摘要：飛行在20km~100km高度的臨近空間浮空器,在區(qū)域監(jiān)視、偵查、應(yīng)急通信與科學實驗等領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)勢。高空零壓氣球是常見的臨近空間浮空平臺之一。對其上升過程運動特性的研究有利于增加駐空時間、減少橫向漂移距離。文章通過建立零壓氣球充氣量模型和氣球上升過程中的動力學模型,對氣球上升過程中動力學模型進行仿真分析,結(jié)合高空飛行試驗數(shù)據(jù),驗證了所建模型的準確性。在模型的基礎(chǔ)上對比了不同浮升氣體對氣球上升速度以及駐空高度的影響;研究了浮升氣體充氣量對載荷總量的影響,并分析了氣球在上升過程中的體積變化以及駐空高度與浮升氣體質(zhì)量的關(guān)系,最后討論了影響氣球上升特性的關(guān)鍵因素?？梢缘玫搅銐簹馇蛏仙^程運動特性與浮升氣體種類、充入氣體量、氣球規(guī)格、載荷質(zhì)量有關(guān),假設(shè)氣球可無限膨脹不發(fā)生爆炸,浮升氣體密度越小,充入氣體量越多,載荷質(zhì)量越輕,氣球的駐空高度就越高,達平衡所需時間越少;實際工程應(yīng)用中,氣球受材料限制不可無限膨脹,面密度小的氣球,可能在上升到駐空高度前發(fā)生爆炸,要使氣球攜帶一定質(zhì)量載荷在某一高度范圍駐空,其充氣量不能過多,需與一些物理量滿足一定關(guān)系。