Вопросы оптимизации использования дополнительных солнечных панелей для питания узлов беспилотных летательных аппаратов


DOI: 10.34759/trd-2019-108-17

Авторы

Джахидзаде Ш. Н.

Национальное аэрокосмическое агентство Азербайджана, ул. Ахундова Сулеймана Сани, 1, Баку, AZ1115, Азербайджанская Республика

e-mail: zshane@mail.ru

Аннотация

Статья посвящена вопросам оптимизации использования дополнительных солнечных панелей для питания узлов беспилотных летательных аппаратов. Отмечено, что перспективным в настоящее время является решение задачи обеспечения БПЛА энергией путем установки солнечных панелей на верхней поверхности крыльев. Предлагается усилить энергоснабжение узлов БПЛА путем установки дополнительных солнечных панелей на нижней поверхности крыльев для дополнительного использования диффузной и отраженной от земли солнечной радиации. Сформулирована и решена задача наиболее эффективного использования дополнительных солнечных панелей, устанавливаемых на нижней поверхности крыльев БПЛА. Согласно полученному результату, суммарная дополнительная радиация, которая может быть преобразована в электрическую энергию может быть максимально эффективно использована в случае обеспечения следующего условия: при увеличении угла высоты Солнца альбедо должно уменьшаться и наоборот. Физически такая зависимость может быть обеспечена выбором такого пространственно – временного маршрута полета БПЛА, в которой указанное требование выполняется.

Ключевые слова:

БПЛА, солнечные панели, диффузная радиация, оптимизация, отраженная радиация

Библиографический список

  1. Yazdian Varjani, H. Bahrami Turabi, M. Sadi. Solar power system for experimental unmanned aerial vehicle (UAV) // Drive Systems and Technologies Conference, IEEE, 2011. DOI: 10.1109/PEDSTC.2011.5742404

  2. Трохов Д.А., Туркин И.К. К вопросу проектирования беспилотного летательного аппарата для решения разведывательных задач на море // Труды МАИ. 2014. № 78. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=53735

  3. Старовойтов Е.И. Характеристики лазерных локационных систем для коррекции бесплатформенной инерциальной навигационной системы беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2018. № 102. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=98911

  4. Антонов Д.А., Жарков М.В., Кузнецов И.М., Лунев Е.М., Проньнкин А.Н. Определение навигационных параметров беспилотного летательного аппарата на базе фотоизображения и инерциальных измерений // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=75632

  5. Нуриев М.Г. Физическое моделирование помехоустойчивости электронных средств беспилотного летательного аппарата // Труды МАИ. 2018. № 102. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=99074

  6. Бухалев В.А., Болдинов В.А. Фильтрация сигналов при низкочастотных помехах в измерительного – информационных системах беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2017. № 97. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=87283

  7. Ронжин А.Л., Нгуен В.В., Соленая О.Я. Анализ проблем разработки беспилотных летательных манипуляторов и физического взаимодействия БЛА с наземными объектами // Труды МАИ. 2018. № 98. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=90439

  8. Nelson Javier Padraza Betancourth, Julio Enoc Parra Villamarin, John Jairo Vaca Rios, Pedro David Bravo-Mosquera, Hernan Dario Ceron-Munoz. Design and manufacture of a solar-powered unmanned aerial vehicle for civilian surveillance missions // Journal of Aerospace Technology and Management, 2016, vol. 8, no. 4, pp. 385 – 396. DOI: 10.5028/jatm.v8i4.678

  9. Karthik S., Santoskhumar K., Ponjyapandian V., Sudhan P. Solar powered aircraft in unmanned aerial vehicle // International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), NCRAIME-2015 Conference Proceeding, Special Issue-2015, vol. 3, issue 26, available at: https://www.ijert.org/research/solar-powered-aircraft-in-unmanned-aerial-vehicle-IJERTCONV3IS26007.pdf

  10. Philipp Oettershagen, Amir Melzer, Thomas Mantel, Konrad Rudin, Thomas Stastny, bartosz Wawrzacz, Timo Hinzmann, Stefan Leutenegger, Kostas Alexis, Roland Siegwart. Design of small hand-launched solar-powered UAVs: From concept study to a multi-day world endurance record flight // Journal of Field Robotics, 2017, vol. 34, no.1, available at: https://www.atlantiksolar.ethz.ch/wp-content/downloads/publication/JFR 81hFlight paper final.pdf

  11. Alexander Malaver, Nunzio Motta, Peter Corke, Felipe Gonzalez. Development and integration of a solar-powered unmanned aerial vehicle and a wireless sensor network to monitor Greenhouse Gases // Sensors, 2015, vol. 15, no. 2, pp. 4072 – 4096. Doi: 10.3390/s150204072.

  12. Steven R. Anton. Energy harvesting for unmanned aerial vehicles, 2008, available at: https://www.semanticscholar.org/paper/Anton-1-ENERGY-HARVESTING-FOR-UNMANNED-AERIAL-Anton/35904633f488e9f94eb0ef50ec0c57f7b6ae6156

  13. Zhu X., Guo Z., Hou Z., Gao X., Zhang J. Parameter’s sensitivity analysis and design optimization of solar – powered airplanes // Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 2016, vol. 88, pp. 550 – 560.

  14. Spangelo S.C., Gilbert E.G. Power optimization of solar – powered aircraft with specified closed ground tracks // Journal of Aircraft, 2013, vol. 50, no. 1, pp. 232 – 238.

  15. Rodriguez J.B., Morales G.C., Benavides E.M. A First Approach to Solar Aviation with the Use of Axiomatic Design // Procedis CIRP, 2015, vol. 34, pp. 186 – 192.

  16. Yan sun, Derrick Wing Kwan Ng, Donhfang Xu, Linglong Dai, Robert Schober. Resource allocation for solar powered UAV communication systems, available at: https://arxiv.org/pdf/1801.07188.pdf .

  17. Li Songqi, Yu Tianning, Wang Xuchhen, Li Haoran. The design of a new solar powered unmanned aircraft, available at: http://pstu.ru/files/file/2015/stud/li_songqi_yu_tianning_wang_xuchen_li_haoran_the_design_of_a_new_solar_powered_unmanned_aircraft.pdf

  18. Lay-Ekuakille, G. Vendramin, A. Fedele, L. Vasanelli, A. Trotta. PV maximum power point tracking through pyranometric sensor: modeling and characterization // International Journal on Smart Sensing and Intelligent System, 2008, vol. 1, no. 3, pp. 659 – 678.

  19. Pinter G., Heged Baranyai, Williams N., Zsiborac A. Study of Photovoltaics and LED Energy Effiency: Case Study in Hungry // Energies, 2018, vol. 11, no. 4. DOI: 10.3390/en11040790

  20. Rahim M., Yoshino J., Yasuda T. Evaluation of solar radiation abundance and electricity production capacity for application and development of solar energy // International Journal of Energy and Environment, 2012, vol. 3, no.5, pp. 687.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход