Методика оценки возможности применения солнечной энергии для обеспечения длительного барражирования высотного дирижабля над заданной географической точкой

Abstract

Решение задачи оптимизации параметров беспилотного высотного дирижабля и его энергосистемы с целью получения максимальной продолжительности барражирования над заданной географической точкой требует эффективного сравнительного анализа применимости солнечной инсоляции в качестве основного источника энергии для силовой установки при различных высотных, широтных, сезонных и ветровых условиях. Наличие большого количества входных параметров при проектировании такого аппарата приводит к выводу о необходимости применения универсальных удельных энергетических характеристик высотного дирижабля и его энергоустановки для упрощения анализа и оценки эффективности технических решений. Основным фактором, определяющим потребляемую мощность силовой установки, является скорость ветрового потока в заданной точке барражирования. Известно также, что наиболее доступным источником для длительного энергообеспечения является солнечная энергия. В большинстве случаев анализ решений сводится к оценке соотношения воздействия на высотный дирижабль двух природных явлений, солнечной энергии и энергии ветрового потока, для чего и была создана упрощенная модель высотного дирижабля, которая также может быть применена и к самолету на солнечной энергии. В работе в качестве основного показателя выбрано отнесенное к единице массы летательного аппарата значение мощности располагаемой и потребной. Располагаемая мощность определяется для любой географической точки с параметрами: широта, высота, сезон (день года). Потребная мощность определяется высотой полета, скоростью и направлением ветра. Сравнивая значения удельных характеристик в пространственно-временных координатах можно провести эффективный анализ об избытке или недостатке располагаемой солнечной энергии для заданной географической зоны барражирования, для различных высот и дней года. Применяя отнесенные к взлетной массе летательного аппарата показатели, мы имеет возможность также выделить и оценить необходимую размерность летательного аппарата для реализации длительного барражирования в заданной точке пространства.