关于长时间留空的方案。

自旋降落

个人觉得如果条件允许的话，以下方案确实可以大大延长FPV飞行留空时间。

用气动性好的大滑翔机作为载体，正确安装好太阳能电池板，然后用用传动的方式在不启动电机时，滑翔的时候，给电池充电，象汽车蓄电池一样工作。

这个不是想象，已经有这样的东西诞生了，大家可以参考以下链接：

一： http://www.chinanews.com.cn/cul/news/2009/07-10/1769627.shtml
    这家伙叫“阳光动力号”，是世界上首架太阳能飞机。它利用机翼上的光电池，直接将太阳能转化为电能，为飞机昼夜飞行提供动力。即使在远途飞行过程中，太阳能飞机也不会产生任何二氧化碳。不过他的飞行航线的制订和普通飞机不一样。
    07年时：http://news.sina.com.cn/o/2007-11-07/063012859101s.shtml

二：http://www.china.com.cn/news/txt/2009-08/24/content_18386166.htm
     太阳能飞机能持续飞5年？？？这个就是美国极光飞行科学公司(Aurora Flight Sciences)在代号为“秃鹰”的计划中开发出了这种无人驾驶飞机。

三：http://tech.sina.com.cn/d/2007-09-11/08121731168.shtml
      54小时！！！“西风(Zephyr)”号！

老鸟们！开搞吧！

秃头麻雀

学习了

pydecky

哈哈，人家是要做第1，肯定要最好啦

extraline

国外的太阳能飞机，大都要进行很多优化，比如电机如何提高效率，太阳电池能如何提高转化效率，电子设备如何耗电量最低，机体如何最轻的同时强度大，气动性如何进行优化，所以要进行长航时，需要从多个地方入手。美国探索频道看过一段录像，讲的是环球飞行，那个飞机选用了油耗最低的涡扇发动机，机体的设计很独特，值得参考啊

自旋降落

原帖由 pydecky 于 2009-9-29 09:12 发表

确实是这样啊，你可以上淘宝去搜一下，80w的太阳能板用9x4=36块就实现了，所以，你说的没错，1平米就有140w左右的输出。
因为输出不是很高，所以，大部分的太阳能飞机，都是滑翔机。
如果自己改装滑翔机的话，估 ...

琢磨来琢磨去，感觉还是飞艇最适合使用这样的动力系统，面积大，高度够，用电慢，留空本来就长，降落安全。

海上翼

这样估计的话， 不使用电池的情况下，太阳能飞机的功率大概比人力飞机高5~10倍。 考虑无限时间滞空的话，基本和人力飞机相当。

pydecky

原帖由 海上翼 于 2009-9-29 00:37 发表
另外 我算了下那个

大小：125mm x 125mm
厚度：0.18mm
功率：大于2.3w
重量：8g左右

64块一个平方， 算它60块1个平方吧，这样输出功率每平方米有140W？ 比我设想的大多了哦。

确实是这样啊，你可以上淘宝去搜一下，80w的太阳能板用9x4=36块就实现了，所以，你说的没错，1平米就有140w左右的输出。
因为输出不是很高，所以，大部分的太阳能飞机，都是滑翔机。
如果自己改装滑翔机的话，估计延长的时间可以有1倍，问题是，降落要非常小心。

海上翼

另外 我算了下那个

大小：125mm x 125mm
厚度：0.18mm
功率：大于2.3w
重量：8g左右

64块一个平方， 算它60块1个平方吧，这样输出功率每平方米有140W？ 比我设想的大多了哦。

海上翼

原帖由 pydecky 于 2009-9-28 15:36 发表

裸板我问过了，大致的参数如下：
大小：125mm x 125mm
厚度：0.18mm
功率：大于2.3w
重量：8g左右
我叫厂家算了一下，如果做成1.2米左右长的带状，大概1条就是10块，裸板重量是80g左右，达到17.8v，厂家给的参 ...

厚度在0.18mm, 那应该会有比较小的弯曲半径的就是不知到底有多大。 如果用FX66-S-196的翼型，这个翼型自前缘后的曲率变化比较小的，大概从弦长靠前缘3%处开始贴，这个曲率半径大概是弦长的30%，前缘9%之后曲率半径增加到弦长的50%。
如果电池裸板能承受这个曲率的弯曲就基本没问题了。如果不能承受，那还得再切窄点。总之，用这样的硬板电池要做比较大的飞机。

做玻璃钢的时候可以把电池板贴在透明胶衣层和蒙皮一起共固化成型。这样电池本身也可以参与一定的承载。

如果电池板有15~20m2，单电池的价格差不多要1W。。。应该也不算很贵的吧。这个尺寸差不多可以装人了。

[ 本帖最后由 海上翼 于 2009-9-29 00:22 编辑 ]

自旋降落

只要增加1/3甚至1/4的飞行时间，就满足了。

pydecky

原帖由 海上翼 于 2009-9-28 10:45 发表


你那可以帮忙弄到裸板不？市场上卖的都封装了太重，自己拆也不大现实。柔性超薄的太贵不说，厚度和重量也依然不能令人满意。
机翼曲率的问题主要通过增大弦长来解决（意思是做大飞机）。另外就是不用整晶圆切的 ...

裸板我问过了，大致的参数如下：
大小：125mm x 125mm
厚度：0.18mm
功率：大于2.3w
重量：8g左右
我叫厂家算了一下，如果做成1.2米左右长的带状，大概1条就是10块，裸板重量是80g左右，达到17.8v，厂家给的参数没错的话，10块就差不多有20w了！
这样2边翼共2块，总长2.4米，有40w的输出功率了，但重量才200g左右（前提是厂家给的参数没错），配合锂电池，就可以长时间留空了，电池可以全部放紧滑翔机翼中去，外面蒙透明蒙皮就好了。
单块的价格报价是35元，不过，要量才给货。
才增加200g左右的重量，机会很大，但是，厂家也提醒，因为晶体很薄，很容易碎裂，这个问题要考虑。接线和排列，反而是小问题。
但是，你要把层次上升到与人家1样的话，好像。。。。。。不太显示了吧？毕竟，材料都是不一样。
做模型飞机玩玩的话，现阶段还可以，但你想留空不下的话，东西还多着，烧钱啊！

[ 本帖最后由 pydecky 于 2009-9-28 15:43 编辑 ]

tristone

http://thefutureofthings.com/art ... w-world-record.html


74年的首架太阳能无人机，翼展32英尺，实用升限2万英尺。

现在好像能做到翼展5到6米的样子，差不多和模型的尺寸接近了。

海上翼

原帖由 pydecky 于 2009-9-28 00:38 发表
其实，谁说都不跑题，都有其道理。

但在任何场合下使用，太阳能板都应该配合电池使用，这样才能达到平稳供电的效果，不管用在什么地方，原理和结构都1样。

即使是在西zang上的山村用电，很多都是太阳能板配合电 ...

你那可以帮忙弄到裸板不？市场上卖的都封装了太重，自己拆也不大现实。柔性超薄的太贵不说，厚度和重量也依然不能令人满意。
机翼曲率的问题主要通过增大弦长来解决（意思是做大飞机）。另外就是不用整晶圆切的，改用窄长条的铺在前缘上。

太阳能飞机的主要问题是动力过小，很不好飞。特别是你要兼顾蓄电池的情况下。
一来蓄电池重量大，这对本身就动力不足的飞机来说又增加了沉重的负担。
其二，如果你要给蓄电池充电，那么假设飞行中太阳能电池的一半电力用于充电，那么实际只有一半的功率供飞行使用。
比较简单的方法是不考虑蓄电池（或者仅考虑很小容量的，但不进行空中充电），飞行中太阳能电池全部功率都用于飞行。
当然我承认，这样做只能演示，没太多的实用价值。

要实用，太阳能飞机应该实行无限时间（能熬过第一个夜晚就基本实现了）留空。但这样一来，一天有18个小时必须使用电池飞行，而太阳能电池在工作的6小时不但要提供飞行功率还要提供支持18小时飞行的蓄电池充电（这还不考虑充电效率）。
也就是说太阳能飞机必须可以在1/4太阳能电池功率下飞行。实际飞行中这个数值应该还要低一些（比如太阳能电池并不能垂直对正太阳）。。。选1/5或者1/6更加恰当些。


还是先理论估算下吧：
假设太阳能电池每平方米重量1公斤，输出功率50W
电池铺满机翼。飞机结构和设备也是有重量，那么算翼载为2公斤/M2好了。

在不使用蓄电池的情况下，要使得翼载为2公斤/M2的飞机以50W/M2(或者25W/KG）的功率密度飞起来。
按升阻比为20的情况计算，
这飞机的阻力将有：1N/m2，综合驱动效率按50%计算，飞行速度可以达到25m/s
很明显，25m/s的速度足以让翼载为2公斤/M2的飞机留空，实际上这个速度下大10倍的翼载也可以承受。
这样这个飞机不但可以飞起来而且还有一定的爬升率。。。


===================================================================
考虑无限时间的留空：
首先蓄电池重量：
当然是锂电池了。取容量密度为250WH/KG，这个按我现在用的估算，估计更好些的３００WH/KG也有吧。
按比例，应该配50W*6H*（3/4）/M2的电池，这样的应该配电池为225WH/M2。考虑充电效率，且便于估算取整数吧，那就是电池要1KG/M2

现在翼载增加到了3KG/M2
而动力只有12.5W/M2
升阻比依然是20,
那么飞行阻力为1.5N/M2， 综合驱动效率按50%计算，估计飞行速度为4.17m/s
很明显这个速度难以支持3KG/M2翼载的飞机留空。。。

解决的方法：
1， 降低翼载
电池重量能减轻多少不大清楚。但太阳能电池看起来可以，降低到0.4KG/M2应该可行。结构重量也可以减轻。整个飞机翼载降到2KG/M2依然可行。
2， 提高升阻比
如果提高到40（这和高级滑翔机一样了，估计有点困难因为多了动力装置的阻力），那么看起来可以比较容易飞起来。但实际不会提高太多，因为受剩余功率影响爬升率无法提高多少。
3， 提高驱动效率
计算中的取值是50%， 看起来提高到70%是可行的，实际很困难。螺旋桨效率有80%就很好了，电机效率90%，供电系统还存在损耗。。。实际50%是相当现实的。
4，提高太阳能电池的效率
现在理论效率有３５％以上的。。。但不知道去哪买。如果这样，假设实际综合效率可以达到１７％，也就是每平方米可以达到１７０Ｗ的能量输出，这就大大提高性能了。当然这种电池肯定不便宜。

[ 本帖最后由 海上翼 于 2009-9-28 11:00 编辑 ]

glassfox

http://www.tudou.com/programs/view/Qnot49qRH2I/ 太阳能飞艇，果然不出我所料，已经有成品了，买来用吧。

glassfox

为什么没人考虑大型太阳能飞艇呢？ 只把注意力放在飞机上还是不够的，用大型飞艇实现太阳能驱动是很有可能的。
还有就是远距离无线输电技术，用大增益定向天线，用高频来传输电力，飞机上并不放电池，这个实现起来有难度，但是已经有人实现了，GPS定位+天线云台技术+大功率微波发生器可以实现这个目标，但是只有纯理论意义，对于玩来说，投资太大喽。哈哈。

pydecky

其实，谁说都不跑题，都有其道理。

但在任何场合下使用，太阳能板都应该配合电池使用，这样才能达到平稳供电的效果，不管用在什么地方，原理和结构都1样。

即使是在西zang上的山村用电，很多都是太阳能板配合电瓶使用的，白天边供电边充电，晚上就用pb供电，点灯和收音机用。

最常见的，就是在桥上的警示灯或者山腰上的移动基站。

话说回来，如果用在滑翔机上的话，就要配合机翼的重新设计，因为太阳能板毕竟是结晶体，即使用裸板，也有一定硬度，覆盖在机翼表面的话，就需要很长的1对翼，20 - 30 w的电池板，10w的太阳能裸板大概需要覆盖 120cm x 10cm 范围，重大概150g， 再配合锂电池，整体重量可能接近500-700g，构成与电池联合供电的电力系统。爬升的时候，用电池与太阳能板同时供电，提供动力，滑翔的时候，就边充边用，越飞得高，转换效率越高，电能越强。

如果纯粹是要来飞模型滑翔机的话，其实，还是有得玩的。

自旋降落

如果是翼龙类的滑翔机，能实现太阳能充电已经很满足了。

hmmwv

跑题啦，跑题啦，LS的几位仁兄，把12V50AH或者120AH的铅酸电瓶，还有外面覆盖着玻璃板的太阳能电池板搬到航模上。。。。。。。。。。。。。这得多大的航模？:em15: :em15: :em15:

海上翼

如果要大规模运用，最好还是并网供电。这样不需要蓄电池的开销。
而且从技术上说也不存在什么大问题。
那么实际就是太阳能电池的价格越便宜越好。

更多的阻扰是来自行政或者商业上。那种自成一体的小而全模式的“太阳能大厦”就是这种体制下催生的怪胎。因为你没法把自己的生产的电卖掉，那只好自己存起来自己用，也不买电力公司的电了。

远风

这些个东东都还停留在实验阶段，不能量产。