كليدواژه :
هواپيماي خورشيدي , انرژي خورشيدي , شبيه سازي الكتريكي , سلول هاي خورشيدي , حسگر دود , اعلإن حريق
چكيده فارسي :
هدف از اين مقاله طراحي و امكان‌سنجي ساخت يك هواپيماي سبك‌وزن خورشيدي است كه توانايي پرواز بي‌وقفه به‌مدت 24 ساعت را تنها با تكيه بر انرژي خورشيدي دارد. انرژي مورد نياز در طول روز با پنل‌هاي خورشيدي جذب مي‌شود؛ مقداري به‌صورت مستقيم براي پرواز استفاده مي‌شود و مازاد انرژي، براي پرواز در طول شب در باتري هواپيما ذخيره مي‌شود. سپس از اين هواپيما براي مأموريت‌هايي كه نياز به مداومت پروازي طولاني است استفاده خواهد شد. به همين منظور يك سيستم تشخيص حريق و اعلان به ايستگاه زميني طراحي و براي نصب آن در هواپيما تمهيداتي در نظر گرفته شده است. در اين مقاله يك روش تحليلي براي تشكيل مدل پيش‌بيني جرم هواپيما ارائه مي‌شود كه بر مبناي دخالت دادن تمام ادوات الكتريكي و مكانيكي است، به‌نحوي كه بتوان به يك مدل طراحي بهينه دست يافت. اين روش تحليلي، مبتني بر توازن جرم و انرژي در مراحل مختلف پرواز است. با دخالت دادن نزديك 30 پارامتر مختلف در اين مدل‌سازي، در نهايت با توجه به اهداف تعيين‌شده، به مشخصه‌هاي طراحي مورد نظر همچون طول بال بهينۀ هواپيما، ظرفيت باتري، ارتفاع پروازي، سطح توان فرستنده و... مي‌توان دست يافت. يك چهارچوب شبيه‌سازي الكتريكي معرفي و در نرم‌افزار سيمولينك متلب به‌صورت زمان واقعياجرا شد كه نتايج آن ارائه شده است. براي صحت عملكرد مدل شبيه‌سازي‌شده، يك نمونۀ آزمايشگاهي ساخته شده است و تمام پارامترهاي پروازي، الكتريكي و مكانيكي روي آن آزمايش شده است.
چكيده لاتين :
The purpose of this paper is to design and evaluate the construction of a lightweight solar aircraft that is capable of flying continuously for 24 hours relying solely on solar energy. The required energy is absorbed during the day by solar panels; some is used directly for flight; the excess energy is stored in the aircraft battery for overnight flight. The aircraft will, then, be used for the missions that require long flight duration. For this purpose, a fire detection system as well as a notification system for the ground station was designed, and arrangements were made to install it on the aircraft. In this paper, an analytical method for forming an aircraft mass prediction model is presented, which is based on the involvement of all electrical and mechanical devices in order to achieve an optimal design model. This analytical method is based on the balance of mass and energy in different stages of flight. By involving about 30 different parameters in this modeling, finally, according to the set goals, the desired design characteristics such as optimal aircraft wing length, battery capacity, flight altitude, transmitter power level, etc. can be achieved. An electrical simulation framework was introduced and implemented in MATLAB Simulink software in real-time, the results of which are presented. To ensure the performance of the simulated model, a laboratory sample is made, and all flight, electrical, and mechanical parameters are tested on it.
