料把电子设备与导电物体隔离或者安全接地，使球体上形成的雷击电流顺利传到地面，把能量释放出去。

　　以上就是系留气球有哪些设计要求的相关内容介绍。通过上述内容可知，系留气球的设计要求非常严格，因此安全系数很高，能够有效保证热气球本身以及乘客的安全。河南名扬热气球动力伞航空俱乐部从事热气球相关飞行服务已经超过十年了，在这十年期间，俱乐部不断发展壮大，拥有许多专业化的飞行教练，采购优质的飞行设备，为用户提供强有力的安全措施，深受业内人士好评，欢迎有意向的客户致电咨询。