一种固定翼太阳能飞机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种固定翼太阳能飞机，包括机身及连接在机身左右两侧的左机翼与右机翼，在机身上方设有驱动飞机运动的螺旋桨，在机身底部设有主起落架，所述的左机翼与右机翼表面均覆设有单晶硅太阳能电池阵列，所述的单晶硅太阳能电池阵列将太阳能转为电能，并通过太阳能控制器分配能源。所述的左机翼的末端设有垂直于左机翼设置的左垂尾，在左垂尾上连接有平行于左机翼的左平尾，所述的右机翼的末端设有垂直于右机翼设置的右垂尾，在右垂尾上连接有平行于右机翼的右平尾。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有太阳能电池片布片率高、结构简单、自平衡能力强、易控制等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种飞机，尤其是涉及一种固定翼太阳能飞机。
技术介绍
目前固定翼飞机的能源多为汽油和柴油，而大部分的无人机则采用蓄能电池作为驱动飞行的能源。由于飞机携油量有限或蓄能电池储能能力有限，造成飞机的续航能力弱，且由于使用汽油或柴油，飞机所排放尾气对环境造成了严重的污染。现在的太阳能飞机也存在以下不足：第一、平尾通过负升力实现俯仰配平和俯仰操纵，从而降低了全机的可用升力，最终使得全机的升阻比降低；另外，由于增加了全机浸湿面积，导致全机的零升阻力增加，也会使得全机的升阻比降低；第二、由于机翼上需要布置副翼来实现滚转操纵，减小了可用于铺贴太阳能电池的机翼面积；另外，副翼的偏转机构和副翼偏转时的集中载荷导致机翼结构需要加强，造成机翼重量增加。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种太阳能电池片布片率高、结构简单、自平衡能力强、易控制的固定翼太阳能飞机。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种固定翼太阳能飞机，包括机身及连接在机身左右两侧的左机翼与右机翼，在机身上方设有驱动飞机运动的螺旋桨，在机身底部设有主起落架，所述的左机翼与右机翼表面均覆设有单晶硅太阳能电池阵列，所述的单晶硅太阳能电池阵列将太阳能转为电能，并通过太阳能控制器分配能源。所述的左机翼与右机翼的长度为4-5m。所述的左机翼的末端设有垂直于左机翼设置的左垂尾，在左垂尾上连接有平行于左机翼的左平尾。所述的右机翼的末端设有垂直于右机翼设置的右垂尾，在右垂尾上连接有平行于右机翼的右平尾。本技术中将左机翼与右机翼的长度设置的比普通固定翼飞机长很多，一方面有利于在上面铺设更多的单晶硅太阳能电池阵列，具有太阳能电池片布片率高，布片简单，结构简练，具有更高的发电效率。另一方面，本技术的左机翼与右机翼布局形式简单，自平衡能力高，气动表面简单，具有更高的气动效率。飞翼布局操纵面少，操作简单，易控制。此外，本技术机翼布片率高的原因还在于这种飞翼布局的飞机在机翼上没有舵面，而常规布局的飞机的机翼分为机翼安定面和舵面，舵面的安装会影响太阳能板的布片。所述的左机翼下方设有左起落架，所述的右机翼下方设有右起落架。所述的左起落架、右起落架及主起落架位于一个三角形的三个顶点处，为前三点起落架结构布局。三角形设置有利于提高固定翼太阳能飞机起落时的稳定性，使得固定翼太阳能飞机不容易出现颠簸的现象。所述的机身内还设有太阳能控制器及蓄电池，所述的单晶硅太阳能电池阵列将太阳能转为电能，并可以通过太阳能控制器将电能充入蓄电池保存。与现有技术相比，本技术具有以下优点及有益效果：1、本技术中将左机翼与右机翼的长度设置的比普通固定翼飞机长很多，一方面有利于在上面铺设更多的单晶硅太阳能电池阵列，具有太阳能电池片布片率高，布片简单，结构简练，具有更高的发电效率。另一方面，本技术的左机翼与右机翼布局形式简单，自平衡能力高，气动表面简单，具有更高的气动效率。飞翼布局操纵面少，操作简单，易控制。2、本技术通过单晶硅太阳能电池阵列，将太阳能转换成电能作为飞机飞行的动力来源，利用太阳能这一源源不断的自然能源，使飞机的动力系统能够持续工作，实现在空中的长时间飞行，由于不使用常规燃料，飞机在飞行中真正实现了零排放，同时能源成本非常低。3、由于机身内还设有太阳能控制器及蓄电池，单晶硅太阳能电池阵列将太阳能转为电能，并通过太阳能控制器将电能充入蓄电池保存，蓄电池储存的电能主要用于飞机的动力驱动和机载设备的正常使用。附图说明图1为实施例1中本技术的主视结构示意图；图2为实施例1中本技术的俯视结构示意图；图3为太阳能飞机的电能分配图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例一种固定翼太阳能飞机，如图1、图2所示，包括机身4及连接在机身4左右两侧的左机翼3与右机翼5，在机身4上方设有驱动飞机运动的螺旋桨6，在机身4底部设有主起落架10，左机翼3下方设有左起落架11，右机翼5下方设有右起落架9。左机翼3的末端设有垂直于左机翼3设置的左垂尾1，在左垂尾1上连接有平行于左机翼3的左平尾2。右机翼5的末端设有垂直于右机翼5设置的右垂尾8，在右垂尾8上连接有平行于右机翼5的右平尾7。其中，左机翼3与右机翼5表面均覆设有单晶硅太阳能电池阵列，单晶硅太阳能电池阵列将太阳能转为电能，并通过太阳能控制器分配能源。左机翼3与右机翼5的长度为4-5m。本技术中将左机翼3与右机翼5的长度设置的比普通固定翼飞机长很多，一方面有利于在上面铺设更多的单晶硅太阳能电池阵列，具有太阳能电池片布片率高，布片简单，结构简练，具有更高的发电效率。另一方面，本技术的左机翼与右机翼布局形式简单，自平衡能力高，气动表面简单，具有更高的气动效率。飞翼布局操纵面少，操作简单，易控制。本技术中将左起落架11、右起落架9及主起落架10位于一个三角形的三个顶点处，三角形设置有利于提高固定翼太阳能飞机起落时的稳定性，使得固定翼太阳能飞机不容易出现颠簸的现象。太阳能飞机的电能分配示意如图3所示，飞机通过单晶硅太阳能电池阵列，将太阳能转为电能，通过太阳能控制器对其能源进行分配。在光照强度不强的情况下，太阳能转换成的电能主要用于飞机的动力驱动和机载设备的正常使用。在光照强度足够强的情况下，太阳能管理器将除了用于电机驱动和机载设备的多余的电能，分配到高能量密度电池，对其进行充电。在下午，当单晶硅太阳能电池阵列不能对高能量密度蓄电池充电时，飞机在这个时候开始上升。根据计算，飞机可以飞到20000到30000米的高空。在暮光以后，单晶硅太阳能电池阵列没有电能提供给电机，飞机开始由高空盘旋下降，由于飞机具有很大的滑翔比(滑翔比为34.6，除去最大10％的误差，实际最小滑翔比31.14)，所以可以在完全无动力的情况下连续滑翔。当降落到正常巡航高度以下时，蓄电池启动，为电机提供电能以驱动螺旋桨，使得螺旋桨产生推力，使飞机维持在正常的巡航高度，等待太阳升起。由于加大了左机翼与右机翼的长度，并且对飞机飞行时的气动效率和气动特性进行了模拟验证，通过验证，大大提高了太阳能飞机的气动效率和机动性。左机翼、左垂尾、左平尾、右机翼、右垂尾及右平尾的结构提高了飞机的抗风性和自稳定性，并且对有效载荷和动力总成进行了合理的布局，使飞机具有了更大的滑翔比，实现了无动力超远距离滑翔和无动力安全平稳的降落。在生产上，机身、左机翼、左垂尾、左平尾、右机翼、右垂尾及右平尾全部使用复合材料作为原材料，如在机翼的肋使用纤维板制作，机身使用泡沫结构板并且以多层纤维布铺贴上去，这样不仅可以满足飞行强度和结构稳定性的需求，还可以减少飞机本身的重量，这样就提高了飞机的载重量。对于机舱的布置，可以根据不同的功能需求，合理安装功能模块，如航拍设备，GPS设备，探测设备，侦察设备等等。上述的对实施例的描述是为便于该
的普通技术人员能理解和使用技术。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本技术不限于上述实施例，本领域技术人员根据本技术的揭示，不脱离本技术范畴所做出的改进和修改都应该在本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定翼太阳能飞机，包括机身(4)及连接在机身(4)左右两侧的左机翼(3)与右机翼(5)，在机身(4)上方设有驱动飞机运动的螺旋桨(6)，在机身(4)底部设有主起落架(10)，其特征在于，所述的左机翼(3)与右机翼(5)表面均覆设有单晶硅太阳能电池阵列，所述的单晶硅太阳能电池阵列将太阳能转为电能，并通过太阳能控制器分配能源；所述的左机翼(3)的末端设有垂直于左机翼(3)设置的左垂尾(1)，在左垂尾(1)上连接有平行于左机翼(3)的左平尾(2)；所述的右机翼(5)的末端设有垂直于右机翼(5)设置的右垂尾(8)，在右垂尾(8)上连接有平行于右机翼(5)的右平尾(7)。

【技术特征摘要】
1.一种固定翼太阳能飞机，包括机身(4)及连接在机身(4)左右两侧的左机翼(3)与右机翼(5)，在机身(4)上方设有驱动飞机运动的螺旋桨(6)，在机身(4)底部设有主起落架(10)，其特征在于，所述的左机翼(3)与右机翼(5)表面均覆设有单晶硅太阳能电池阵列，所述的单晶硅太阳能电池阵列将太阳能转为电能，并通过太阳能控制器分配能源；所述的左机翼(3)的末端设有垂直于左机翼(3)设置的左垂尾(1)，在左垂尾(1)上连接有平行于左机翼(3)的左平尾(2)；所述的右机翼(5)的末端设有垂直于右机翼(5)设置的右垂尾(8)，在右垂尾(8)上连接有平行于右机翼(5)的右平尾(7)。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛一青，
申请(专利权)人：毛一青，
类型：新型
国别省市：上海;31