【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞机总体设计，涉及太阳能飞机的能量管理和续航能力优化，特别涉及一种考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机续航能量评估方法，能够提高太阳能飞机在复杂飞行条件下的能量评估准确性和可靠性。
技术介绍
1、太阳能飞机作为一种以太阳能为主要能量来源的飞行器，因其独特的能源利用方式和较长的航程潜力而受到广泛关注，其具有大展弦比、结构重量系数低、飞行昼夜循环次数长等特点。在设计和操作太阳能飞机时，一个关键的技术挑战是如何准确评估飞机在长期飞行中的续航能量，这不仅关系到航迹规划，也直接影响到能量管理和飞行策略的制定。
2、太阳能飞机的能量系统设计中，太阳电池阵的应用是核心组成部分，太阳电池阵通常采用薄膜类太阳电池单体，其特点是重量轻、灵活度高，可以适应飞机表面的曲率，实现高效的光能转换。这些电池单体随形固定于飞机的机翼、机身等升力面，以最大化光能的捕获和转换。太阳电池阵在白天吸收光能并存储于储能电池；而在夜间储能电池放电并降低飞行高度以维持飞机的夜间飞行，直至第二个白天飞机飞行高度上升并继续吸收光能，如此形成一个能量的闭环循环。>
3、但是，长本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机续航能量评估方法，其特征在于，所述评估方法在实施时至少包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机续航能量评估方法，上述步骤SS1中，所述总体输入中的载荷至少涵盖太阳能飞机在不同飞行工况下的飞行载荷，所述总体输入中的性能至少涵盖太阳能飞机的机体结构性能以及太阳能电池单体性能；所述结构输入的飞机结构有限元模型中，其机翼结构上铺覆有由太阳电池单体分布组成的太阳电池阵，以建立太阳电池阵与机翼结构的复合，模拟其在机翼结构上的铺覆状态。
3.根据权利要求1所述的考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机...
【技术特征摘要】
1.一种考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机续航能量评估方法，其特征在于，所述评估方法在实施时至少包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机续航能量评估方法，上述步骤ss1中，所述总体输入中的载荷至少涵盖太阳能飞机在不同飞行工况下的飞行载荷，所述总体输入中的性能至少涵盖太阳能飞机的机体结构性能以及太阳能电池单体性能；所述结构输入的飞机结构有限元模型中，其机翼结构上铺覆有由太阳电池单体分布组成的太阳电池阵，以建立太阳电池阵与机翼结构的复合，模拟其在机翼结构上的铺覆状态。
3.根据权利要求1所述的考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机续航能量评估方法，上述步骤ss1中，太阳电池阵包括在机体坐标系上沿机翼展向yb及机翼弦向xb对应布置的c列、r行的太阳电池单体，基于所述有限元模型计算得到地面坐标系下铺覆在机翼表面的各太阳电池单体沿机翼展向yb和弦向xb的位移变形量dz，并由下式计算得到各太阳电池单体的变形角ξcr：
4.根据权利要求3所述的考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机续航能量评估方法，上述步骤ss2中，所述基于飞行时刻的太阳辐照输入，涉及飞行季节，与0~365天内的飞行季节相关，并且涉及飞行高度，与15~23km高度范围内太阳与飞机的相对高度差相关，并采用下式计算基于飞行高度及飞行季节的太阳辐照输入psun：
5.根据权利要求4所述的考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机续航能量评估方法，上述步骤ss2中，所述飞机的飞行姿态输入，至少涉及机体的俯仰角、机体的滚转角及机体的偏航角，并基于飞机与太阳的相对位置，用太阳入射角τ及太阳方位角进行飞机的飞行姿态的描述，其中，太阳入射角τ与0~24小时内的飞行时刻相关，太阳方位角与飞机的-180~180°飞行方位相关，耦合飞行姿态的标准太阳电池单体的额定输出功率puav-std根据如下数学表达式进行计算：
6.根据权利要求5所述的考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机续航能量评估方法，上述步骤ss3中，由下述公式计算耦合实际飞行导致的结构大变形的太阳电池单体的实际输出功率psolar-cr：
7.根据权利要求1所述的考虑太阳电池阵变形的太阳能飞机续航能量评估方法，上述步骤ss4中，所述太阳能电池输出功率地面测试装置，包括多个以并联离散方式设置在地面上的测试装置载体，用以分别模拟机翼不同部位的太阳电池单体的姿态，每一测试装置载体至少包括一底盘以及设置在所述底盘上的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：董安琪，王翔宇，李珂，车雪，焦俊，周礼洋，张子健，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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