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。