一種太陽能隱身飛行器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽能隱身飛行器，包括機翼、機身、光伏發電系統和航電裝置，光伏發電系統由光伏發電人機單元、集成單元、太陽能電池板、逆變主控、光伏發電的總控器、繼電器驅動單元、交流電壓采集單元、直流電流采集單元、交流電流采集單元、儲能驅動單元和電源適配器組成；電源適配器和太陽能電池板相連接；太陽能電池板分別和防雷保護裝置、儲能裝置相連接。防雷保護裝置和通斷開關、逆變器、配電柜、飛行器用電設備順序依次相連接；所述儲能裝置連接在逆變器上。本實用新型設計科學合理，維護方便，且可充分利用太陽能資源、環保節能。
【專利說明】一種太陽能隱身飛行器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種飛行器，尤其涉及一種太陽能隱身飛行器。
【背景技術】
[0002]目前的飛行器在動力上大多采用傳統的燃油作為動力，其能耗高，不能利用太陽能資源，不利于能源節約和環保。
實用新型內容
[0003]為了解決上述技術所存在的不足之處，本實用新型提供了一種太陽能隱身飛行器。
[0004]為了解決以上技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種太陽能隱身飛行器，包括機翼、機身、光伏發電系統和航電裝置，光伏發電系統由光伏發電人機單元、集成單元、太陽能電池板、逆變主控、光伏發電的總控器、繼電器驅動單元、交流電壓采集單元、直流電流采集單元、交流電流采集單元、儲能驅動單元和電源適配器組成；
[0005]電源適配器和太陽能電池板相連接；太陽能電池板分別和防雷保護裝置、儲能裝置相連接。
[0006]防雷保護裝置和通斷開關、逆變器、配電柜、飛行器用電設備順序依次相連接；所述儲能裝置連接在逆變器上。
[0007]航電裝置安裝在航電裝置罩中；所述航電裝置包括通信系統、導航系統、飛行控制系統、飛機管理系統；光伏發電管理系統、機載網絡系統和電源接線柱。
[0008]通訊系統由通訊單元和信息采集單元組成。
[0009]飛行控制系統由控制單元、控制主電路以及繼電器驅動單元和BT驅動單元組成。
[0010]光伏發電管理系統由溫度采集單元、交流電采集單元組成。
[0011]機翼前緣向上傾斜6°。
[0012]本實用新型設計科學合理，飛行器是以太陽輻射作為推進能源，大大的節省了常規能源。太陽能飛行器的動力來源于機翼上的太陽能電池板，徹夜飛行時因為夜間無法采集陽光，飛行器能夠依靠電池白天儲蓄的能量飛行。另外此款太陽能飛行器是通過無線電遙控設備和機載計算機程控系統進行操控的無人飛行器，其兼容了通信技術、控制技術材料技術以及計算技術而且體重量輕，結構簡單，使用和采購成本低，維護方便，且可充分利用太陽能資源、環保節能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
[0014]圖2為圖1的側面視圖。
[0015]圖3為圖1的底面視圖。
[0016]圖4為航電裝置的電氣原理圖。
[0017]圖5為本實用新型的航電裝置的結構示意圖。
[0018]圖6為本實用新型的光伏發電系統的系統組成示意圖。
[0019]圖7為本實用新型的光伏發電系統的電氣控制原理圖。
[0020]圖中:1、機翼；2、機身；3、進氣道；4、尾翼；5、機艙；6、操作翼；7、副翼；8、尖鼻；9、機腹；10、前起落架；12、右后起落架；11、左后起落架；13、武器彈倉；14、信息采集單元；15、繼電器驅動單元；16、溫度采集單元；17、交流電采集單元；18、BT驅動單元；19、人機對話單元；20、通訊單元；21、控制單元:22、控制主電路；23、航電裝置罩；24、通信系統；25、導航系統；26、飛行控制系統；27、飛機管理系統；28、光伏發電管理系統；29、電源接線柱；30、電源接線柱；31、機載網絡系統；32、防雷保護裝置；33、通斷開關；34、逆變器；35、儲能裝置；36、配電柜；37、飛行器用電設備；38、光伏發電人機單元；39、集成單元；40、太陽能電池板；41、逆變主控；42、光伏發電的總控器；43、繼電器驅動單元；44、交流電壓采集單元；45、直流電流采集單元；46、交流電流采集單元；47、儲能驅動單元；48、電源適配器。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0022]如圖1-圖7所示，本實用新型主要包括機翼1、機身2、光伏發電系統和航電裝置。
[0023]航電裝置安裝在航電裝置罩23中。航電裝置包括通信系統24、導航系統25、飛行控制系統26、飛機管理系統27 ;光伏發電管理系統28、機載網絡系統31和電源接線柱。
[0024]通訊系統24由通訊單元20和信息采集單元14組成。
[0025]飛行控制系統26由控制單元21、控制主電路22以及繼電器驅動單元15和BT驅動單元18組成。光伏發電管理系統28由溫度采集單元16、交流電采集單元17組成。
[0026]光伏發電系統由光伏發電人機單元38、集成單元39、太陽能電池板40、逆變主控41、光伏發電的總控器42、繼電器驅動單元43、交流電壓采集單元44、直流電流采集單元45、交流電流采集單元46、儲能驅動單元47和電源適配器48組成。
[0027]電源適配器48和太陽能電池板40相連接。太陽能電池板40分別和防雷保護裝置32、儲能裝置35相連接。防雷保護裝置32和通斷開關33、逆變器34、配電柜36、飛行器用電設備37順序依次相連接。儲能裝置35連接在逆變器34上。
[0028]機翼I前緣向上傾斜6°，使飛行器得到理想的升力系數和俯仰力矩，這樣有利于提高飛行器的飛行性能以及飛行穩定性。機身頭部運用仿生學的設計思想，尖鼻8仿照鷹喙特征而設計，機身底部9光滑流線設計，能有效的減小空氣的阻力。
[0029]機身2中間隆起部分，為機艙5容納了飛行器的航電設備。飛行器采用了背部隱身進氣道3，有效的減小了雷達反射面積，以避免被來自下方的雷達波照射到，整個機翼I后緣布置有8塊大型的操作翼6，用于俯仰和滾轉的操縱舵面，最外側是一對副翼7，用于在低空飛行時抵消因垂直陣風引起的顛簸，同時還可以用于飛行器的減速飛行。機翼I與機身2融合布局,削弱了機翼和機身的稱合散射。
[0030]機腹9采用三點式起落架，分別是前起落架10，左后起落架12以及右后起落架11，這樣可以使飛行器在起飛時有合適的大迎角，有利于在較低的速度下產生足夠大的升力，以便于減少起飛滑跑距離。在起飛后三個起落架可收起，埋入機身內部，武器彈倉13可用作裝備武器。
[0031]通訊系統24負責飛行器的信號采集，指令的接收和傳輸。導航系統25安裝有全球定位系統，負責定位飛行器的坐標，導航飛行器航向。飛行控制系統26主要負責飛行器航電設備的智能控制，以及飛行平穩性，速度，航向的飛行狀態的控制。飛機管理系統27主要負責飛行器航電設備的電路的控制。光伏發電管理系統28主要是對電源流控制以及供電狀態的管理。機載網絡系統31負責整機的網絡通信。
[0032]光伏發電系統工作原理:
[0033]本設計中的太陽能電池板40光伏發電陣列，在有光照(無論是太陽光，還是其它發光體產生的光照)情況下，電池吸收光能，在光生伏特效應的作用下，太陽能電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的關鍵器件。
[0034]太陽能電池板40 (組件)通過光伏效應產生電能(直流)，通過防雷保護裝置32，通過通斷開關33進入逆變器34中，在逆變器34內，將直流電轉化為航電系統所需要的交流電，最后經過配電柜36整合，通過導線連接供電給飛行器用電設備37，在陽光充足的情況下太陽能電池板40連接儲能裝置35將多余的電能儲存在蓄電池內，儲能裝置采用具有高效儲能的納米鈦酸鋰離子儲能電池組，這種蓄電池有很高的能量密度和重復充電能力。當夜間飛行或陽光不能維持航電設備的正常工作時，儲能裝置35連接到逆變器34中，將直流電變為交流電供給飛行器用電設備37。
[0035]信息采集單元14:采用有源相控陣雷達，這種相控陣有2個雷達天線陣列，特點是不需外加旋轉或搖擺式天線，只通過信號陣位的改變和組合，可對不同角度和不同方位進行掃瞄，它的工作頻率高，旁波瓣小，抗電子干擾強，主要用于掃瞄陸地地貌，可清晰地獲取數千米距離內地表的掃瞄圖像，供飛行器對地面目標分析時使用。繼電器驅動單元15接收來自控制器的指令，通過繼電器的閉合斷開來實現電路的通斷。溫度采集單元16對機體的航電設備進行溫度的檢測，然后將結果反饋到控制單元進行處理。交流電采集單元17將光伏所發出的直流電轉化成交流電，為航電設備提供交流電能，是光伏電路的逆變器。人機對話單元19是航電系統的控制面板，實現人與航電設備智能儀器之間的信息交換，實現對系統的狀態干預和數據輸入以及應用系統向人報告運行結果，在此處可以輸入已編寫好執行某項任務所需要的程序。通訊單元20采用了全球移動系統GSM，控制單元21可以驅動繼電器。繼電器可以用短信遙控，具有短信遙控結果回傳功能。這個模塊在收到遙控短信后，能把控制結果仍以短信的形式回傳。可以通過短信遠程控制電器的工作與否。航電設備的工作狀態發生改變以后，自動通過短信發送到固定手機上。控制單元21它是發布命令的“決策機構”由中央處理器CPU，程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序產生器和操作控制器組成，完成協調和指揮整個計算機系統的操作。控制器主電路22，按照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令
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[0036]本實用新型的表面涂有雷達吸波材料，大量采用寬波段吸波輕質耐熱復合材料，并在表面涂覆放射性同位素涂層，通過同位素放射高能粒子，使周圍空氣形成等離子屏障。在離子與電磁波相互作用過程中，形成雷達吸波層可以，吸收雷達波使整機雷達反射面降低。即使有一點反射，也可以通過等離子體的繞射、散射而造成雷達測量上的誤差，從而達到“隱身”的效果。運用這種最新的吸波材料，也可以降低紅外線、可見光與噪音等不同訊號，使被偵測與鎖定的可能降到最低。
[0037]這款太陽能隱身飛行器采用電能驅動發動機，與傳統的以航天燃料為動力的飛行器相比，大大降低了機身紅外輻射能，這樣不容易被紅外探測器發現，再加上隱身外形與隱身材料相結合，使飛行器在雷達上反射的能量幾乎能夠做到和一只麻雀的反射能量相，僅僅通過雷達就想分辨出隱形飛機是非常困難的而且發動機的噪聲以及機體本身的熱輻射小等，使得此款太陽能飛行器在隱身方面表現很不錯。
【權利要求】
1.一種太陽能隱身飛行器，包括機翼(I)、機身(2)、光伏發電系統和航電裝置，其特征在于:所述光伏發電系統由光伏發電人機單元(38)、集成單元(39)、太陽能電池板(40)、逆變主控(41)、光伏發電的總控器(42)、繼電器驅動單元(43)、交流電壓采集單元(44)、直流電流采集單元(45)、交流電流采集單元(46)、儲能驅動單元(47)和電源適配器(48)組成； 所述電源適配器(48)和太陽能電池板(40)相連接；太陽能電池板(40)分別和防雷保護裝置(32)、儲能裝置(35)相連接； 所述防雷保護裝置(32)和通斷開關(33)、逆變器(34)、配電柜(36)、飛行器用電設備(37)順序依次相連接；所述儲能裝置(35)連接在逆變器(34)上。
2.根據權利要求1所述的太陽能隱身飛行器，其特征在于:所述航電裝置安裝在航電裝置罩(23)中；所述航電裝置包括通信系統(24)、導航系統(25)、飛行控制系統(26)、飛機管理系統(27);光伏發電管理系統(28)、機載網絡系統(31)和電源接線柱。
3.根據權利要求2所述的太陽能隱身飛行器，其特征在于:所述通信系統(24)由通訊單元(20)和信息采集單元(14)組成。
4.根據權利要求2所述的太陽能隱身飛行器，其特征在于:所述飛行控制系統(26)由控制單元(21)、控制主電路(22)以及繼電器驅動單元(15)和BT驅動單元(18)組成。
5.根據權利要求2所述的太陽能隱身飛行器，其特征在于:所述光伏發電管理系統(28)由溫度采集單元(16)、交流電采集單元(17)組成。
6.根據權利要求1所述的太陽能隱身飛行器，其特征在于:所述機翼(I)前緣向上傾斜6。。
【文檔編號】B64D27/24GK204078074SQ201420467439
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月19日 優先權日:2014年8月19日
【發明者】韋忠爽, 晏申良, 張書魁 申請人:上海理工大學