طراحی سیستم انرژی خورشیدی جهت تامین انرژی الکتریکی هواپیمای فوق سبک به منظور تشخیص دود و اعلان حریق

هدف از این مقاله طراحی و امکان سنجی ساخت یک هواپیمای سبک وزن خورشیدی است که توانایی پرواز بی وقفه به مدت 24 ساعت را تنها با تکیه بر انرژی خورشیدی دارد. انرژی موردنیاز در طول روز با پنل های خورشیدی جذب می شود، مقداری به صورت مستقیم برای پرواز استفاده می شود و مازاد انرژی، برای پرواز در طول شب در باتری هواپیما ذخیره می شود. سپس از این هواپیما برای ماموریت هایی که نیاز به مداومت پروازی طولانی است استفاده خواهد شد. به همین منظور یک سیستم تشخیص حریق و اعلان به ایستگاه زمینی طراحی و جهت نصب آن در هواپیما تمهیداتی در نظر گرفته شده است. در این مقاله یک روش تحلیلی برای تشکیل مدل پیش بینی جرم هواپیما ارایه می شود که بر مبنای دخالت دادن تمام ادوات الکتریکی و مکانیکی است به نحوی که بتوان به یک مدل طراحی بهینه دست یافت. این روش تحلیلی، مبتنی بر توازن جرم و انرژی در مراحل مختلف پرواز است. با دخالت دادن نزدیک 30 پارامتر مختلف در این مدل سازی، درنهایت با توجه به اهداف تعیین شده، به مشخصه های طراحی موردنظر همچون طول بال بهینه هواپیما، ظرفیت باتری، ارتفاع پروازی، سطح توان فرستنده و... می توان دست یافت. یک چهارچوب شبیه سازی الکتریکی معرفی و در نرم افزار سیمولینک MATLAB به صورت زمان واقعی (Real-Time) اجرا شد که نتایج آن ارایه شده است. جهت صحت عملکرد مدل شبیه سازی شده، یک نمونه آزمایشگاهی ساخته شده است و تمام پارامترهای پروازی، الکتریکی و مکانیکی روی آن آزمایش شده است.