《太陽能飛機 : 基於廣義能源的總體參數設計》是科學出版社出版的一本圖書，作者是郭正等
基本介紹
- 作者：郭正等
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030708441
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
受限於太陽輻射的光伏轉換效率，能源緊缺是太陽能飛機總體設計面臨的核心問題，所有分系統設計參數都必須追求極限以滿足能源閉環的要求。本書提出了廣義能源概念，並發展出一種太陽能飛機總體參數設計理論，推導出一系列廣義設計參數，將氣動、結構、動力推進、光電轉換、儲能電池等分系統性能參數統一表征為廣義能源，得到不同學科設計指標對能源閉環的影響度和貢獻度。通過總體最佳化設計，發現各學科參數的等價性和敏感性，找到最有利於能源閉環的設計域和最佳的分系統設計參數匹配。
圖書目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 太陽能飛行器概述 1
1.2 預期套用前景 2
1.2.1 ISR和中繼通信 2
1.2.2 災害預警救援和評估 5
1.2.3 農業監視和決策支持 6
1.2.4 行星大氣探測 8
1.3 型號研究進展 9
1.3.1 型號研究里程碑事件 9
1.3.2 型號研究最新進展 18
1.4 理論研究進展 19
第2章 太陽能飛行器面臨的挑戰 23
2.1 各子系統的挑戰 23
2.1.1 氣動系統 23
2.1.2 推進系統 26
2.1.3 結構系統 28
2.1.4 控制策略 30
2.1.5 能源系統 32
2.2 總體設計的挑戰 37
2.3 本章小結 39
第3章 以能量為中心的太陽能飛行器設計域 40
3.1 太陽能飛行器基本建模理論 40
3.1.1 太陽能建模方法40
3.1.2 氣動建模方法 42
3.1.3 結構建模方法 43
3.2 以能量為中心的設計域分析 44
3.2.1 太陽能飛行器的設計約束 44
3.2.2 太陽能飛行器的能量平衡 45
3.2.3 最大飛行高度和對應翼載荷 49
3.2.4 實際最大飛行高度和對應翼載荷 52
3.3 夜間翼載荷邊界的物理意義分析 53
3.3.1 翼載荷的物理約束 53
3.3.2 翼載荷的解析描述 54
3.3.3 具有物理意義翼載荷的存在性分析 55
3.4 太陽能飛行器參數靈敏度分析 59
3.4.1 單參數靈敏度分析 59
3.4.2 多參數靈敏度分析 66
3.5 本章小結 72
第4章 太陽能飛行器的總體設計方法 73
4.1 基於最最佳化的總體設計方法 73
4.1.1 設計方法描述 73
4.1.2 最佳化問題定義 73
4.1.3 最佳化算例 75
4.2 基於保守設計的總體設計方法 79
4.2.1 設計方法描述 79
4.2.2 設計算例 79
4.3 基於動態過程的總體設計方法 81
4.3.1 設計方法描述 81
4.3.2 設計方法建模 82
4.3.3 設計算例 84
4.4 太陽能飛行器型號項目技術特徵和可行性分析 84
4.4.1 Zephyr7的技術特徵 84
4.4.2 Vulture的可行性分析 87
4.5 本章小結 90
第5章 能量不閉環條件下的長航時飛行 92
5.1 飛行航時計算 92
5.2 某飛行器總體參數 93
5.3 長航時飛行參數設計 95
5.3.1 儲能電池質量對飛行時間的影響 95
5.3.2 儲能電池能量密度對飛行時間的影響 97
5.3.3 太陽電池轉換效率對飛行時間的影響 98
5.3.4 太陽電池轉換效率/儲能電池質量對飛行航時的影響 99
5.3.5 功率因子對飛行時間的影響 100
5.3.6 試驗日期對飛行時間的影響 100
5.3.7 試驗緯度對飛行時間的影響 101
5.3.8 飛行半徑對飛行圈數的影響 102
5.3.9 飛行半徑造成的功率增加 103
5.3.10 航跡傾角對爬升功耗和飛行時間的影響 104
5.3.11 利用重力勢能儲能延長飛行時間 106
5.4 某太陽能飛行器飛行試驗 107
5.4.1 試驗原始數據 108
5.4.2 試驗數據分析 109
5.4.3 試驗結論 112
5.5 本章小結 112
第6章 太陽能飛行器新概念和新思路 113
6.1 太陽能飛行器的極限飛行高度 113
6.1.1 氣動性能所致飛行高度邊界 113
6.1.2 平飛速度所致飛行高度邊界 114
6.1.3 翼載荷所致飛行高度邊界 117
6.2 逐日飛行太陽能飛行器 120
6.2.1 地球逐日飛行 120
6.2.2 金星逐日飛行 128
6.3 繞地滑翔飛行太陽能飛行器 139
6.3.1 繞地滑翔飛行運動學方程 140
6.3.2 繞地滑翔飛行太陽能飛行器算例 141
6.4 本章小結 144
第7章 總結與展望 146
參考文獻 151
