[发明专利]带太阳能电池的平流层飞艇平飞过程平均温度计算方法

说明书

本发明提供了一种带太阳能电池的平流层飞艇平飞过程平均温度计算方法，其根据飞艇飞行参数、飞艇设计参数、艇体材料特性参数、太阳能电池特性参数及电池隔热材料特性参数，计算大气环境参数及飞艇热环境参数，并基于飞艇几何特征及传热模式，将飞艇划分为多个节点，建立各节点的能量微分方程，通过求解飞艇多节点的能量微分方程组，计算飞艇平飞过程各节点平均温度数据。本发明在带太阳能电池的平流层飞艇设计、材料选择、飞行试验规划、规避潜在危险等方面具有指导意义，可以提高带太阳能电池的平流层飞艇设计一次成功率，缩短带太阳能电池的平流层飞艇设计周期，降低带太阳能电池的平流层飞艇设计成本。

技术领域

本发明属于飞艇热控制技术领域，尤其涉及一种带太阳能电池的平流层飞艇平飞过程平均温度计算方法。

背景技术

平流层飞艇具有可定点飞行、滞空时间长和分辨率高等优点，在空中预警、监视监测、民用通信等领域具有广泛应用前景，受到世界各主要强国的高度重视。

平流层飞艇在平飞过程中，环境温度、密度、压力、风速、太阳辐射、大气辐射和地面辐射等因素会对飞艇温度特性产生影响。温度过高将提高飞艇内部氦气压力，对飞艇产生重要影响：1、温度过高将改变飞艇艇体材料承力特性、增大飞艇艇体热应力、增大飞艇艇体张力，对飞艇艇体的安全构成严重威胁；2、改变飞艇受力状况，导致飞艇飞行高度波动，干扰飞艇执行任务。因此，准确获知飞艇平飞过程中的温度特性，对飞艇结构设计、材料选择、飞行试验规划、规避潜在危险等方面具有重要意义，而目前还没有一个系统性地计算带太阳能电池的平流层飞艇平飞过程平均温度的计算方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种带太阳能电池的平流层飞艇平飞过程平均温度计算方法，可快速而准确地获得带太阳能电池的平流层飞艇平飞过程平均温度数据。

(二)技术方案

本发明提供一种带太阳能电池的平流层飞艇平飞过程平均温度计算方法，包括：

S1，根据飞艇飞行任务需求，计算飞艇飞行参数及飞艇设计参数；

S2，测量艇体材料特性参数、太阳能电池特性参数及电池隔热材料特性参数；

S3，计算飞艇大气环境参数及飞艇热环境参数；

S4，基于飞艇几何特征及传热模式，将飞艇划分为多个节点，建立各节点的能量微分方程；

S5，根据艇体材料特性参数和太阳能电池特性参数，联立求解飞艇多节点的能量微分方程组，计算飞艇平飞过程各节点平均温度数据。

(三)有益效果

本发明可以快速和准确地获知带太阳能电池的平流层飞艇平飞过程中的平均温度特性，在带太阳能电池的平流层飞艇设计、材料选择、飞行试验规划、规避潜在危险等方面具有指导意义，可以提高带太阳能电池的平流层飞艇设计一次成功率，缩短带太阳能电池的平流层飞艇设计周期，降低带太阳能电池的平流层飞艇设计成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的带太阳能电池的平流层飞艇结构示意图。

图2是本发明实施例提供的带太阳能电池的平流层飞艇平飞过程平均温度计算方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种带太阳能电池的平流层飞艇平飞过程平均温度计算方法，其根据飞艇飞行参数、飞艇设计参数、艇体材料特性参数、太阳能电池特性参数及电池隔热材料特性参数，计算大气环境参数及飞艇热环境参数，并基于飞艇几何特征及传热模式，将飞艇划分为多个节点，建立各节点的能量微分方程，通过求解飞艇多节点的能量微分方程组，计算飞艇平飞过程各节点平均温度数据。

根据本发明的一种实施方式，温度计算方法包括：