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智能制造2019年3期

一种固定翼太阳能飞机设计
闫俊岭,户振锋
(重庆科创职业学院 高新技术生产实训基地,重庆 402160)

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。


关键词:太阳能飞机;固定翼太阳能;总体设计;Profili 气动设计;翼型设计



中图分类号:V272        文献标识码:A        文章编号:2096-4706(2019)03-0160-05


A Design of Fixed-wing Aircraft with Solar Energy Power Source

YAN Junling,HU Zhenfeng

(High-Tech Center of Production and Training,Chongqing Creation Vocational College,Chongqing 402160,China)

Abstract:The design of small-scale fixed-wing aircraft is discussed in this paper,including the components of solar energy battery,driving mode,aerodynamics,mechanical structure,the management system of power energy. The aerodynamic design of Profili and the analysis of the Xflr5 wing’s property under the circumstance of low-Reynolds number are utilized. The lifting force and aerodynamic drag,the driving power and the area of wings are taken into account as a integrity simultaneously. The design data of propCalc is introduced as a reference. According to the requirement of national competition,an aircraft with 1 ~ 1.5kg load capacity, wing load 20-30g/dm2 and lifting force ratio of 0.4 ~ 0.6 is designed,basically Satisfying the demand of preflight taxiing and landing. The parameters of structural design such as wing beam,front side,wing rib,aircraft body and tail are given. Some essentials of aircraft body assembling,the center of gravity adjusting and ground testing are listed. The whole system design of fixed-wing solar powered aircrafts is mainly presented in this paper.

Keywords:solar powered aircraft;fixed-wing solar energy;system design;aerodynamic design of Profili;airfoil design


参考文献:

[1] 张健,张德虎. 高空长航时太阳能无人机总体设计要点分析 [J]. 航空学报,2016,37(S1):1-7.

[2] 昌敏,周洲,郑志成. 太阳能飞机原理及总体参数敏度分析 [J]. 西北工业大学学报,2010,28(5):792-796.

[3] 张芳,徐含乐,任武. 特种太阳能飞机总体参数设计方法研究 [J]. 科学技术与工程,2012,12(24):6245-6251.

[4] 余雄庆. 多学科设计优化算法及其在飞机设计中的应用研究 [D]. 南京:南京航空航天大学,1999.

[5] 庄天义. 某太阳能飞机总体方案设计研究 [D]. 北京:北京航空航天大学,2012.

[6] 邓海强. 小型太阳能飞机气动/ 结构/ 推进一体化设计研究 [D]. 南京:南京航空航天大学,2006.

[7] 樊迎春,沈海军,李军,等. 某太阳能无人飞机的初步设计与性能分析 [J]. 机电一体化,2014,20(1):19-22+46.

[8] 马丁·西蒙斯著. 模型飞机空气动力学 [M].(第6 版)肖治恒,马东立,译. 北京:航空工业出版社,2017(6):189-192 + 267-273 + 279-281.

[9] 谭楚雄. 模型飞机调整原理 [M].(第5 版)北京:航空工业出版社,2017:37-48.


作者简介:闫俊岭(1970-),男,汉族,河南新乡人,实验 师,研究方向:多旋翼、固定翼、总体设计与优化。