一种新型布局太阳能无人机方案制造技术

本发明专利技术提供一种新型布局太阳能无人机方案，该方法以平直翼为基础，利用可调双菱形结构，提高平台的整体刚度，降低平台的尺度(减小翼展尺寸)，实现模块化组合；通过菱形的上下翼可变角度的调节，保证该类飞机在起飞状态下，重心位于机体内部，不致引起前倾或后翻；飞行过程中有效改变前掠/后掠的角度，有效增大机翼表面太阳能电池的受光面积，同时增到机翼的表面积，增大升力。基于该方法研制的模块化双菱形太阳能无人机方案，可最大限度的降低太阳能无人机的机翼结构重量，提高太阳能无人机的飞行性能和载荷能力。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术提供一种新型布局太阳能无人机方案，属于航空航天器机体结构
二、
技术介绍
:高空长航时无人机作为可在平流层及其以上高度运行的无人飞行器，可用于情报、监视与侦察，通信中继，目标指示，毁伤评估，电信和电视服务等众多领域。大气环境监测与天气预报等多种军事及民事任务，已成为当今研究的热点。以太阳能作为未来飞行器的辅助能源甚至主要能源，是人类发展具有方向性和前沿性的重要研究目标。太阳能飞机是在上世纪70年代随着太阳能电池成本的降低而出现，由于太阳能飞机飞行不需要自带燃料，为长航时飞行创造了条件。因此，不少发达国家均致力于基于太阳能的高空长航时无人机的研发。目前的太阳能无人机主要采用太阳能光伏电池作为主要供电部件，受制于飞机表面面积有限。在提高太阳能电池利用率的同时，可以增大太阳能电池板的铺设面积。从飞机问世以来，首先是双翼机;再发展到三翼机;之后发展单翼机，一直到现在。再者，由于是太阳能无人机，为了产生足够的能量，往往展弦比设计的比较大。换句话说，就是太阳能无人机起飞之后，机翼的上曲挠度比较大。从而会使太阳能板跟随机翼发生偏转，进而会使太阳能板接受的太阳辐射总量减小。因此会减小太阳能电池板输出的能量，不利于太阳能无人机长航时巡航。为此，本专利技术提供一种新型布局太阳能无人机方案，通过将双翼机和单翼机结合构成可调双菱形结构，以及对机身结构的加强方面考虑来提出的。首先，可调双菱形可以增大比面积，这样可以增大太阳能电池板的铺设面积，产生更多的能量;其次，可以增大结构的刚度，减小机翼在飞行时的变形，使机翼更利于太阳能电池板产生能量;再次，此结构可以有效的降低无人机的高度，由于太阳能无人机一般翼展比较到，在地面停放时，为了防止机翼翼稍触地，需要将高度设计的比较高，而此机构就有效的减小了飞机停放时机翼变形；最后，此可调双菱形采用模块化设计，便于运输安装。从而更加符合现行设计中对太阳能飞机结构轻质化、输出能量高效化的综合要求。三、
技术实现思路
:(1)目的:本专利技术的目的在于提供一种新型布局太阳能无人机方案，基于该方法研制的太阳能无人机机翼可以满足太阳能无人机在电池转换效率和单位面积电池比功率两方面的要求，并能有效解决太阳能无人机机翼大变形问题。此外，基于该方法，可以有效降低太阳能无人机在结构方面的损耗，进而提高太阳能无人机的载荷能力。(2)技术方案:本专利技术一种新型布局太阳能无人机方案，该方法的主要技术措施如下:以平直翼为基础，利用可调双菱形结构，提高平台的整体刚度，降低平台的尺度(减小翼展尺寸)，实现模块化组合;通过菱形的上下翼可变角度的调节，保证该类飞机在起飞状态下，重心位于机体内部，不致引起前倾或后翻;飞行过程中有效改变前掠/后掠的角度，有效增大机翼表面太阳能电池的受光面积，同时增到机翼的表面积，增大升力。基于上述方案，既可满足太阳能飞机对结构轻质化、输出能量高效化的使用目的，又满足了太阳能无人机机翼的大刚度要求，可通过最大限度的降低太阳能无人机的高度，来降低其整机机构重量，提高太阳能无人机的飞行心梗和载荷能力。所述的可调双菱形结构主要是在无人机对称的位置，利用机翼搭建成一个可调的菱形结构。同时在每个机翼连接处设置机身，装机载，从而分散载荷。从上到下一次是:太阳能电池板，双菱形结构上半部分，可调双菱形结构驱动器，太阳能电池板，中外侧机翼，双菱形机构下半部分。从左到右依次是:左外翼，左菱形结构，中央翼，右菱形结构，右外翼。本专利技术一种新型布局太阳能无人机方案，基本步骤如下: 1.原材料采购、检验，保证所选材料满足使用要求和工艺成型要2.求，尤其是环境适应性要求；3.根据设计方案和加工余量要求进行制作机翼，同时还要制作机翼的桁条和纵m ο4.根据设计方案和加工余量要求进行制作翼型，同时还要制作副翼的桁条和纵m ο5.与此同时，可根据设计方案和加工余量要求进行制作蒙皮材料的裁剪；6.根据设计方案和加工余量要求进行制作对菱形结构调节装置和菱形结构上下中间两个机翼的连接。7.根据设计方案和加工余量要求进行制作机身。8.按照设计方案对此太阳能无人机进行组装，并修正外形，减小干扰阻力。9.机身安装在每下侧两个机翼结合处，这样便于载荷均与分布，减小集中载荷，同时也可以相对地减小飞行中机翼的挠度。这样就减小了每次飞行的疲劳应力，可以起到增大无人机的使用寿命。10.针对可调双菱形太阳能无人机模块间的交叠处，利用密封胶进行密封填充，并对其进行光滑过渡处理； 11.对整个机翼单元进行光顺修形处理，保证其具有良好的气动特性，最终形成机翼单元并投入使用。(3)优点及功效:本专利技术一种新型布局太阳能无人机方案，基于该方法研制的可调双菱形太阳能无人机结构模块，可在保持太阳能电池高效输出的同时，有效解决太阳能无人机机翼周期大变形而引起的疲劳问题。因而为太阳能无人机的轻质化设计与载荷能力的提尚提供技术支持四、【附图说明】:图1为一种新型布局太阳能无人机方案的主体结构示意图，本实施案例采用非常规布局，无平尾和垂尾；图2为本实施例中太阳能电池板、副翼和螺旋桨的安装位置；图3为本实施例中的一种新型布局太阳能无人机方案的调解菱形结构装置；图4为本实施例中一种新型布局太阳能无人机方案的基本设计方案。图中标号说明如下:1.左外翼2.左菱形结构 3.中央翼4.右菱形结构5.右外翼6.机身7.电动机螺旋桨8.副翼9.太阳能电池板10.菱形驱动机构五、具体实施方案:下面结合图1、2、3、4对本专利技术的一种可调双菱形太阳能无人机方案模块化以及设计做进一步说明:本专利技术一种可调双菱形太阳能无人机方案，分模块来设计。如图1所示将整个机翼分当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型布局太阳能无人机方案，其特征在于：以平直翼为基础，利用可调双菱形结构，提高平台的整体刚度，降低平台的尺度(减小翼展尺寸)，实现模块化组合；通过菱形的上下翼可变角度的调节，保证该类飞机在起飞状态下，重心位于机体内部，不致引起前倾或后翻；飞行过程中有效改变前掠/后掠的角度，有效增大机翼表面太阳能电池的受光面积，同时增到机翼的表面积，增大升力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙康文，谢长川，胡天翔，李可，徐伟强，申晓斌，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11