System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种多机翼布局的太阳能飞机及其控制方法技术_技高网

一种多机翼布局的太阳能飞机及其控制方法技术

技术编号:45047681 阅读:2 留言:0更新日期:2025-04-22 17:34
本发明专利技术公开了一种多机翼布局的太阳能飞机及其控制方法,包括机身、前机翼、电机、桨叶、前副翼、中机翼、后机翼、后副翼、垂直尾翼及能源系统;前机翼安装在机身的前部两侧,中机翼安装在机身的中部两侧,后机翼安装在机身的后部两侧;前机翼、中机翼、后机翼上均安装有电机,电机连接并驱动桨叶;前机翼的后缘连接前副翼,后机翼的后缘连接后副翼;电机和桨叶组成动力装置用于控制前机翼、中机翼、后机翼上的电机的工作状态,通过控制机身两侧的电机转速差来控制飞机的偏航动作。本发明专利技术有三对机翼,提高了飞机机翼的刚度和抗侧风能力,飞机的纵向稳定性和横侧向稳定性,且多机翼布局的设计提高了飞机的巡航升力系数,提高了飞机的巡航效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞行器,具体涉及一种多机翼布局的太阳能飞机及其控制方法


技术介绍

1、太阳能飞机是一种以太阳能为主能源,通过铺装在机翼表面上的太阳能电池板白天吸收太阳辐射能量并将其转化成电能,在满足平飞所需功率的同时,将剩余的电能储存到蓄电池中,夜晚蓄电池放电,以提供飞机平飞的能量。

2、太阳能飞机相较于电驱飞机有具有无污染、使用灵活、成本低等优势,具有更长的续航时间,适合监测、通信中继、科学探测等高空长航时的飞行任务。为提高太阳能飞机的航时,除了提高太阳能电池的能量密度之外,也可以通过增大太阳能板的铺设面积来实现。因此太阳能飞机都需要大的展弦比,而大展弦比意味着飞机的机翼长,机翼刚度不够,且飞机抗侧风能力差,所以需要对太阳能飞机的布局进行优化改进,在提高抗侧风能力的同时提高飞机的巡航效率。


技术实现思路

1、针对于上述现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种多机翼布局的太阳能飞机及其控制方法,以解决现有技术中常规布局的太阳能飞机抗侧风能力不足的问题。

2、为达到上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:

3、本专利技术的一种多机翼布局的太阳能飞机,包括机身、前机翼、电机、桨叶、前副翼、中机翼、后机翼、后副翼、垂直尾翼及能源系统;

4、前机翼安装在机身的前部两侧,中机翼安装在机身的中部两侧,后机翼安装在机身的后部两侧;前机翼、中机翼、后机翼上均安装有电机,电机连接并驱动桨叶;前机翼的后缘连接前副翼,后机翼的后缘连接后副翼;

<p>5、所述电机和桨叶组成动力装置,其数量为三组,分别用于控制前机翼、中机翼、后机翼上的电机的工作状态,动力装置安装于机身的两侧,沿机身的中轴线对称布置;通过前副翼和后副翼的舵机带动前副翼、后副翼偏转来控制飞机的俯仰动作和滚转动作,通过控制机身两侧的电机转速差来控制飞机的偏航动作;

6、能源系统,包括:太阳能电池板、蓄电池及开关,所述太阳能电池板均匀铺装于前机翼、中机翼、后机翼的上表面,蓄电池安装于机身内部;开关与太阳能电池板电性相连,安装于机身内部,与蓄电池并联,并通过带有二极管和电调的线路与电机相连。

7、其中,在太阳光充足时太阳能电池板电压高,由太阳能电池板供电,太阳光不足时则由蓄电池供电,从而实现太阳能供电与蓄电池供电之间的转换。

8、进一步地,所述太阳能电池板采用高光电转换效率的高晶硅太阳能电池,太阳能电池板的铺片面积占机翼面积的90%以上。

9、进一步地,所述前机翼采用矩形翼,中机翼和后机翼采用分段式机翼,靠机身段采用矩形翼,远离机身段采用梯形翼。

10、进一步地,所述太阳能电池板均匀铺装于前机翼、中机翼、后机翼的上表面。

11、进一步地,所述电机安装于前机翼、中机翼、后机翼的前缘。

12、进一步地,所述前机翼与中机翼采用中单翼,后机翼采用上单翼。

13、进一步地,所述前机翼、中机翼、后机翼的前缘上的桨叶均采用拉力桨,以提高飞机的飞行效率。

14、本专利技术还提供一种多机翼布局的太阳能飞机的控制方法,基于上述太阳能飞机,步骤如下:

15、建立飞机机体坐标系,原点位于飞机质心,x轴在飞机对称平面内,平行于机身轴线指向前;z轴在飞机对称平面内,指向下;y轴垂直于对称平面,指向右;

16、控制前副翼向下偏转,后副翼向上偏转,使飞机产生一个绕y轴的逆时针的俯仰力矩,使飞机机头抬升;控制前副翼向上偏转,后副翼向下偏转,使飞机产生一个绕y轴的顺时针的俯仰力矩,使飞机机头下压;

17、控制机身左侧的前副翼、后副翼向下偏转,右侧的前副翼、后副翼向上偏转,使飞机产生一个绕x轴的逆时针的滚转力矩,使飞机产生向右滚转的动作;左侧的前副翼、后副翼向上偏转,右侧的前副翼、后副翼向下偏转,使飞机产生一个绕x轴的顺时针的滚转力矩,使飞机产生向左滚转的动作;

18、提高机身左侧的电机的转速,降低机身右侧的电机的转速,使飞机产生一个绕z轴的逆时针的偏航力矩,使飞机产生向右偏航的动作;提高机身右侧的电机的转速,降低机身左侧的电机的转速,使飞机产生一个绕z轴的顺时针的偏航力矩,使飞机产生向左偏航的动作。

19、本专利技术的有益效果:

20、本专利技术提出的多机翼布局太阳能飞机有三对机翼,机翼总表面积大,与常规布局太阳能飞机相比,可布置更多的太阳能电池板,使飞机有更长的续航时间,且单个机翼的展弦比较小,展长较小,提高了飞机机翼的刚度和抗侧风能力,也提高了飞机的纵向稳定性和横侧向稳定性,且多机翼布局的设计提高了飞机的巡航升力系数,提高了飞机的巡航效率。

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【技术保护点】

1.一种多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,包括机身、前机翼、电机、桨叶、前副翼、中机翼、后机翼、后副翼、垂直尾翼及能源系统;

2.根据权利要求1所述的多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,所述太阳能电池板采用高光电转换效率的高晶硅太阳能电池,太阳能电池板的铺片面积占机翼面积的90%以上。

3.根据权利要求1所述的多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,所述前机翼采用矩形翼,中机翼和后机翼采用分段式机翼,靠机身段采用矩形翼,远离机身段采用梯形翼。

4.根据权利要求1所述的多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,所述太阳能电池板均匀铺装于前机翼、中机翼、后机翼的上表面。

5.根据权利要求1所述的多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,所述电机安装于前机翼、中机翼、后机翼的前缘。

6.根据权利要求1所述的多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,所述前机翼与中机翼采用中单翼,后机翼采用上单翼。

7.根据权利要求1所述的多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,所述前机翼、中机翼、后机翼的前缘上的桨叶均采用拉力桨。

8.一种多机翼布局的太阳能飞机的控制方法,基于权利要求1-7中任意一项所述太阳能飞机,其特征在于,方法步骤如下:

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【技术特征摘要】

1.一种多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,包括机身、前机翼、电机、桨叶、前副翼、中机翼、后机翼、后副翼、垂直尾翼及能源系统;

2.根据权利要求1所述的多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,所述太阳能电池板采用高光电转换效率的高晶硅太阳能电池,太阳能电池板的铺片面积占机翼面积的90%以上。

3.根据权利要求1所述的多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,所述前机翼采用矩形翼,中机翼和后机翼采用分段式机翼,靠机身段采用矩形翼,远离机身段采用梯形翼。

4.根据权利要求1所述的多机翼布局的太阳能飞机,其特征在于,所述太...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈力伟宿柱贾润秋刘欢王宪王立峰
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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