【摘 要】
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轻小型电动无人机由于具有振动低、无污染、无排放等优势,普遍应用于军事、工业和农业领域。随着使用场景的不断深入,对轻小型电动无人机的长航时需求日益迫切,也逐渐成为无人机领域研究的热点。为提高轻小型无人机的航时,清洁、高能量密度的太阳能成为非常可行的技术途径之一。在太阳能无人机的发展历程中,大展弦比常规布局因具有较高的升阻特性和较成熟的理论研究,而被广泛应用于太阳能无人机,但是这种布局往往伴随着机翼强
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轻小型电动无人机由于具有振动低、无污染、无排放等优势,普遍应用于军事、工业和农业领域。随着使用场景的不断深入,对轻小型电动无人机的长航时需求日益迫切,也逐渐成为无人机领域研究的热点。为提高轻小型无人机的航时,清洁、高能量密度的太阳能成为非常可行的技术途径之一。在太阳能无人机的发展历程中,大展弦比常规布局因具有较高的升阻特性和较成熟的理论研究,而被广泛应用于太阳能无人机,但是这种布局往往伴随着机翼强度和刚度不足等问题。本文将小展弦比飞翼式布局与太阳能动力相结合,在保证优良的气动特性的同时,解决了大展弦比常规布局带来的机翼大变形和失稳等问题,并且具有较高的内部容积,便于内部装载,同时,太阳能电池铺设面积大幅增加,有效提升了能源获取效率。本文根据轻小型长航时太阳能无人机设计要求,提出了一种小型后掠飞翼式太阳能无人机的总体方案,对其进行了详细气动、结构设计和性能分析,完成了飞行控制系统和能源管理系统的设计,开展了原理样机试制与飞行试验,验证了设计可行性。本文所设计的轻小型太阳能无人机采用后掠翼设计,抗突风和侧风能力强,可适用于中低空复杂飞行环境。同时,进行太阳能电池最大功率点追踪,保证了能源利用效率的最大化,进一步满足了长航时需求。
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