文档介绍：西北工业大学硕士学位论文摘要
摘要
本文对太阳能飞机动力系统部件和任务要求对飞机结构尺寸的影响进行
了研究,以及用程序包对带水箱的热水系统进行了数值模拟。太阳
能飞机的动力系统包括太阳电池、可再生燃料电池、电动机和螺旋桨等。
当任务给定时,动力部件的参数太阳电池的类型、太阳电池的比质量、太
阳电池的效率、燃料电池的效率和比能量发生变化,都将对飞机的结构尺寸
产生影响。同时,任务要求如日子数、飞行高度、飞行纬度以及负载的质量
和功率也对飞机的结构尺寸产生影响。本文所采用的方法是通过建立太阳能
飞机的展弦比、机翼面积和飞机的总质量之间的关系来分析动力部件和任务
要求是怎样影响飞机的结构尺寸的。分析结果表明,对动力系统来说燃料电
池的比能量对飞机结构尺寸的影响最大。任务要求也明显影响飞机的结构尺
寸。通过选择日子数、飞行纬度以及减小飞机的负载质量都可以使飞机的结
构尺寸产生明显的减小。太阳能热水系统的长期性能可以通过建立数学模型
来模拟。本文采用程序包对这个系统进行了模拟。
【关键字】太阳能飞机,燃料电池,太阳电池,动力系统,程序
西北工业大学硕士学位论文
西北工业人学硕士学位论文主要符号表
主要符号表
集热器面积, 展弦比
翼展, 太阳电池比质最
几
, 比热, 接合处导热系数,

奥斯瓦尔系数摩擦系数
凡
安全系数迁移因子
’朽
集热器效率因子对流换热系数,
丛
太阳辐射量玻璃面盖的导热系数,
、叽
焊接材料的导热系数, 构架质量,
呱
控制系统质蒙皮质量
低
电动机质最机身质量
气
燃料电池电解槽质量燃料电池系统质量
叭气
氢气质量氢气罐质量

前缘质量氧气质量
气叽
氧气罐质螺旋桨质
蛛甄
推进系统质量肋架质量
叭叭
太阳电池质量尾缘质
甄叭
吃机总质量尾翼质量
·
土裸质量质量流量

日子数玻璃面盖的层数
几弘
太阳电池输出功率, 负载功率,
殊气
妞机巡肮所需功率, 储备功率,
西北工业人学硕卜学位论文主要符甘表

忿集热器有用能, 爬升率,

集热器的倾角太常数,
凡
大气层外太阳辐照度机翼面积,

燃料电池比能星反应温度
燃料电池二作时间, 日出日落时间
总损夫系数, 最小功率时的速度
风速, 集热器表面吸收率

衰变系数飞太阳电池效率
￡
地球偏心率太阳高度角
沪
地理纬度赤纬角
叭
燃料电池效率推进系统效率
铸
肋片效率大气密度
八
反应槽密度, 反应槽屈服压力,
西北工业大学硕学位论文第章绪论
第一章绪论
研究背景
世纪,人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战,在有限
资源和环保严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题,而以下问
题将变得更为突出①能源短缺世界上大部分国家能源供应不足,不能
满足其经济发展的需要。从长远来看,全球已探明的石油储量只能用到
年,天然气也只能延续到年左右,即使储量丰富的煤炭资源也只能维持
二三百年。②环境污染由于燃烧煤、石油等化石燃料,每年有数十万吨硫
等有害物质抛向天空,使大气环境遭到严重污染,直接影响居民的身体健康
和生活质量局部地区形成酸雨,严重污染水土。③温室效应化石能源的
利用产生大量的温室气体而导致温室效应,引起全球气候变化。这一问题己
提到全球议事日程,有关国际组织已召开多次会议,限制各国等温室气
体的排放量。因此,人类在解决能源问题的同时及考虑实现可持续发展,只
能依靠科技进步,大规模地开发利用可再生洁净能源。
我国今后年将大力发展六大高新技术,以
太阳能利用为标志的新能源技术即是其中之一。中国太阳陇市场栩洲
由此所形成的高科技产业—太阳能产业,主要
研究生产各种太阳能跟踪、捕获、转换、传输和
存储的技术和设备,必将会产生巨大的经济效益
和社会效益
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源
太阳是每时每刻都在进行核聚变的反应堆,
每秒约有氦,质量亏损万,产图中国太阳能市场预测
西北工业大学硕上学位论文第章绪论
生能量,这些能量以电磁波的形式穿越太空射向四面八方,而
地球只接受到太阳总辐射的亿分之一,也即太阳能到达地
球大气层上界,经过大气层的衰减,最后约到达地球表面。这
些能量相当于全世界发电量的几十万倍,可见太阳能数量之大。太阳中氢的
储量,足够维持亿年。从这个意义上来说,太阳能是取之不尽、用之不
竭的。
我国目前使用的能源绝大部分是来自太阳能。各种生物质能都是经过光
合作用将太阳能