70个大红灯笼在空中“一动不动” 是如何做到的？

　　70个大红灯笼在空中“一动不动” 是如何做到的？

　　本报记者 于丽爽

　　10月1日的天安门广场，东西侧路上空各35个红彤彤的大型充气灯笼，飘在空中“一动不动”，仿佛悬浮于空中一般，这是如何做到的？

　　设计研制这些灯笼的，是中国航天科技集团有限公司五院508所的专家们。  

　　“涉及理论力学和空气动力学，技术核心是要让拴灯笼的系留绳的延长线经过气球的气动压心，这个就叫系留技术，字面意思就是系住并留下。”大型充气灯笼的技术负责人、508所回收着陆专业副总工程师滕海山介绍。大型充气灯笼设计团队，由508所回收着陆技术研究室的充气结构和降落伞两个专业的人员组成。

　　从庆祝新中国成立50周年庆典开始，广场上空悬浮的大红灯笼都是由508所来设计的。

　　“从广场布局来看，都是平面的，如何让平面立体起来？烘托喜庆氛围？就有了挂灯笼这个创意。灯笼的外形设计是按照天安门城楼上的红庆灯设计研制的。”滕海山参加过庆祝新中国成立50周年、60周年充气灯笼的设计研制工作，对其中的故事如数家珍。

　　508所的主业之一是航天器回收着陆技术研究，而回收卫星、飞船的减速部件降落伞就是柔性材料，然而设计同样是柔性材料做成的大型充气灯笼，对他们来说还是存在挑战。

　　大型充气灯笼由内囊和外囊组成；灯笼下面拴着系留绳，正中间的叫主系留绳，四周的叫副系留绳；系留绳的下面“拽”着镇铁。升空的时候，先往灯笼里充氦气，充满、扎口、释放；降落的时候，摇主系留绳下面的绞盘收绳，灯笼落下来了，放气、折叠，还可以反复使用。

　　设计这样一个充气灯笼，难在哪儿？

　　“一是气密性。充气灯笼是利用氦气比空气轻的特点，往内囊里充氦气升空的。而氦气属于惰性气体，通常是用来检验是否漏气的，所以做氦气灯笼对气密性要求非常高。”滕海山说。508所设计的大型充气灯笼是采用降落伞的制作技术，通过热熔化焊接，把复合膜焊在一起，密封性非常好。

　　充气灯笼气动压心的计算当然是关键中的关键，不然，升起来的灯笼不稳定，会在空中“跳舞”。充气灯笼的外囊是缝制的，如何让力系均布在球体表面，也要靠精密的计算。镇铁和地面之间的摩擦系数同样重要。处理不好，风一吹，灯笼会拽着地面上的镇铁跑。

　　“以前在太阳暴晒的情况下，灯笼会不会爆、里面气压多大，全凭手拍。这次，我们在灯笼里内置了防刺的无线测量设备，内部气压多大，随时可测量。”灯笼的总体技术负责人、508所回收着陆专业青年专家陈旭介绍。陈旭也参加过庆祝新中国成立60周年的灯笼设计。

　　这次还在灯笼上加装了IMU无线传感姿态测量设备，灯笼升空后，是“纹丝不动”还是“看着一动不动”，都有精确的数据。有了这些数据，便于研制过程中随时调整设计参数。

　　灯笼外囊的红色涤纶布今年也经过了浸入硅胶处理，红得更鲜艳了，下小雨也不怕内渗，水珠会直接滑落下来。

　　经过测试，一二级风时，灯笼能保持肉眼看上去“纹丝不动”。“实际上在空中会有10厘米到20厘米的摆幅。”滕海山说。三四级风时，“看起来一动不动”，实际上会有0.5米到1米的摆幅。六级风以下，灯笼都可以正常使用。