太阳能飞机

摘要： 太阳能飞机是清洁能源飞机的重要形式,为研究其电磁散射特性,以典型布局太阳能飞机为基础,建立某型双尾撑布局(模型A)和常规布局(模型B)电磁散射模型,采用物理光学法,计算不同状态的RCS曲线,研究RCS散射曲线的分布特点、俯仰角和频率的影响规律.结果 表明,模型A的RCS曲线呈"十"字型,模型B的RCS曲线分布规律较为复杂,与飞机结构外形设计特点密切相关.俯仰角会引起散射曲线向内收敛,俯仰角增大时,模型A的前向角域RCS均值先不变后增加,而模型A的其余角域及模型B的RCS均值呈倒"V"型;频率增加时,RCS散射曲线有较小变化,频率增加时,模型A前向角域RCS均值减小,最大减小8.5026dB,模型A前向隐身性能较好.基于结果提出了两模型的隐身改进措施.

摘要： 基于光伏组件产生功率模型,研究了太阳能飞机中飞行速度、高度、时间及区域等状态参数影响组件性能的规律.以单晶硅组件及Xihe太阳能飞机为研究对象,当飞机飞行速度增加时,组件产生的功率随之增加但趋于饱和.原因在于速度的增加能有效降低组件的表面温度,但提升是有限的.飞机所需的功率随飞行速度呈现指数增加,且组件产生的功率与飞机所需的功率有能量平衡点.组件产生的功率随飞行高度的增加而增加,但有饱和的趋势.原因在于,当飞行高度上升,大气温度随之下降,组件表面温度下降;同时海拔越高,大气密度和大气通透率越大,太阳辐射增加,从而组件产生的功率增加了;饱和的原因在于组件本身性能的限制.一天之中,组件产生的功率基本以太阳时12点为中心左右近似对称,中午最强;一年中组件性能在夏季最强,冬季最弱.原因在于组件性能主要由所受太阳辐射决定.随着纬度的增加,组件产生的功率减小.原因在于,纬度越高,太阳高度角越小,组件所能接受到的太阳辐射也就越小;纬度越低,组件总产生功率越高且平稳.纬度低的地区更适合太阳能飞机的飞行.该文为太阳能飞机的能量分配、长时间驻空提供一定的帮助.

摘要： 近曰,在瑞士西部的帕耶恩,瑞士冒险家拉斐尔·多姆詹(Raphael Domjan)身背降落伞从太阳能双座飞机SolarStratos—跃而下,打开降落伞安全返回帕耶恩机场,从而完成了人类首次完成从太阳能飞机上跳伞,创造了一项新的世界纪录。

摘要： 为了展示可再生能源的用途很多,瑞士一名跳伞运动员从瑞士西部1,520米的高空跳下,首次实现了人类从太阳能飞机上跳伞的壮举。Inventors working to take a solar-powered plane to the edge of space have performed the first jump and free fall from an electric aircraft.The Swiss Solar Stratos team''s experimental two-seater plane took off from an airfield in western Switzerland with two people on board and climbed to 1,520 meters before its founder.

摘要： 太阳能飞机小刚度和大变形的特点导致其普遍存在颤振问题,因此有必要合理建立太阳能飞机的动力学模型并进行颤振分析.以国内某15米翼展太阳能飞机为研究对象,建立初始的动力学模型,然后根据目标颤振速度调节模型刚度,得到了与目标颤振速度匹配的机翼主梁刚度,从而实现太阳能飞机的动力学反向建模,并在此基础上进行颤振分析,形成完整的太阳能飞机颤振分析设计方法.结果表明:该机翼扭转刚度增大70％,其颤振速度可提高29％.本文方法可用于指导15米太阳能飞机的防颤振设计.

摘要： 本文基于小型固定翼飞机,探讨了太阳能电池板的设计、动力设计、气动设计、结构设计和能源管理系统设计.运用Profili气动设计,低雷诺系数下Xflr5的机翼特性分析,通过推重比与气动升阻比相结合,功率和翼面积相结合,参照CADC国赛要求,参考propCalc动力设计数据,设计载重1～1.5kg,翼载荷20～30g/dm2,推重比0.4～0.6,基本满足滑跑起飞与续航要求.本文阐述了部分翼梁、前缘、翼肋、机身、尾组结构设计的一些参数,列出机身装配、重心调节、地面测试的一些要领,基本上体现完整的固定翼太阳能飞机设计流程.

摘要： 高空超长航时太阳能飞机可用于执行侦察、监测、预警和通信中继等任务,具有广阔的发展潜力及应用前景,是临近空间飞行器重要的研究对象之一.受其独特的能源形式限制,太阳能飞机一般具有展弦比大、翼载荷低、结构面密度低、结构柔性大等特点.本文对太阳能飞机的发展现状进行一定的总结,并对该类飞机总体、气动、结构等独特的设计特点进行分析.研究工作对该类飞机的设计,具有一定的参考意义.

摘要： 高空长航时太阳能飞机在未来军事中具有广阔的应用前景.但太阳能飞机能源密度低,一般采用尾翼配平进而造成气动配平损失.于是提出了一种"T"构型太阳能飞机.该飞行器构型设计是通过降低重心位置,实现自配平从而减少配平升力损失,提高飞机性能.首先概述了该构型飞机的特点和降低重心的无尾配平原理.然后推导其气动导数计算公式,对T构型进行纵向稳定性分析.通过仿真算例分析对T构型飞机和常规构型飞机稳定性机理作了对比研究.简要说明了二者在纵向稳定性上的差异及产生的原因,为控制器设计提供依据.

摘要： 能量平衡是太阳能飞机设计工作的核心和难点.本文基于太阳能飞机能量原理,结合太阳辐射模型和太阳能飞机典型飞行剖面开展太阳能飞机能量平衡建模研究.文中根据太阳能飞机起飞-爬升-巡航阶段和持续跨昼夜飞行阶段的飞行剖面和能量需求,分别建立了各阶段的能量平衡模型,给出了各时段的能量特性计算方法并对傍晚下滑阶段的多种飞行情况进行了分类讨论.文中最后以某太阳能飞机为例对本文建立的起飞-爬升-巡航能量平衡模型和持续跨昼夜飞行能量平衡模型进行了验证.

摘要： 大展弦比太阳能飞机推进系统电池的位置将影响机翼结构的固有频率及振动响应,较大的振动响应将影响飞机的安全.首先建立机翼的三维模型,并进行理论分析,其次利用有限元分析软件进行分析.研究表明电池位置越靠前振动响应越小,研究结果可作为布置电池位置的基本参考.

摘要： 先进复合材料不仅以其高比强度、高比模量在无人机结构轻量化上得到应用,而且以其功能结构一体化在无人机隐身、防震等方面做出了贡献。本文介绍了无人机和太阳能飞机用先进复合材料的特点，简述了先进复合材料在几种典型无人机上的应用状况，着重综述了先进复合材料在太阳能飞机上的应用。展望了无人机和太阳能飞机用复合材料的发展趋势。

摘要： 相比于常规动力飞机,太阳能飞机由于清洁、长航时等特性表现出其独特的应用潜力.本文从太阳能飞机的结构设计和电路设计两个方面探讨了设计一架遥控太阳能飞机的流程和方案.从太阳能飞机的电路设计入手对长航时太阳能飞机进行初步的探索.

摘要： 太阳能飞机具有大展弦比、高柔性等特点，在低速飞行过程所能承受的翼载较小，需要考虑阵风、紊流等外来激励的干扰下，附加气动力所引起的飞行器刚体和弹性运动，判断其对飞行器飞行性能的影响。本文对突风载荷载下太阳能飞机的振动响应进行分析，建立了相应的结构有限元模型和气动模型，描述了离散突风载荷和紊流载荷的分析过程，并给出结构关键位置处的时间响应历程和功率谱密度结果。

摘要： 精确估算昼夜飞行太阳能飞机的可用功率是太阳能飞机设计中的重要问题之一.本文主要通过分析计算太阳能飞机所能得到的可用功率P/S来讨论太阳能飞机动力系统对飞机结构尺寸的影响.

摘要： 本文主要介绍了太阳能飞机上太阳电池技术的发展及太阳能飞机的应用前景.与传统的航空器不同,太阳能飞机的动力是完全由太阳能转换而来的.太阳电池已成为航空器的新一代动力能源装置.随着太阳电池制造技术的提高和航空航天技术的发展,太阳能飞机上的太阳电池也在向重量轻、价格低、效率高的方向发展,太阳电池阵的组装工艺也日渐趋于成熟.太阳能飞机的应用前景十分广阔.它可以部分替代用于商业、环保、军事、科研的低轨道卫星和远程通信太空卫星.

摘要： 一种背面电极型太阳能电池单元、带有配线板的背面电极型太阳能电池单元、太阳能电池模块、带有配线板的背面电极型太阳能电池单元的制造方法及太阳能电池模块的制造方法，在背面电极型太阳能电池单元（8）的背面的周缘部的一部分，以包含连接多个电极（6、7）的端部的线局部地向内侧凹陷而形成的区域的方式，设置有未设置电极的非电极形成区域（33a、33b、33c、33d），非电极形成区域（33a、33b、33c、33d）位于分别与彼此相邻的n型用电极（6）和p型用电极（7）相邻的位置。

摘要： 本公开内容提供了用于将太阳能电池(10)分为两个或更多个太阳能电池件的设备(100)。设备(100)包括可移动布置(105)、附接到可移动布置(105)的分离装置(110)、以及通过一个或多个弹性元件(130)附接到可移动布置(105)的保持装置(120)。

摘要： 公开了用于太阳能飞机的热管理系统、太阳能飞机及热管理方法，热管理系统包括太阳能电池和布置在太阳能电池上的辐射冷却薄膜，太阳能电池铺设于太阳能飞机的上表面以吸收紫外光和可见光以转化为电能，用于透过紫外光和可见光的辐射冷却薄膜包括表层和至少一层底层，表层经由半导体材料聚合或经由高透过率材料与纳米颗粒掺杂而成，底层布置在太阳能电池和表层之间，底层包括高透过率材料，方法包括以下步骤，太阳光透过辐射冷却薄膜被太阳能电池吸收，一部分紫外光与可见光转化为电能，另一部分能量转化为热能，辐射冷却薄膜辐射热能的一部分用于降低太阳能表面温度，剩余未被辐射冷却薄膜辐射的热能可通过导热储存于机翼方腔内的相变材料中。

摘要： 本发明提供一种太阳能飞机翼型设计方法及太阳能飞机翼型，其中方法包括：获取机翼参考模型的第一翼型参数，该第一翼型参数包括：第一翼型最大相对厚度、第一翼型最大相对厚度的相对位置、第一翼型最大相对弯度；第一翼型最大相对弯度的相对位置、第一翼型头部半径；根据设计需求参数确定翼型设计的约束条件，该设计需求参数包括：飞行速度、升力系数、雷诺数；约束条件包括：最大相对厚度阈值、距离翼型前缘20％～60％弦长范围内的翼型厚度阈值；根据机翼参考模型的第一翼型参数以及翼型设计的约束条件，采用遗传算法和/或数值仿真，确定满足设计需求参数且在约束条件的各个阈值范围内的第二翼型参数，根据第二翼型参数确定太阳能飞机翼型。

摘要： 公开了用于太阳能飞机的热管理系统、太阳能飞机及热管理方法，热管理系统包括太阳能电池和布置在太阳能电池上的辐射冷却薄膜，太阳能电池铺设于太阳能飞机的上表面以吸收紫外光和可见光以转化为电能，用于透过紫外光和可见光的辐射冷却薄膜包括表层和至少一层底层，表层经由半导体材料聚合或经由高透过率材料与纳米颗粒掺杂而成，底层布置在太阳能电池和表层之间，底层包括高透过率材料，方法包括以下步骤，太阳光透过辐射冷却薄膜被太阳能电池吸收，一部分紫外光与可见光转化为电能，另一部分能量转化为热能，辐射冷却薄膜辐射热能的一部分用于降低太阳能表面温度，剩余未被辐射冷却薄膜辐射的热能可通过导热储存于机翼方腔内的相变材料中。

摘要： 本发明提供一种太阳能飞机翼型设计方法及太阳能飞机翼型，其中方法包括：获取机翼参考模型的第一翼型参数，该第一翼型参数包括：第一翼型最大相对厚度、第一翼型最大相对厚度的相对位置、第一翼型最大相对弯度；第一翼型最大相对弯度的相对位置、第一翼型头部半径；根据设计需求参数确定翼型设计的约束条件，该设计需求参数包括：飞行速度、升力系数、雷诺数；约束条件包括：最大相对厚度阈值、距离翼型前缘20％～60％弦长范围内的翼型厚度阈值；根据机翼参考模型的第一翼型参数以及翼型设计的约束条件，采用遗传算法和/或数值仿真，确定满足设计需求参数且在约束条件的各个阈值范围内的第二翼型参数，根据第二翼型参数确定太阳能飞机翼型。

摘要： 本实用新型提供一种太阳能飞机翼型及太阳能飞机，其中太阳能飞机翼型包括：机翼上翼面、机翼下翼面、太阳能电池容置腔；机翼上翼面与机翼下翼面围成飞机翼型；机翼上翼面与机翼下翼面间的最大相对厚度为13％；最大相对厚度处于归一化机翼弦长的0.324位置处；飞机翼型的最大相对弯度为5.32％；最大相对弯度处于归一化机翼弦长的0.5位置处；机翼上翼面与机翼下翼面围成的机翼头部半径为1.1％，太阳能电池容置腔位于机翼上翼面与机翼下翼面围成的机翼的内部。从而使该太阳能飞机翼型适合高升力系数、低雷诺数太阳能飞机使用，且在高空低速环境下飞行的气动效率高，续航时间长。

摘要： 本实用新型涉及一种太阳能飞机用超轻质半刚性太阳能电池模块，包括太阳能电池(1)和连接于太阳能电池(1)间的低电阻连接片(3)、引出线(6)、表面膜(5)和抗撕裂底膜(4)，所述的太阳能电池模块由多个太阳能电池(1)拼接而成，太阳能电池(1)间通过贴于其背面的抗撕裂底膜(4)拼接为与临近空间飞艇上表面相贴合的曲面整体结构，所述的低电阻连接片(3)用于太阳能电池(1)间电路的串联和并联连接，所述的引出线(6)用于拼接后的多块太阳能电池(1)整体的正负极引出，所述的表面膜(5)贴于拼接后的太阳能电池(1)的正面。与现有技术相比，本实用新型具有质量轻、曲面结构贴合度高、整体强度高和耐老化等优点。

摘要： 本实用新型公开了一种用于太阳能飞机上的轻量化柔性太阳能电池组件，其包括从上到下依次封装的ETFE透光膜，EVA层，单晶硅片以及TPE背板，ETFE透光膜的厚度为40-60μm，EVA层的厚度为220-300μm，单晶硅片的厚度为100-160μm，TPE背板的厚度为300-360μm。本实用新型太阳能电池组件的面密度较传统太阳能电池组件的面密度至少减少约35%，大幅降低了单位面积太能电池组件的自身重量，进而可以使太阳能飞机能够携带更多的任务载荷；另外，这种封装方案还可以使整个太阳能电池组件的柔性更好，适度弯折后其恢复力及内应力均较小，进而提高太阳能电池组件在机身、机翼表面的贴附性能。

摘要： 本实用新型公开了一种以太阳能飞机为载体的气象观测飞机，机身上安装有机翼，机翼上表面铺设有太阳能电池板，机身前端设置有动力组，机身末端安装有水平尾翼和垂直尾翼，所述水平尾翼上设有升降舵，所述垂直尾翼上设有方向舵，在机身与机翼相连接的地方设置有气象观测设备挂载处，所述气象观测设备挂载处装有气象观测设备。本实用新型的效果是：（1）首次采用太阳能飞机作为平台进行气象观测，节能环保，而且航时长、维护费用低；（2）可为日常天气分析预报和各种规模的气象试验活动提供大量探测数据，尤其是在海洋等台站稀少地区；（3）将大大提高天气预报的准确度。