光明日报:空中“大白鲸”,科考新平台

在第二次青藏高原综合科学考察中,由中国科学院空天信息创新研究院研制的浮空艇创造了多项科考纪录,吸引了公众的视线——“极目一号”Ⅲ型浮空艇平台搭载众多科考仪器及设备,分别于5月15日4时40分、5月21日5时09分,升空高度两次超过世界最高峰珠穆朗玛峰,分别到达海拔9032米、海拔9050米,打破同类型浮空器的升空观测高度世界纪录,获得了珠峰地区大气水汽传输和温室气体垂直变化过程关键科学数据。
“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积巨大,从外表看来形似“大白鲸”。如此大型的科学考验研究平台,科研人员是如何科学驯“鲸”的?浮空艇平台包含哪些先进技术?可以应用在哪些方面呢?

古老航空器 迎来新发展

在科研人员眼中,“浮空艇”有一个更为严谨专业的名字——系留气球。按照特性及大类区分,系留气球属于浮空器的一种。对公众而言,浮空器可能是一个既熟悉又陌生的词语——其实,内部充入氢气或氦气的气球就是一种浮空器,但科学上应用的浮空器却不是这么简单。
浮空器是指内部充入(含有)的气体比重低于空气的航空器,其升空原理是依靠轻于空气的气体浮力产生的静升力克服自身重力升空。总体上,浮空器可分为气球和飞艇两类。气球是指无动力装置的浮空器,可分为自由气球和系留气球。自由气球随风飞翔,系留气球利用缆绳系留固定在地面锚泊设施上。飞艇是自带动力装置,可进行操纵飞行的浮空器,按浮空高度可分为中低空飞艇和平流层飞艇。在青藏高原创造观测高度世界纪录的“极目一号”Ⅲ型浮空艇平台属于一种大型的系留气球平台系统。
浮空器是一种古老的航空器,是人类想要翱翔天空、征服蓝天最早使用的航空器。气球、飞艇出现的时间比飞机要早很多,随着飞机技术的不断发展,浮空器因为技术因素和时代因素等种种原因,一度逐渐消失在了大众的视野里。
但浮空器具有大载重、驻空时间长、易于布置、控制和操作成本低等明显优势,是其他航空器所不具备或不可比拟的。因此,部分科学家一直在潜心研究、积累技术,等待它的再次蝶变。
随着时代进步,浮空器相关领域的各项科学技术蓬勃发展,赋予了浮空器新的活力,对浮空器的研究又进入了新时代发展的“快车道”。可以说,此次“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造系留浮空器的升空观测高度世界纪录,是浮空器事业发展的又一里程碑。

新型浮空艇上的硬核科技

“极目一号”Ⅲ型浮空艇给人的第一印象就是大。如此大的系统,要如何保证它的正常运转?背后蕴藏着哪些先进技术和智慧结晶?海拔9000米高度处于对流层上部,高风速、低温、低气压、复杂电磁场的极端环境条件,对浮空艇全系统的升空科学观测提出了巨大的挑战,科研人员如何一一克服?
解决这些问题,科学家和工程师们有高招。

将“极目一号”Ⅲ型浮空艇(系留气球)系统按功能区分,可以分为球体分系统、测控分系统、供配电分系统、地面锚泊分系统以及载荷分系统。五个分系统紧密协作,共同保障浮空艇的升空科考观测的正常运行。
球体分系统,就是我们说的“大白鲸”。浮空艇形似“大白鲸”,“大”是指此次浮空艇的巨大尺寸——55米长,体积为9060立方米。这么巨大的体型是经过精密计算得出的优化尺寸,为了将既定的多种大质量载荷从地面携带至海拔9000米的对流层上部。
“白”是指浮空艇整体外形呈现白色。白色可以反射光线、减少紫外线的吸收,使浮空艇内部气体升温不会过快。此外,浮空艇的囊体材料隐藏着众多“黑科技”,它是一种由我国自主研发的轻质低密度低渗高强抗辐射复合织物材料,复合织物材料可以对整个浮空艇进行有效保护与支撑,阻挡外部雨雪风沙的同时,也可减少内部气体泄漏,极大地增加了浮空艇的使用寿命与复用次数。
“鲸”是指浮空艇的外形。设计人员参考鲸鱼生物外形采用了仿生学设计,整体呈流线型,这样做的目的是寻求一个小风阻和高稳定性二者平衡的气动外形,在浮空艇升空过程中减小空气阻力的扰动与影响。此外,和鲸鱼用肺呼吸相似,浮空艇内部由两个气囊组成,分别填充氦气与空气,氦气囊负责提供升力,而空气囊则起着“肺”的作用,在浮空艇的升降过程中保持浮空艇的外形与压力平衡。在浮空艇升空过程时,环境压力和温度都在不断降低,需要通过风机阀门等元器件调节空气囊,进行频繁的排气,浮空艇的降落则是此过程的逆过程,会对空气囊进行频繁的打气,升降过程恰似肺在不停呼出与吸入的过程。
测控分系统,是“大白鲸”的“千里眼”“顺风耳”。获取浮空艇的实时状态与信息,控制整个浮空艇系统完成科学观测,需要用到相关的测控设备,以实时获取不同高度剖面的风速、气温、湿度等环境信息,获取浮空艇的升空高度、升速、压力、俯仰角、系缆拉力等关键信息,让研究人员可以实时判断浮空艇的正常状态,辅助地面指挥决策。
供配电分系统,是“大白鲸”的“定海神针”。浮空艇上载有能源舱,里面包含了可耐低温低气压的高压锂电池组、能源管理器及配电器等设备,负责为整个浮空艇系统提供能源支持,同时满足不同设备、仪器、传感器的不同功率/电压要求,可实现升空观测锂电池组供电、地面锚泊时地面高压供电的双模式供电无缝切换,能源供给也如同定海神针一般,持续支持着整个浮空艇系统的运转。

地面锚泊分系统,是“大白鲸”的“五指山”。地面锚泊分系统主要由特种锚泊车及特种系缆组成。锚泊车通过鼻塔及两个侧臂对浮空艇完成三点约束,使浮空艇可以在地面停泊。特种系缆一侧连接艇体主承力结构件,缆的另一侧连接至地面特种锚泊车辆容缆滚筒,特种系缆除了承力作用,内部还布置有细电缆,用于将浮空艇升空过程中静电接地释放,保卫系统安全。此外,还可根据需要,在系缆中布置光纤,通过光纤传输实时通信数据。对地面锚泊车进行操作,完成系缆的收放,即可实现浮空艇的升空及下降过程。浮空艇在地面锚泊时,浮空艇及锚泊车辆上的平台可以随风向变化而转动,使浮空艇的艇首及锚泊车鼻塔总是处于迎风的小风阻状态。
载荷分系统,是“大白鲸”上的“多面手”。浮空艇平台系统本身对载荷并无限制,可以搭载各种类型的载荷设备。在本次珠峰科考中,浮空艇搭载水汽稳定同位素分析仪、黑碳、甲烷、臭氧等多种分析仪器与设备,获取了第一手珠峰地区大气水汽传输和温室气体垂直变化过程关键科学数据。

浮空艇“家族”能满足科学观测的不同需求

不仅在珠峰,浮空艇家族活跃在很多科研项目中:由中国科学院空天信息创新研究院(以下简称“空天院”)浮空器团队研发的系留气球(浮空艇)曾在可可西里西区观测藏羚羊等野生动物活动;曾在内蒙古地区开展草畜资源状态监测,为草畜平衡模型构建,创建生态草牧业科技体系提供平台支持;曾在东海海域开展“智慧海洋”应急通信试验网络项目船载系统的综合集成演示验证等,都取得了良好的效果。

浮空艇作为理想的科学观测平台,拥有众多优点和广阔的应用潜力。空天院浮空器团队深耕系留气球(浮空艇)领域数十年,发展至今,形成了从小到大全规格、系列化、矩阵式的系留气球产品。

首先,系留气球根据实际需要,升空高度可从几十米到数公里,覆盖范围非常广泛,且在升降过程中,可以实时采集获取不同高度剖面的数据。

其次,可携带较大总质量载荷(从几十千克至吨级载荷),在目标高度实现长时间驻留(在气象及空域允许的情况下,可实现以天乃至月计的驻留观测),抗风能力强,对雨雪天气敏感度小,对载荷限制极小,是绝佳的大载重长驻空的观测科考及应用平台。

再次,系留气球可以实现原位测量,无污染,一次充气后可实现循环复用,效费比(效果和费用的比值)高,地面配套及控制需要人数少,具有绿色、经济、可复用、易于维护操作的优点,是绿色经济的无人长时驻空平台。

应该说,系留气球是一个基础的平台服务,它能发挥多大的作用,更取决于载荷的功能应用和平台-载荷的配合能力,空天院自研的系留气球平台,搭载不同载荷,已成功应用在了科学观测、应急通信、草原生态与畜牧平衡观测、海洋中继通信、对地观测及低空防务等典型场景中。

如今,空天院团队研制的系留气球平台,从在通用性设计上对应用地理区域进行针对性优化,已在城市、平原、高原、草原、沙漠、海洋、岛礁等多种典型地理区域开展过科学试验与示范应用,取得了突出的试验成果与亮眼的科考成绩在对地观测、气象探测、灾害监测、防务监视、应急通信、中继通信、雷达探测、城市及乡村观测、科学考察等广阔的应用领域,系留气球平台已初露峥嵘,未来可期。

以上内容转载自《光明日报》( 2022年06月23日 16版)。作者何泽青、乔涛、陈其。

追问|长庆油田第八采油厂瞒报漏油事故岂能罚酒两杯?
陕北属黄土高原丘陵沟壑区,该地区常年干旱少雨、植被稀疏,水资源贫乏,生态环境极其脆弱,加之水土流失和土地荒漠化严重,是我国生态建设的重点地区之一,也是自1999年以来国家实施退耕还林还草等一系列的生态恢复工程的重点实施地区。然而,近年来随着石油等资源的持续开发,土地污染也成为资源开发不可逃避的现实。
发生漏油事故未上报
近日,有媒体披露,中石油长庆油田采油八厂发生漏油事故未及时启动应急方案被罚5万,让人匪夷所思的是,对于这样的行为,管理部门开出的罚单却是无关痛痒。
公开资料显示,这起政府生态环境局的行政处罚决定书为(陕J吴起环罚〔2022〕8号),事由是企业发生漏油事故后,未及时启动突发环境事件应急方案,且未向生态环境行政主管部门报告,被罚5万元。

行政处罚决定书显示,延安市生态环境局于2022年3月2日对长庆油田采油八厂进行了调查,发现该单位实施了以下环境违法行为:2022年1月6日长庆油田采油八厂涧12H井场内3、4号储油罐原油溢流至井场外围,造成污染面积约20平方米;外溢原油沿着草地流淌至井场下方沟底,造成污染面积约40平方米。事故发生后,该单位未及时启动突发环境事件应急方案且未向生态环境行政主管部门报告。
政府部门的处罚理由为,长庆油田采油八厂的上述行为违反了《陕西省实施办法》第二十九条之规定:企业事业单位应当按照国家有关规定制定突发环境事件应急预案,报生态环境行政主管部门和有关部门备案。在发生或者可能发生突发环境事件时,企业事业单位应当立即启动相应应急预案,采取措施处理,及时通报可能受到危害的单位和居民,并向生态环境行政主管部门和有关部门报告。
由于发生漏油污染事故未上报,延安市生态环境局依据《陕西省实施办法》第三十三条违反本办法规定,根据不同情况,按以下规定给予处罚:(三)发生环境突发事件,不及时启动突发环境事件应急方案,采取有关应急措施的,处二万元以上十万元以下罚款。无可参照的行政处罚自由裁量权基准。决定对长庆油田采油八厂处罚款人民币伍万元。
污染一平方罚833元
污染60平米,罚款5万,一平方换算下来是833元。也就是说,生态环境部门对于认定的污染,一平方罚了833元。833元是个啥概念,以延安为例,一顿水泥460元,833元刚够买2吨水泥。
而企业对于发生事故知情不报的违法行为,似乎未有追责。
其实,生态环境部门已查证企业发生漏油事故属于知情不报,存在主观故意,如果现在的罚款成为你好我好,大家都好,让罚款成为你情我愿,那遏制非法排污,何时才能成为尽头?
政府生态环境局作为污染物排放总量控制和实施排污许可证制度,以及落实污染物减排任务的责任单位,对涉及的生态环境污染事故,以及排污监管义不容辞,如果罚款成为责任倒查的一种应付差事的行为,那何尝不是一种变相的纵容。
不难发现,对于此类事件已有媒体发文追问,对待这样的明知故犯,岂能一罚了之。
文章称,一次的污染没有被发现,这是一个偶然;两次的污染也没有被发现,这也有可能。但是一次又一次地污染不启动应急预案而且不上报,将偶然当成了必然,这才是造成今天出现污染而不上报局面的最根本原因。
表面上看,采取瞒报、掩埋等措施,极大的降低了企业的成本,但是从根本上来说,将来对这类污染的处理花费的代价更高,对环境的影响也是更加巨大!
最终,企业的一个很小的过错要社会用更大的代价来完成!
罚酒两杯滋生心照不宣
发生污染,瞒报事故,这种投机行为,何尝不是对生态环境的漠视。
如果以罚代管成为双方达成的默契,无关痛痒。
长此以往,何尝不会形成漏的漏,罚的罚,相互心照不宣。
如果对于这样的瞒报,仅罚酒两杯,生态环境又靠谁来真正重视?

这张笑得后槽牙都出来了[抱一抱][抱一抱][抱一抱],就这么爱吗?
说实话我以前看剧从来都是看完就拉倒了,网剧大部分都会看,因为我本命是杰娜嘛,看综艺听歌,其余的人不太关心,只看剧。
俊子的剧我好像是17年就开始看了,陆微寻,小美满,绝色千金几部都看过,猫猫的话好像是18年和四~千~年演的那两部,但是看完就拉倒了。我什么剧都追,21年无意间打开裤,说实话第一集有点劝退,我是颜控[笑cry][笑cry][笑cry],我大学同学告诉我看下去,当时也没有别的剧,论文也搞的我焦头烂额,杰娜因为怀孕很久没出现,没有精神寄托了。
硕士毕业条件要发表北大核心论文,至少要半年,而当时二月,六月份要毕业了,时间上很紧,也很痛苦,看这个剧消磨时间,也是没想到一发不可收拾,那段日子很快乐让我忘记毕业痛苦,后来结果也挺好,顺利发表,只用了一个月录用证明就下来了,顺利毕业,我想着我也可能放下了,去追杰娜,过自己生活,没想到你出事了,真的让我意难平,到现在快一年半了,我还在,说实话我自认为自己是长情的人,杰娜十几年老粉了,但是不进饭⭕️,也不进任何群,太ex,做自由小散粉挺好的。

最后,希望你可以洗脱冤屈[抱一抱][抱一抱][抱一抱]。


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