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 ۲۴ ساعت را تنها با تکیه بر انرژی خورشیدی دارد. انرژی مورد نیاز 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 برای نصب آن در هواپیما تمهیداتی در نظر گرفته شده است. در این مقاله یک روش تحلیلی برای تشکیل مدل پیش بینی جرم هواپیما ارائه 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 ۳۰ پارامتر مختلف در این مدل سازی، در نهایت با توجه به اهداف تعیین شده، به مشخصه های طراحی مورد نظر 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 متلب به صورت زمان واقعیاجرا شد که نتایج آن ارائه شده است. برای صحت عملکرد مدل شبیه سازی شده، یک نمونه آزمایشگاهی ساخته شده است و تمام پارامترهای پروازی، الکتریکی و مکانیکی روی آن آزمایش شده است.    

کلیدواژه ها:

Solar plane ، Solar energy ، Electrical simulation ، Solar cells ، Smoke sensor ، Fire alarm ، MATLAB simulation. ، هواپیمای خورشیدی ، انرژی خورشیدی ، شبیه سازی الکتریکی ، سلول های خورشیدی ، حسگر دود ، اعلان حریق