摘要：高空超长航时飞行器在宽视域侦察、通信中继、应急救灾等领域具有重要的应用价值,为了实现真正意义上的超长航时飞行,充分利用5.8 GHz微波远距传输、低衰减等优势,提出了一种基于地面分布式微波能量驱动的高空无人飞行系统。该飞行系统主要包括飞行端(接收整流天线)、分布式发射端、以及天地互联高精度导引跟踪系统。其中,接收整流天线采用共面波导馈电的微带贴片天线,将接收天线和整流电路分别设计在一层介质基板两侧,整流电路基于共面波导的直通滤波器优化设计,形成圆极化整流阵列,仿真结果表明该方案对微波的转换效率可超过50%。接收整流天线以近似复合夹层结构与机体融合,在机身下部平坦区域形成可替代圆形天线区域,平台在该区域使用后加载-平坦下翼面翼型,外翼段使用优化的高升力翼型,保证了一体化平台的整体效能。发射天线采用化整为零的分布式发射阵列由伺服系统驱动跟踪飞行平台,在18 km高空形成微波合成覆盖区,通过仿真证明波束收集效率最高可达80%以上。跟踪导引采用分布式定位策略,融合扩展卡尔曼滤波可以实现高空30 m定位误差的超高精度定位。设计完成了1∶6.7的缩比系统验证试验,利用缩比飞行平台以8 m飞行高度穿越80 W单一发射天线微波覆盖区,成功实现能量传输,验证了系统设计原理的可行性。

摘要：超长航时无人滞空平台具有成本低、连续侦察能力强等特点,是未来新型飞行器的发展方向。该“冯如三号”高效超长航时无人滞空平台设计方案由该校本科生提出,采用了超高效气动布局、轻量化高强度复合材料、高效高可靠双环动力系统驱动及持久滞空飞行控制系统,通过车载起飞方式,在执行超长航时任务能力方面取得了全方位创新性突破。“冯如三号”高效超长航时无人机刷新了国际航联认证的“25~100 kg级油动无人机续航时间”世界纪录。

摘要：超长航时无人机是指设计续航时间在数天以上的无人机,按其动力类型可分为太阳能动力和非太阳能动力两大类。目前,美国非太阳能动力超长航时无人机主要分为采用氢燃料电池或液氢的氢动力无人机和采用航空煤油的活塞动力无人机两类。综合论述了美国非太阳能动力超长航时无人机的基本特征、主要技术验证型号与发展现状,系统地分析了超长航时无人机平台的技术特点,并对美国未来非太阳能动力超长航时无人机技术发展方向进行了展望。

摘要：针对冬季太阳辐射强度较弱的问题，提出并研究了一种新型太阳能飞机构型。概述了太阳能飞机的总体构型，建立了太阳辐射和能源动力系统模型，对飞机的气动、能量、质量及机翼最优偏转角等特性进行了分析，给出了适用于该构型太阳能飞机的总体参数设计方法，并对构型设计参数进行了研究。结果表明：机翼偏转角的存在可有效提高太阳能飞机所接收的太阳辐射能量。综合考虑太阳辐射能量和推进系统质量，机翼最优偏转角在7．4°～9．5°之间，其随时刻变化；端板最优展弦比为5左右，端板与机翼的最优面积比为0．09，端板最大许用升力系数的最优值为1．1。新构型太阳能飞机总面积比常规构型减小44．2％，其优势明显。