【摘要】：化石能源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用推動(dòng)了人類文明的加速發(fā)展。然而隨著化石能源的逐漸枯竭,以及由于化石能源所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題的不斷加劇,人類急需尋找一種可替換的清潔能源。于是綠色無(wú)污染的太陽(yáng)能逐漸走入了人們的視野。尤其對(duì)于航空業(yè)這樣污染物排放量大的領(lǐng)域來(lái)說(shuō),太陽(yáng)能飛機(jī)的出現(xiàn)為航空業(yè)的發(fā)展提供了一個(gè)新的發(fā)展方向。長(zhǎng)航時(shí)、大展弦比、飛行高度高是太陽(yáng)能飛機(jī)區(qū)別于其他飛行器最顯著的特點(diǎn)。為了確保太陽(yáng)能飛機(jī)能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的飛行,需要保證太陽(yáng)能飛機(jī)各能源裝置的工作安全性和有效性。本文根據(jù)太陽(yáng)能飛機(jī)的氣動(dòng)特點(diǎn)及工作環(huán)境對(duì)某太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)能源裝置進(jìn)行了分析和研究,旨在提高該型號(hào)太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)能源裝置的可靠性和持久性。本文首先對(duì)太陽(yáng)能飛機(jī)能源系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,且進(jìn)一步對(duì)能源裝置做了詳細(xì)的介紹,并完成了理論模型的構(gòu)建;然后又對(duì)太陽(yáng)能飛機(jī)飛行環(huán)境中的光照強(qiáng)度、大氣密度、大氣壓強(qiáng)、太陽(yáng)位置等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析研究并建模。同時(shí)研究了一種適合某太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)的太陽(yáng)能電池柔性封裝方法,并完成了封裝前后的對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)。最后對(duì)Matlab/Simulink模擬仿真的結(jié)果進(jìn)行分析,得出影響太陽(yáng)能飛機(jī)飛行參數(shù)的主要因素,并得出太陽(yáng)能飛機(jī)能量計(jì)算方法,以及提高太陽(yáng)能飛機(jī)續(xù)航時(shí)間的方法。
【圖文】：

度為 3kg/m2，這個(gè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的其他類型飛行器。而與此同時(shí)它的展弦比還達(dá)超高的 31。“探路者號(hào)”太陽(yáng)能飛機(jī)在空中飛行的過(guò)程中機(jī)翼翹曲量達(dá)到了整個(gè)機(jī)長(zhǎng)的 6%，機(jī)翼最大上反角角度幾乎超過(guò) 50°[7]。在如此大的機(jī)翼彈性變形情況下，所設(shè)計(jì)的原有氣動(dòng)外型已經(jīng)大幅改變，不再完全滿足原有以線彈性假設(shè)為基礎(chǔ)的飛學(xué)數(shù)據(jù)和計(jì)算方法；而且傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)動(dòng)、靜力學(xué)分析的相關(guān)算法也不能夠滿足有限擬分析的要求。伴隨著機(jī)翼大幅度的翹曲和變形還會(huì)改變整架飛機(jī)的空氣阻力、受及重心等情況。太陽(yáng)能飛機(jī)機(jī)翼的結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)頻率與飛行動(dòng)態(tài)頻率較為接近，易耦合性的動(dòng)力學(xué)共振。“太陽(yáng)神號(hào)”也曾經(jīng)在 2003 年的一次試飛過(guò)程中，由于突發(fā)紊流導(dǎo)致整架飛機(jī)空中解體。無(wú)獨(dú)有偶 2017 年 7 月 28 日中國(guó)研制的太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)“號(hào)”在進(jìn)行試飛試驗(yàn)過(guò)程中，突遇低空強(qiáng)氣流，使得機(jī)翼扭轉(zhuǎn)超出本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，產(chǎn)生大幅度顫振，最終不得不暫停試飛并成功迫降。

度為 3kg/m2，，這個(gè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的其他類型飛行器。而與此同時(shí)它的展弦比還達(dá)超高的 31。“探路者號(hào)”太陽(yáng)能飛機(jī)在空中飛行的過(guò)程中機(jī)翼翹曲量達(dá)到了整個(gè)機(jī)長(zhǎng)的 6%，機(jī)翼最大上反角角度幾乎超過(guò) 50°[7]。在如此大的機(jī)翼彈性變形情況下，所設(shè)計(jì)的原有氣動(dòng)外型已經(jīng)大幅改變，不再完全滿足原有以線彈性假設(shè)為基礎(chǔ)的飛學(xué)數(shù)據(jù)和計(jì)算方法；而且傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)動(dòng)、靜力學(xué)分析的相關(guān)算法也不能夠滿足有限擬分析的要求。伴隨著機(jī)翼大幅度的翹曲和變形還會(huì)改變整架飛機(jī)的空氣阻力、受及重心等情況。太陽(yáng)能飛機(jī)機(jī)翼的結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)頻率與飛行動(dòng)態(tài)頻率較為接近，易耦合性的動(dòng)力學(xué)共振。“太陽(yáng)神號(hào)”也曾經(jīng)在 2003 年的一次試飛過(guò)程中，由于突發(fā)紊流導(dǎo)致整架飛機(jī)空中解體。無(wú)獨(dú)有偶 2017 年 7 月 28 日中國(guó)研制的太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)“號(hào)”在進(jìn)行試飛試驗(yàn)過(guò)程中，突遇低空強(qiáng)氣流，使得機(jī)翼扭轉(zhuǎn)超出本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，產(chǎn)生大幅度顫振，最終不得不暫停試飛并成功迫降。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V279

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2709604