一種太陽能飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域。具體地說，涉及一種太陽能飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能飛行器作為飛行器的一種，是指以太陽能作為能量來源的飛行器。20世紀中期以來，太陽能飛行器研究已經(jīng)成為世界航空航天業(yè)重點發(fā)展的新興領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中有一種太陽能飛行裝置，包括機體、設(shè)置在機體內(nèi)的近程雷達、裝備倉、遠程雷達、太陽能動力源，設(shè)置在機體兩側(cè)的前翼、設(shè)置在機體后部的尾翼及螺旋槳，以及機翼后部的后翼和襟翼，太陽能動力源包括兩個動力路徑和設(shè)置在機翼和機身上的采光板，兩個動力路徑分別為主動力源路徑和儲備電力路徑；主動力源路徑包括太陽能板電路匯總裝置、電路控制裝置和電機，儲備電力路徑包括太陽能板電路匯總裝置、蓄電池、電路控制裝置和電機，電路控制區(qū)由繼電器開關(guān)組成；采光板占機翼及機體面積的99%?95%，翼展10?20m，起飛重量300?600kg，推重比為0.1?0.3 ;前翼與后翼相連形成菱形框架，前翼翼根與前機身相連，后翼翼根與垂尾上端相連，后翼翼尖在前翼翼展50% -70%處與前翼翼展連接。
[0004]由于太陽光的角度是實時變化的，當上述太陽能飛行裝置當前飛行地的太陽處于初升或日落狀態(tài)時，機身上的采光板有可能被遮擋，沒有被遮擋的部分也因為采光板與陽光的夾角過小導致其單位面積獲取的太陽輻射能很小，因此其獲取太陽能的效率比較低，受天氣、飛行時間等因素影響很大，從而導致其可靠度降低。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為此，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于當飛行器所在地的太陽光與地面的夾角較小時，其獲取太陽能的效率很低，從而提出一種可以控制飛翼折起或展平來提高獲取的太陽能的太陽能飛行器。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0007]—種太陽能飛行器，包括機體、設(shè)置于機體表面的薄膜太陽能電池和設(shè)置于機體內(nèi)部的控制器，機體至少包括對稱設(shè)置的兩個飛翼，每個飛翼至少包括第一端翼和第二端翼，第一端翼與第二端翼通過第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接。
[0008]優(yōu)選地，兩個飛翼通過第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接。
[0009]優(yōu)選地，機體還包括機身和兩個第三轉(zhuǎn)軸，兩個飛翼分別設(shè)置于機身的兩側(cè)且分別通過一個第三轉(zhuǎn)軸與機身轉(zhuǎn)動連接。
[0010]優(yōu)選地，機身的上表面設(shè)有沿其長度方向延伸的V形凹槽。
[0011 ] 優(yōu)選地，還包括設(shè)置于機身后端的尾翼，尾翼為兩個，且呈倒V形設(shè)置，每個尾翼與機身可轉(zhuǎn)動連接。
[0012]優(yōu)選地，機身頭部、飛翼的翼尖和尾翼的翼尖為透明材料，其內(nèi)部設(shè)有朝向機身前方或上方的光伏電池陣列。
[0013]優(yōu)選地，飛翼的后邊沿上設(shè)有涵道風扇；薄膜太陽能電池采用鑲嵌的方式與機體結(jié)合；還包括用于供能的高能電池，高能電池通過可脫離結(jié)構(gòu)與機體連接。
[0014]優(yōu)選地，飛翼的翼展為2-10米，弦長為12-50厘米。
[0015]本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
[0016]本實施例提供的太陽能飛行器，該飛行器的每個飛翼包括第一端翼和第二端翼，且連接第一端翼和第二端翼的第一轉(zhuǎn)軸可由控制器控制轉(zhuǎn)動，當太陽光與地面的角度較小時，控制器就控制第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，使得部分設(shè)于機體表面的薄膜太陽能電池的受光面與太陽光的照射方向的夾角增大；當太陽光與地面的角度較大或接近垂直時，控制器就控制第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，使得整個飛翼呈水平伸展狀態(tài)。即可以根據(jù)太陽光的照射角度實時調(diào)整以增大薄膜太陽能電池的光照面積和單位面積接收的太陽輻射能，從而在保證飛行器的飛行穩(wěn)定性的同時可以最大程度的獲取太陽能，以提高飛行器的續(xù)航時間。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例1的一種太陽能飛行器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例2的一種太陽能飛行器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實用新型實施例2的一種飛翼處于折起狀態(tài)的太陽能飛行器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中附圖標記表示為:1-機身、2-飛翼、21-第一端翼、22-第二端翼、3_尾翼、41-第一轉(zhuǎn)軸、42-第二轉(zhuǎn)軸、43-第三轉(zhuǎn)軸、5-可變距螺旋槳、6-涵道風扇、7-高能電池。
【具體實施方式】
[0021]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型的內(nèi)容，下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型所提供的技術(shù)方案作進一步的詳細描述。
[0022]實施例1
[0023]如圖1所示，本實施例提供了一種太陽能飛行器，包括機體、設(shè)置于機體表面的薄膜太陽能電池和設(shè)置于機體內(nèi)部的控制器，機體包括對稱設(shè)置的兩個飛翼2，每個飛翼2至少包括第一端翼21和第二端翼22，且第一端翼21與第二端翼22通過第一轉(zhuǎn)軸41轉(zhuǎn)動連接，控制器用于根據(jù)太陽光的照射角度控制第一轉(zhuǎn)軸41轉(zhuǎn)動以增大設(shè)于機體表面的薄膜太陽能電池的光照面積和單位面積接收的太陽輻射能。
[0024]在其他可變化實施方式中，飛翼2也可包括兩個以上的端翼，如3個或4個，相鄰兩個端翼是通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接的，因此每個飛翼2分別增加一個端翼需要相應(yīng)增加一個轉(zhuǎn)軸。兩個飛翼2的端翼數(shù)也可以不一致，可綜合考慮對太陽能的獲取以及飛行器自身飛行的穩(wěn)定性等方面選取合適的端翼數(shù)。
[0025]本實施例提供的太陽能飛行器，每個飛翼2包括第一端翼21和第二端翼22，且連接第一端翼21和第二端翼22的第一轉(zhuǎn)軸41可由控制器控制轉(zhuǎn)動，當太陽光與地面的角度較小時，控制器就控制第一轉(zhuǎn)軸41轉(zhuǎn)動，使得部分設(shè)于飛翼表面的薄膜太陽能電池的受光面與太陽光的照射方向的夾角增大；當太陽光與地面的角度較大或接近垂直時，控制器就控制第一轉(zhuǎn)軸41轉(zhuǎn)動，使得整個飛翼2呈水平伸展狀態(tài)。即可以根據(jù)太陽光的照射角度實時調(diào)整飛翼2上第一端翼21和第二端翼22的相對角度，以增大薄膜太陽能電池的光照面積和單位面積接收的太陽輻射能，從而在保證飛行器的飛行穩(wěn)定性的同時可以最大程度的獲取太陽能，以提高飛行器的續(xù)航時間。
[0026]優(yōu)選地，該飛行器的兩個飛翼2通過第二轉(zhuǎn)軸42轉(zhuǎn)動連接，如圖1中，兩側(cè)的飛翼2的第一端翼21通過第二轉(zhuǎn)軸42可轉(zhuǎn)動地連接在一起?？刂破鬟€用于根據(jù)太陽光的照射角度控制第二轉(zhuǎn)軸42轉(zhuǎn)動以增大設(shè)于機體表面的薄膜太陽能電池的光照面積和單位面積接收的太陽輻射能。該飛行器的機身和飛翼2融為一體，當飛翼2沿著第一轉(zhuǎn)軸41和第二轉(zhuǎn)軸42折起一定的角度后可以提供一定的水平及縱向安定度，尤其是偏航的穩(wěn)定度。還可以一定程度降低飛翼2的誘導阻力，增加升阻比。兩側(cè)飛翼2不對稱折起時，即兩側(cè)的飛翼2上第一端翼21與第二端翼22的夾角角度不一致時可以改變兩側(cè)飛翼2的升力，從而便于實現(xiàn)機體翻滾的控制。
[0027]優(yōu)選地，控制器還可用于根據(jù)太陽光的照射角度和飛行目的地調(diào)整飛行方向和飛行姿態(tài)以增大設(shè)于機體表面的薄膜太陽能電池的光照面積和單位面積接收的太陽輻射能。具體地，控制器是根據(jù)當前飛行日期、時間和位置來獲取太陽光的照射角度的。由于太陽的位置在固定的時間是不變的，因此獲取了當前的日期和時間后，太陽的位置變可以獲知，結(jié)合當前飛行器的位置，就可以獲知太陽光此時的照射角度，從而結(jié)合飛行目的地來調(diào)整飛行器的飛行姿態(tài)，例如當太陽光的照射角度較低(日出或日落)時，可以向著光照方向，如果目的地不在此方向，可以將機身向光源方向傾斜，使其可以獲得最大的光照面積和單位面積的太陽能輻射。
[0028]此外，飛翼2的后邊沿上設(shè)有涵道風扇6，其可形成一定的機體負壓，增加升力。薄膜太陽能電池采用鑲嵌的方式與機體結(jié)合，而不需要將其做成組件再覆蓋在飛行器的蒙皮或結(jié)構(gòu)之上，鑲嵌的方式結(jié)合的薄膜太陽能電池可提高飛行器的結(jié)構(gòu)強度，減輕其重量從而降低翼載荷，并與蒙皮一樣可以保護飛行器。薄膜太陽能電池的電極設(shè)置在其反面，并在機體內(nèi)部進行電連接。還包括用于供能的高能電池7，高能電池7通過可脫離結(jié)構(gòu)與機體連接。在飛行器從地面起飛的過程中需要較多的能量，此時可由高能電池7來提供，在完成這個過程之后，為了減小飛行器的重量、降低能耗可將該高能電池7拋離。
[0029]本實施例中，機體的正反兩面均設(shè)有薄膜太陽能電池，薄膜太陽能電池可為高效的可彎曲的GaAs薄膜太陽能電池或CIGS薄膜太陽能電池或晶硅薄膜太陽能電池。機體內(nèi)部還設(shè)有鋰電池或其他高效儲能電池，在陽光充足時可儲存由薄膜太陽能電池轉(zhuǎn)換的多余的電能，在陽光不足時用于給飛行器供能。
[0030]本實施例中優(yōu)