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，包括机翼：采用大展弦比直机翼形式，连接在机身中段的两侧，在上表面覆设有单晶硅太阳能电池阵列；后翼：包括垂直尾翼及水平安定面，垂直尾翼连接在水平安定面的两侧，垂直尾翼通过碳管与机翼连接，水平安定面的上表面覆设有单晶硅太阳能电池阵列；驱动飞机运动的螺旋桨，设置的底部的起落架。本实用新型专利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，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。

【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动力系统能够持续工作、实现在空中的长时间飞行、能源成本较低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，包括机翼：采用大展弦比直机翼形式，连接在机身中段的两侧，在上表面覆设有单晶硅太阳能电池阵列；后翼：包括垂直尾翼及水平安定面，所述的垂直尾翼连接在水平安定面的两侧，垂直尾翼通过碳管与机翼连接，所述的水平安定面的上表面覆设有单晶硅太阳能电池阵列；驱动飞机运动的螺旋桨，设置的底部的起落架。所述的机身中段的上表面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，通过太阳能控制器分配能源。太阳能飞机内还设有高能量密度蓄电池，经太阳能控制器控制充电。所述的机翼后端连接有副翼。所述的后翼上设有方向舵及升降舵。太阳能飞机的滑翔比为32-40。与现有技术相比，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。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为实施例1中本技术覆设单晶硅太阳能电池阵列的结构示意图；图4为实施例2中本技术的结构示意图；图5为太阳能飞机的电能分配图。图中，1-方向舵；2-后起落架；3-前起落架；4-机翼；5-机身中段；6-螺旋桨；7-机舱；8-副翼；9-升降舵；10-水平安定面；11-垂直尾翼；12-碳管。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1一种固定翼太阳能飞机，其结构如图1-3所示，主要由机翼4、后翼、起落架、螺旋桨6、机舱7等构成。机翼4采用大展弦比直机翼形式，连接在机身中段5的两侧，在上表面覆设有单晶硅太阳能电池阵列，机身中段5的上表面也覆设有单晶硅太阳能电池阵列。机翼4的后端连接有副翼8。后翼包括垂直尾翼11及水平安定面10，垂直尾翼11连接在水平安定面10的两侧，垂直尾翼11通过碳管12与机翼连接，水平安定面10的上表面覆设有单晶硅太阳能电池阵列。后翼上设有方向舵1及升降舵9，控制飞机的飞行方向。螺旋桨6用于驱动飞机运动，本实施例使用三个螺旋桨6提供驱动力，并且可以根据不同的飞行姿态，选择中间单个、左右两个或是三个螺旋桨同时提供动力，满足其在不同飞行条件下的动力要求，不转动的螺旋桨将折叠起来，减少空气的阻力。起落架包括有前起落架3和后起落架2，设置在飞机底部。太阳能飞机的电能分配示意如图5所示，飞机通过太阳能电池阵列，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，当太阳能板不能对高能量密度电池充电时，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，太阳能电池板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，高能量密度电池启动，为电机提供电能以驱动螺旋桨，使飞机维持在正常的巡航高度，等待太阳升起。由于加大了机翼和水平尾翼面积，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。大的翼展和合适的迎角也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，机翼、机身和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。实施例2一种固定翼太阳能飞机，其结构如图4所示，该飞机的结构与实施例1大致相同，不同之处在于，本实施例采用四个螺旋桨提供动力，左右两边各两个。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定翼太阳能飞机，其特征在于，包括机翼：采用大展弦比直机翼形式，连接在机身中段的两侧，在上表面覆设有单晶硅太阳能电池阵列；后翼：包括垂直尾翼及水平安定面，所述的垂直尾翼连接在水平安定面的两侧，垂直尾翼通过碳管与机翼连接，所述的水平安定面的上表面覆设有单晶硅太阳能电池阵列；驱动飞机运动的螺旋桨，设置的底部的起落架。

【技术特征摘要】
1.一种固定翼太阳能飞机，其特征在于，包括
机翼：采用大展弦比直机翼形式，连接在机身中段的两侧，在上表面覆设有单
晶硅太阳能电池阵列；
后翼：包括垂直尾翼及水平安定面，所述的垂直尾翼连接在水平安定面的两侧，
垂直尾翼通过碳管与机翼连接，所述的水平安定面的上表面覆设有单晶硅太阳能电
池阵列；
驱动飞机运动的螺旋桨，
设置的底部的起落架。
2.根据权利要求1所述的一种固定翼太阳能飞机，其特征在于，所述的机身
中段的上表面覆设有单晶硅太阳能电池阵列。
3.根据权利要求1或2所述的一种固定翼太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛一青，
申请(专利权)人：上海奥科赛飞机有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31