天安门广场两侧灯笼何以“悬浮于空中”？还涉及些许航天技术

今天的天安门广场，东、西侧路上空各有35个红彤彤的大型充气灯笼飘立在空中，仿佛悬浮于空中一般。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。

刘平摄

“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。

大红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、施放；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？参加设计过庆祝新中国成立50周年、60周年、70周年充气灯笼的滕海山指出：“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。”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。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。

10年、20年过去了，大型充气灯笼的方方面面都在进步。

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。内囊的三层材料也在加工时就贴合在一起，不用再在底部留排气孔了，气密性更好。

检验施放各环节是否存在问题，为此今年进行了近20次外场演练，从5月底一直持续到9月初，“从庆祝新中国成立50周年到70周年，我们国家的航天技术在进步，材料和制作工艺也在进步，现在，我们对灯笼的抗风、抗压能力认识更深刻了，相信一定能呈现更好的效果。”滕海山自豪地说。