基于广义能量法的充气式快速部署无人机翼载荷设计分析

为完成充气式快速部署太阳能无人机总体设计,首先,考虑箭载发射或机载投放等快速部署方式对无人机尺寸和质量的限制,从飞行器翼载荷可行域的角度出发,基于广义能量法,建立了充气式太阳能飞行器能源动力模型、全天及夜晚能量平衡下的翼载荷边界模型;其次,研究了光伏电池转换效率及铺装率、储能电池能量密度及功率因子等参数对其翼载荷可行域的影响,分析了各参数间的耦合关系;最后,对比了常规、充气式太阳能飞行器翼载荷可行域。研究结果表明：充气式太阳能无人机翼载荷可行域受光伏电池转换效率、储能电池能量密度及功率因子的影响较大,光伏电池的铺装率对翼载荷可行域的影响较小;在不同翼型下,充气式太阳能无人机的翼载荷可行域明显大于常规太阳能无人机的翼载荷可行域,且充气式太阳能无人机最大飞行高度明显比常规太阳能无人机的大。     

无人机航摄技术在高原峡谷区水利工程中的应用

基于无人机航摄技术,通过对DB-Ⅱ型无人机进行飞行测试,证明该型无人机能够适应高原地区绝对航高4500m高度的航摄飞行,研究利用双地面站监控解决通讯中断的方法,通过优化航线设计,有效缩短了总航程,顺利完成了地处高原峡谷地区的青海省巴音河蓄集峡水利枢纽航空摄影任务,获得影像成果符合规范要求,在短时间内完成了项目的测绘保障任务,在高原水利工程建设中值得推广.     

特种太阳能飞机总体参数设计方法研究

由于高空长航时太阳能飞机具有巡航时间较长、飞行高度较高、不受能源限制等优点,适合作为侦察、预警或武器的空中平台。本文首先阐述了太阳能飞机飞行原理及能量平衡关系,结合任务载荷建模,提出一种特种太阳能飞机初步方案的设计方法。最后以太阳能侦察机这种特种太阳能飞机为例,合理选择雷达天线,设计出太阳能飞机各外形参数,分析了其气动及电磁性能,验证了设计方法的可行性,为特种太阳能飞机的设计提供依据。     

长航时太阳能无人机总体设计方法和分析

通过对长航时太阳能无人机机载发电和储能系统的性能特点进行研究和分析,以能量平衡关系和气动力参数为基础推导了储能蓄电池(二次电源)重量Qb、太阳能电池面积Ss与无人机总重量Qj、飞行速度v、升阻比k、电动机效率ηm、螺旋桨效率ηB和机载设备用电功率Pb等参数的关系式,提出了相应的系统总体设计方法和流程;在此基础上,针对重力混合储能的优化方法建立了蓄电池重量比的关系公式。通过系统方案的计算和对比验证了设计方法的有效性,简化了计算,并可在方案设计阶段进行设计校核,可为长航时太阳能无人机平台的总体设计提供借鉴和帮助。     

临近空间太阳能无人机在应急通信中的应用

 临近空间太阳能无人机飞行时间长、飞行高度高，结合通信载荷可在临近空间形成空中通信服务系统，在应急通信领域具有巨大的应用前景。介绍了国内外太阳能无人机平台的发展现状及其在通信方面的应用情况，通过分析基于太阳能无人机的通信系统的特点、应用方向，提出了基于太阳能无人机通信系统的3种典型应用场景，探讨了其关键技术及效益。研究表明，利用太阳能无人机平台可构建临近空间通信系统，实现持久广域的通信覆盖，使用灵活，可在应急通信领域发挥重要作用。     

无人机集群战术在群体性事件现场处置中的应用研究

无人机集群战术通过集群智能技术,将若干个无人机通过彼此交互感知、信息传递、资源共享等,从而完成高度协同,有效解决单个无人机执行任务时信息感知能力弱、载荷较小、功能单一等不足。在群体性事件现场处置中实现全方位实时监控、扁平化指挥、智能识别、侦查取证等功能,构建空地立体化协同作战新模式,提高群体性事件现场处置效率。     

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。     

无人机集群协同飞行算法

在现代战争中,由于单架无人机完成任务有限,无人机集群系统应运而生。如何在拥挤的低空领域中实现无人机集群协同飞行且避障是无人机集群系统需要解决的重要问题之一。针对这一问题,设计了可实现无人机集群协同飞行且在飞行中实现障碍物避障的算法,该算法基于无人机编队中的长机-僚机法及集群智能的粒子群算法,实现了无人机集群协同飞行,同时采用人工势场法实现障碍物避障。将1架长机与4架僚机协同飞行进行仿真测试,通过飞行运动轨迹图和无人机分布测试结果观测出,算法满足在静态环境条件下,无人机集群在长机带领下实现集群协同飞行,并自主规避障碍物,且所有无人机均可到达飞行终点,验证了算法具有正确性和鲁棒性。     

质量控制管理在无人机电磁兼容性设计中的应用

制定了无人机电磁兼容性质量控制管理、管理措施以及控制计划.并提出了质量控制管理下进行无人机电磁兼容性组织管理、设计管理和电磁兼容性测试的方法,以及判断无人机系统是否兼容的总体公式和频谱分配的方法.实际测试结果表明,该方法的准确率在90%以上.根据多次测试的结果,统计得出了尤人机应满足的系统级电磁兼容指标,得到对无人机造成伤害的电磁环境场强极限值在0.1～8×103MHz频段中为60～200 V/m,无人机系统级电磁辐射极限场强在0.1～2×103 MHz频段中为60～100 dB·μV/m.该质量控制管理方法已经应用于某型无人机的电磁兼容性设计中,依照GJB3567-99以及在实际飞行场地中采用410A敏感度测试系统进行测试,结果显示:该无人机各机载设备工作正常,未出现设备失灵或降级情况,说明该质量控制管理方法足有效的.     

多无人机协同机场驱鸟任务分配

为解决传统机场驱鸟效率不高的问题,将多无人机协同技术引入该领域,基于自创的“伏击法”的驱鸟策略完成任务规划建模,并设计了一种基于遗传算法的任务分配方法。分别引入了推理树分析法和模糊逻辑分析法对参数进行优化选择,评价鸟击威胁和无人机拦截效率这两个任务规划的前置条件。设计了多个约束条件以保证任务规划的实际效果,并基于比例导引制导律对无人机执行任务时间进行估计。仿真实例表明,该方法在多个约束条件和同时面临多个鸟类目标的条件下,能有效完成多无人机协同驱鸟任务分配工作。     

无人机综合实验系统设计及实现

该文在分析无人机系统结构组成基础上,建立了无人机综合实验系统的总体架构。结合无人机综合任务系统的典型工作过程,分析了具体应用中的指挥与控制及数据传输流程,并针对无人机航路规划、有效任务载荷控制和战场综合态势生成与显示等关键技术进行了设计与实现。实践表明,实验系统可用于无人机航路规划及有效载荷实际操控,又能进行基于仿真环境和实测数据的相关算法验证,具有较高的教学培训及科研实验价值。     

青藏高原太阳辐射计算方法的探讨--以望昆为例

通过对青藏高原太阳辐射能的计算方法的探讨,并与实际的工程测试做了比较,得到了较为近似的太阳辐射能计算方法,为青藏高原太阳能的利用提供了科学依据。     

面向应急保障的5G网联无人机关键技术

针对现有的应急保障通信系统在自然灾害发生时,存在覆盖范围小、因道路受阻无法到达灾区、供电时间短等问题。提出了5G+空天地一体化应急保障体系,采用5G网联无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)覆盖优化技术,可以有效提高连续覆盖性、增强移动性、减少时延;并在此体系框架内设计了一种网联无人机应急通信方案,利用大型固定翼无人机搭载无线通讯基站,采用卫星传输,构建了应急空天基站,实现任何时间、地点,全天候提供大面积覆盖的应急通信保障,具有更高效率、更长续航、更广覆盖、更大载荷等优势。从理论上分析了此方案中关键覆盖技术的有效覆盖半径和飞行速度,并通过飞行测试验证其有效性。测试结果表明该方案可以满足用户的通话、视频业务需求,为无人机在应急保障领域的应用实践提供参考。     

青藏高原太阳辐射计算方法的探讨

本文通过对青藏高原太阳辐射能的计算方法的探讨。并与实际的工程测试做了比较，得到了较为近似的太阳辐射能计算方法，为青藏高原太阳能的利用提供了科学依据。     

阳台式太阳能热水器热性能测试分析

本文阐述了在广西地区进行全年的阳台式太阳能热水器的测试分析,对阳台式太阳能热水器的日产水量、得热量、日平均热效率、热损失因数等方面,提供了实测数据,为今后阳台式太阳能热水器设计提供一定的参考价值。     

无人机遥感多载荷任务规划方法

针对装载多个载荷的无人机遥感问题,研究一次飞行可对遥感区域进行多种类型勘测的任务规划方法.根据不同载荷对无人机飞行高度、飞行速度、航路精度等指标的特殊要求,对航路与任务载荷进行建模和规划.采用基于XML（eXtensible Markup Language）对遥感任务进行建模,制订通用性好的任务规划规范标准,提高无人机遥感飞行效率以及适应性;且通过KML（Keyhole Markup Language）对规划结果在Google Earth上实时显示,对规划结果进行基于地理信息系统的直观显示和有效评估.     

基于无人机遥感技术的青藏高原地质灾害遥感解译研究——以青海省大通煤矿区为例

采用无人机遥感技术获取研究区高分辨率遥感影像,通过人工目视解译,建立滑坡、地面塌陷、不稳定斜坡、地裂缝、泥石流等地质灾害的遥感解译标志,探索了一套适合青藏高原地区的地质灾害遥感解译的完整技术流程,为地质灾害应急、监测与治理提供科学依据.研究表明,无人机遥感技术获取的影像分辨率高,可最大程度的提取地质灾害信息,使遥感解译精度更高,适合作为大比例尺地质灾害遥感解译的数据源.通过野外复核,证明基于无人机遥感技术的地质灾害解译效果良好,作为一种高效、快速的调查手段,可在青藏高原地区进行推广应用.     

无人飞行器自主气体探测系统及设计特征

提出一种利用电池供电的有源电路板,可以嵌入任何类型的无人机,在此基础上,以螺旋桨无人机为载体,以ARM处理器为控制中心,以GPS模块和传感器为辅助,设计了一款检测系统。该系统由于结构简单紧凑,适用于任何类型的移动载体(无人机或轮式机器人),从而为今后进一步扩展无人机和太阳能无人机提供了依据和设计探索空间。     

太阳能智能机械稻草人的设计与实现

基于近年来美国研发的智能机器稻草人的理念与技术,设计并实现了一种全新的智能机器人———太阳能智能机械稻草人。这款稻草人主要完成通过挥臂和发出哨叫来驱赶鸟类的任务。同时还添加了杀虫灯模块来杀灭害虫,一天之中在鸟雀或害虫出没高峰期工作,在阴雨天不工作。该设计能够根据工作环境的变化而自动改变自身工作任务,使自身保持在与环境相适应的最佳工作模式,以实现对农林业的保护功能。整个系统采用太阳能供电,节能环保、能耗低。主要从硬件和软件两个方面阐述了该机器人系统的设计原理与实现过程。并根据测试结果对其性能进行了验证与分析。最终得到一性能稳定、工作灵活的太阳能机械稻草人。     

自然循环平板式太阳能热水器水箱放置高度的研究

搭建了自然循环平板式太阳能热水器(NFSWH)的实验平台,根据太阳能热水器国家测试标准方法对系统的热效率进行测试。用TRNSYS软件建立了NFSWH的瞬态模型。模拟和实际测量了水箱放置高度对热水器热效率的影响。结果显示,实验与模拟吻合较好。对于集热面积为1.5m2水箱容积为120L的系统,水箱底到集热器出口的高度(Hr)为0.74m时,系统的热效率最大(67.7%).放置高度为0.44-1.04m时,系统集热效率变化不大,在3%以内。