【技术实现步骤摘要】
一种基于飞行性能的太阳能无人机总体参数设计方法
[0001]本专利技术涉及无人机总体设计
，尤其涉及一种基于飞行性能的太阳能无人机总体参数设计方法。
技术介绍
[0002]太阳能无人机作为临近空间低动态飞行器的重要组成部分，具有飞行高度高、续航时间长、相比卫星机动性好、使用维护简便和综合效费比高等特点，具备“伪卫星”的应用特征，通过模块化换装载荷，可在通信中继、遥感监视、技术侦察、气象探测等领域发挥重要作用，具有广阔的市场需求。
[0003]相比传统以活塞发动机、涡扇发动机、涡喷发动机等为动力的无人机来说，高空长航时太阳能无人机为典型的全电推进系统驱动无人机，其在白天通过从外界自主吸收太阳能进行爬升而提高重力势能，到达既定高度后以较小功率进行高空巡航并将富余能量传递给储能电池进行存储，夜晚由于无太阳能进行能量补充而依靠储能电池存储的电量并通过降高释放重力势能的方式来维持飞行而度过整个夜晚。这一过程涉及到典型的能量采集和能量消耗问题，与无人机飞行高度、飞行航时等性能等密切相关。由于传统的无人机不涉及到如此严苛的能...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于飞行性能的太阳能无人机总体参数设计方法，其特征在于，所述方法包括：确定太阳能无人机的总体参数，并且根据飞行任务信息确定所述总体参数的初设值；确定飞行性能仿真分析的时间步长和每个时刻对应的爬升率，根据所述飞行任务信息、所述总体参数的初设值、所述时间步长和所述爬升率进行飞行性能仿真分析以获取飞行性能参数的初始值；判断所述飞行性能参数的初始值是否满足总体性能设计要求，如果是，则将所述总体参数的初设值作为所述总体参数的最终优化结果，如果否，则对所述总体参数的初设值进行优化调整直到获得满足所述总体性能设计要求的飞行性能参数的优化值以及对应的总体参数的优化值，并将所述总体参数的优化值作为所述总体参数的最终优化结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述飞行任务信息、所述总体参数的初设值、所述时间步长和所述爬升率进行飞行性能仿真分析以获取飞行性能参数的初始值包括：根据所述飞行任务信息、所述总体参数的初设值、所述时间步长和所述爬升率进行飞行性能仿真分析以获取全机太阳能电池板在每个时刻的太阳能采集功率以及所述太阳能无人机在每个时刻的全机能耗；根据储能电池的初始电量、所述全机太阳能电池板在每个时刻的太阳能采集功率以及所述太阳能无人机在每个时刻的全机能耗获取所述储能电池在每个时刻的剩余电量；将所述储能电池在每个时刻的剩余电量与预设最低电量进行比较，并且在所述剩余电量低于所述预设最低电量时停止仿真，将此刻得到的飞行性能参数的值作为所述飞行性能参数的初始值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述总体参数包括全机重量、全机参考面积、全机航电系统功耗、全机航电系统损失效率、全机高低空升阻比、全机高低空升力系数、全机太阳能电池板有效敷设面积、全机太阳能电池板转换效率和全机动力系统综合效率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述飞行任务信息、所述总体参数的初设值、所述时间步长和所述爬升率进行飞行性能仿真分析以获取全机太阳能电池板在每个时刻的太阳能采集功率包括：根据所述飞行任务信息、所述时间步长和每个时刻对应的爬升率计算全机太阳能电池板在每个时刻的太阳高度角的正弦值；根据初始大气温度、所述时间步长和每个时刻对应的爬升率计算全机太阳能电池板在每个时刻的环境温度；根据全机太阳能电池板的温度系数、每个时刻的环境温度和所述全机太阳能电池板转换效率的初设值计算全机太阳能电池板在每个时刻的转换效率；根据每个时刻的太阳高度角的正弦值、每个时刻的转换效率、所述飞行任务信息、所述时间步长、每个时刻对应的爬升率以及所述全机太阳能电池板有效敷设面积的初设值计算全机太阳能电池板在每个时刻的太阳能采集功率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述飞行任务信息、所述总体参数的初设值、所述时间步长和所述爬升率进行飞行性能仿真分析以获取所述太阳能无人机在每个时刻的全机能耗包括：根据所述飞行任务信息、所述时间步长...
【专利技术属性】
技术研发人员：李丁，马洪忠，杨发友，曹昕，刘晓春，吕睿佳，
申请(专利权)人：海鹰航空通用装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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