高空长航时太阳能无人机的技术挑战

高空长航时太阳能无人机的基本工作原理、使命任务和使用环境等与常规动力飞机不同,具有巡航高度高、续航时间长、外形尺寸大、飞机翼载小、飞行剖面简单和绿色环保等特点,适于执行侦察监视、大气监测和通信中继等军民用任务。本文结合某大型太阳能无人机的工程研制,从太阳能电池转换效率、蓄电池性能、太阳能飞机多学科优化设计、低雷诺数气动力设计与试验、复合材料设计与制造、大展弦比机翼非线性气动弹性设计、高效动力系统集成、大尺寸柔性翼飞机飞行控制系统设计、临近空间环境适应性等多个方面剖析了高空长航时太阳能无人机研制面临的技术挑战。

高原高空长航时太阳能无人机的初步研究

针对青藏高原地区对太阳能长航时无人机的需求,给出了低速大展弦太阳能无人机设计方案。该方案综合考虑无人机的任务载荷、长时巡航、能量的可靠性等方面,完成了无人机总体布局优化设计。在青藏高原4000m海拔高度完成试飞测试,在任务载荷为2.5kg时,无人机的相对飞行高度为4500m,巡航速度为75Km/h,飞行时间10h,抗风等级6级。测试结果表明该款太阳能无人机己达到设计指标要求,可在青藏高原地区推广使用。

高空长航时太阳能无人机总体设计要点分析

高空长航时(HALE)太阳能无人机(UAV)的基本工作原理与常规动力飞机相比有显著的区别,体现在飞机总体设计方法上有其独到之处,方案设计中还需要对一些关键技术细节进行认真权衡。阐述了高空长航时太阳能无人机总体设计中遵循的重量不变和能量平衡原则的机理,同时从太阳能无人机巡航平飞功率需求、布局形式选取、飞行剖面优化和临近空间使用环境影响等方面出发,研究了太阳能无人机总体设计中的若干注意事项,主要结论可用于高空长航时太阳能无人机总体设计和方案优化。

高空长航时太阳能无人机关键技术

以太阳能为动力的高空长航时无人机拥有广阔的应用前景，但制造这种无人机需要大量先进技术：高效率电力系统、轻量化结构和先进能源管理系统等，以提高无人机性能。

临近空间超长航时太阳能无人机发展及关键技术

临近空间超长航时太阳能无人机是目前国际上研究的前沿方向,简述了目前国外临近空间太阳能无人机发展概况,梳理并分析了发展临近空间太阳能无人机亟待解决的关键技术,并对临近空间太阳能无人机的发展趋势进行了展望。

小型长航时太阳能无人机总体设计优化方法

为解决小型长航时太阳能无人机总体设计中能量获取过程精确度低、设计参数区间寻优困难的问题,基于能量平衡原理提出了"小型低空长航时太阳能无人机总体设计优化方法"。为准确表征太阳辐射强度,引入了大气质量和大气透明度系数,用直射辐射强度和散射辐射强度建立了无人机的太阳辐射模型;基于太阳能飞机能量原理,结合太阳辐射模型和能量关系,统计无人机质量分配并参数化建模,建立了能量平衡模型并进行了验证;提出跨夜剩余航时的概念,以跨夜剩余航时最大化为目标,利用遗传算法进行优化,得到最优设计参数和方案。以6月22日在西安执飞为例进行优化设计,研制试验样机进行了飞行试验。研究表明,验证机具备跨夜飞行能力。

太阳能——电能高空长航时无人机

英国QinetiQ公司将设计和建造一架太阳能一电能无人机．作为有价值的观测数据平台．可用来实时观测自然界灾害状况．如洪水险情、森林火灾，以及农业与环境监测等。

雷诺数对高空长航时无人机发动机调节计划和性能影响

在发动机性能模拟中引入雷诺数对发动机部件性能影响的修正, 分析了某大涵道比涡扇发动机用作高空长航时无人机动力装置时, 雷诺数对调节计划和性能的影响。通过数值计算获得了在高空条件下发动机推力、耗油率、转速以及涡轮前温度等重要特性受雷诺数影响的变化情况, 为高空长航时无人机动力选型提供了参考依据。针对该类型发动机特点, 提出了改善发动机性能的措施。

高空长航时无人机导航系统研究

以高空长航时无人机为研究背景,从我国国情出发,对捷联惯性导航系统(SINS)、全球定位系统(GPS)、"北斗"卫星导航系统(BDSNS)和大气数据系统(ADS)在高空长航时无人机导航系统中应用的可行性进行了分析,在此基础上提出基于自适应联邦滤波的SINS/GPS/BDSNS/ADS组合导航系统方案,建立了组合导航系统的状态方程和量测方程,给出了自适应联邦滤波算法,并设计开发了组合导航仿真系统。通过对GPS被关闭或限制使用等典型情况的计算机仿真,表明该系统具有较高的导航精度和良好的可靠性。

联翼高空长航时无人机总体布局设计研究

针对高空长航时无人机的设计要求和联翼布局在气动、结构、操稳特性等方面的特点,对联翼高空长航时无人机总体布局设计中的一些问题进行了总结和分析,在机翼、控制面、机身-进气道-发动机以及起落架布置等方面提供了设计思路,研究结果可用于相关方案的概念设计。

发展高空长航时无人机初探

无人机的价值逐渐被人们所认识,目前世界上很多国家在积极研制和开发。高空长航时无人机是其一个重要分支。介绍了几种当今具有代表性的高空长航时无人机,概述其特点、用途,探讨了其发展趋势与关键技术。

高空长航时无人机技术发展新思路

根据未来航空发展的战略需要,面向新一代高空长航时无人机的系统设计,十分有必要开展探索性、创新性和面向高空长航时无人机的关键技术研究.提出了高空长航时无人机技术发展的新思路和其瓶颈问题的解决方案.重点从高空长航时无人机多目标组合优化、气动-隐身一体化、能源动力、软件使能自主控制、自主导航、测控和信息传输、空天地多机分布协同等方面给出了可行技术方案和重点研究方向.这些技术的实现可增强高空长航时无人机系统方面的可持续发展能力,支撑和引领相关领域的技术发展.

高空长航时无人机高升阻比两段翼型设计研究

针对某特定无人机的使用设计要求,在单段翼型设计研究的基础上,尝试了高升阻比低雷诺数两段翼型的设计方法的分析与研究。采用求解椭圆型方程加控制点约束条件的"椭圆-控制点切割法"完成了两段翼型外形的生成,并针对巡航构型的襟翼偏角对缝道参数进行了优化;应用MSES计算分析程序对所设计的两段翼型的气动特性进行了分析评估。计算结果表明:本文所设计的两段翼型的最大升力系数达到2.72,最大升阻比为158.71;与原始单段翼型相比,最大升力系数增大了74.35%,最大升阻比增大了28.64%。

高空长航时无人机的发展特点及技术难点探讨

未来信息化战争的需求使得高空长航时无人机系统的发展在世界范围内得到了空前的重视,并在技术、性能和作战使用上呈现出许多新的特点。文章综述了国际上典型高空长航时无人机的发展动态和趋势,对隐身设计、可变机翼设计及超高空超长航时无人机发展热点给以关注,对面临的技术难点问题进行了分析和讨论。

高空长航时无人机航迹优化研究

主要探讨了高空长航时无人机的最省油的爬升-巡航航迹。采用改进了的遗传算法,求解了无人机从起飞到达目标区的最优航迹,并与传统的飞行方式作了比较。结果表明,采用改进了的遗传算法得到的航迹可以有效地减少无人机的耗油量,具有明显的经济、军事意义。

高空长航时无人机编队协同侦察任务规划

针对高空长航时无人机侦察任务规划特点,分析了高空长航时无人机执行侦察任务过程中的飞行航线约束和通信条件约束,以最小化无人机总飞行航程和最终编队飞行时间为优化目标,建立无人机编队协同侦察任务规划问题模型。同以往的通用侦察任务模型相比,该模型突出考虑了高空长航时无人机执行侦察任务过程的特点。以基本粒子群算法为基础,通过粒子群离散化和结合遗传算法进行改进,使其适用于求解复杂组合优化问题。仿真结果验证了算法求解复杂任务规划问题的有效性。

发展高空长航时无人机初探

无人机的价值逐渐被人们所认识,目前世界上很多国家在积极研制和开发。高空长航时无人机是其一个重要分支。介绍了几种具有代表性的高空长航时无人机,概述其特点、用途,探讨了其发展趋势与关键技术。

高空长航时无人机结构重量估算方法研究

在对高空长航时无人机总体参数统计数据分析的基础上,利用线性回归分析的方法并结合工程实践经验推导出高空长航时无人机结构重量估算公式;以美国的高空长航时无人机"全球鹰"(global hawk)为例进行估算,结果验证了结构重量评估公式的合理性和可用性;在此评估公式的基础上运用数学方法推导出反映高空长航时无人机总体参数变化与结构重量变化规律的数学公式,并对总体参数的敏感性进行了分析。在飞机总体设计过程中,充分考虑总体设计参数对飞机各部分结构重量的影响规律,就能够使高空长航时无人机结构重量的估算结果更加准确合理。

无尾飞翼式高空长航时无人机纵向控制律设计研究

以某无尾飞翼式高空长航时无人机为研究对象,分析了自然飞机在高空巡航状态时的纵向稳定性,介绍并改进了传统的无人机巡航状态纵向控制律设计方法。通过在Matlab/Simulink中建立仿真模型,对两种方法进行对比分析。分析结果表明,由于无人机飞控系统的自动驾驶仪是始终在环的,不必像传统方法一样考虑带有增稳的控制系统的稳定性。因此,改进的设计方法更适合于无尾飞翼式高空长航时无人机巡航状态的纵向飞行控制系统的设计。

高空长航时飞翼无人机用涡扇发动机关键技术

自无人机诞生并应用于实战以来,无人机技术得到了迅猛发展。随着各领域高科技技术的进步,战场环境日趋复杂,作战任务向高危对抗战场拓展,高空长航时飞翼无人机成为各国研究的热点。本文论述了高空长航时飞翼无人机对涡扇发动机的要求,结合航空发动机基本原理分析了关键设计参数对涡扇发动机性能的影响,总结了高空长航时飞翼无人机用涡扇发动机面临的关键问题及研究进展。本文的研究对于高空长航时飞翼无人机用涡扇发动机的选型及适应性改进设计具有一定的参考价值。