本實用新型涉及一種飛機，尤其是涉及一種固定翼太陽能飛機。

背景技術(shù)：

目前固定翼飛機的能源多為汽油和柴油，而大部分的無人機則采用蓄能電池作為驅(qū)動飛行的能源。由于飛機攜油量有限或蓄能電池儲能能力有限，造成飛機的續(xù)航能力弱，且由于使用汽油或柴油，飛機所排放尾氣對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。

現(xiàn)在的太陽能飛機也存在以下不足：

第一、平尾通過負(fù)升力實現(xiàn)俯仰配平和俯仰操縱，從而降低了全機的可用升力，最終使得全機的升阻比降低；另外，由于增加了全機浸濕面積，導(dǎo)致全機的零升阻力增加，也會使得全機的升阻比降低；

第二、由于機翼上需要布置副翼來實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)操縱，減小了可用于鋪貼太陽能電池的機翼面積；另外，副翼的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)和副翼偏轉(zhuǎn)時的集中載荷導(dǎo)致機翼結(jié)構(gòu)需要加強，造成機翼重量增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種太陽能電池片布片率高、結(jié)構(gòu)簡單、自平衡能力強、易控制的固定翼太陽能飛機。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種固定翼太陽能飛機，包括機身及連接在機身左右兩側(cè)的左機翼與右機翼，在機身上方設(shè)有驅(qū)動飛機運動的螺旋槳，在機身底部設(shè)有主起落架，所述的左機翼與右機翼表面均覆設(shè)有單晶硅太陽能電池陣列，所述的單晶硅太陽能電池陣列將太陽能轉(zhuǎn)為電能，并通過太陽能控制器分配能源。

所述的左機翼與右機翼的長度為4-5m。

所述的左機翼的末端設(shè)有垂直于左機翼設(shè)置的左垂尾，在左垂尾上連接有平行于左機翼的左平尾。

所述的右機翼的末端設(shè)有垂直于右機翼設(shè)置的右垂尾，在右垂尾上連接有平行于右機翼的右平尾。

本實用新型中將左機翼與右機翼的長度設(shè)置的比普通固定翼飛機長很多，一方面有利于在上面鋪設(shè)更多的單晶硅太陽能電池陣列，具有太陽能電池片布片率高，布片簡單，結(jié)構(gòu)簡練，具有更高的發(fā)電效率。另一方面，本實用新型的左機翼與右機翼布局形式簡單，自平衡能力高，氣動表面簡單，具有更高的氣動效率。飛翼布局操縱面少，操作簡單，易控制。

此外，本實用新型機翼布片率高的原因還在于這種飛翼布局的飛機在機翼上沒有舵面，而常規(guī)布局的飛機的機翼分為機翼安定面和舵面，舵面的安裝會影響太陽能板的布片。

所述的左機翼下方設(shè)有左起落架，所述的右機翼下方設(shè)有右起落架。

所述的左起落架、右起落架及主起落架位于一個三角形的三個頂點處，為前三點起落架結(jié)構(gòu)布局。三角形設(shè)置有利于提高固定翼太陽能飛機起落時的穩(wěn)定性，使得固定翼太陽能飛機不容易出現(xiàn)顛簸的現(xiàn)象。

所述的機身內(nèi)還設(shè)有太陽能控制器及蓄電池，所述的單晶硅太陽能電池陣列將太陽能轉(zhuǎn)為電能，并可以通過太陽能控制器將電能充入蓄電池保存。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點及有益效果：

1、本實用新型中將左機翼與右機翼的長度設(shè)置的比普通固定翼飛機長很多，一方面有利于在上面鋪設(shè)更多的單晶硅太陽能電池陣列，具有太陽能電池片布片率高，布片簡單，結(jié)構(gòu)簡練，具有更高的發(fā)電效率。另一方面，本實用新型的左機翼與右機翼布局形式簡單，自平衡能力高，氣動表面簡單，具有更高的氣動效率。飛翼布局操縱面少，操作簡單，易控制。

2、本實用新型通過單晶硅太陽能電池陣列，將太陽能轉(zhuǎn)換成電能作為飛機飛行的動力來源，利用太陽能這一源源不斷的自然能源，使飛機的動力系統(tǒng)能夠持續(xù)工作，實現(xiàn)在空中的長時間飛行，由于不使用常規(guī)燃料，飛機在飛行中真正實現(xiàn)了零排放，同時能源成本非常低。

3、由于機身內(nèi)還設(shè)有太陽能控制器及蓄電池，單晶硅太陽能電池陣列將太陽能轉(zhuǎn)為電能，并通過太陽能控制器將電能充入蓄電池保存，蓄電池儲存的電能主要用于飛機的動力驅(qū)動和機載設(shè)備的正常使用。

附圖說明

圖1為實施例1中本實用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1中本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為太陽能飛機的電能分配圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例

一種固定翼太陽能飛機，如圖1、圖2所示，包括機身4及連接在機身4左右兩側(cè)的左機翼3與右機翼5，在機身4上方設(shè)有驅(qū)動飛機運動的螺旋槳6，在機身4底部設(shè)有主起落架10，左機翼3下方設(shè)有左起落架11，右機翼5下方設(shè)有右起落架9。左機翼3的末端設(shè)有垂直于左機翼3設(shè)置的左垂尾1，在左垂尾1上連接有平行于左機翼3的左平尾2。右機翼5的末端設(shè)有垂直于右機翼5設(shè)置的右垂尾8，在右垂尾8上連接有平行于右機翼5的右平尾7。

其中，左機翼3與右機翼5表面均覆設(shè)有單晶硅太陽能電池陣列，單晶硅太陽能電池陣列將太陽能轉(zhuǎn)為電能，并通過太陽能控制器分配能源。

左機翼3與右機翼5的長度為4-5m。

本實用新型中將左機翼3與右機翼5的長度設(shè)置的比普通固定翼飛機長很多，一方面有利于在上面鋪設(shè)更多的單晶硅太陽能電池陣列，具有太陽能電池片布片率高，布片簡單，結(jié)構(gòu)簡練，具有更高的發(fā)電效率。另一方面，本實用新型的左機翼與右機翼布局形式簡單，自平衡能力高，氣動表面簡單，具有更高的氣動效率。飛翼布局操縱面少，操作簡單，易控制。

本實用新型中將左起落架11、右起落架9及主起落架10位于一個三角形的三個頂點處，三角形設(shè)置有利于提高固定翼太陽能飛機起落時的穩(wěn)定性，使得固定翼太陽能飛機不容易出現(xiàn)顛簸的現(xiàn)象。

太陽能飛機的電能分配示意如圖3所示，飛機通過單晶硅太陽能電池陣列，將太陽能轉(zhuǎn)為電能，通過太陽能控制器對其能源進(jìn)行分配。在光照強度不強的情況下，太陽能轉(zhuǎn)換成的電能主要用于飛機的動力驅(qū)動和機載設(shè)備的正常使用。在光照強度足夠強的情況下，太陽能管理器將除了用于電機驅(qū)動和機載設(shè)備的多余的電能，分配到高能量密度電池，對其進(jìn)行充電。在下午，當(dāng)單晶硅太陽能電池陣列不能對高能量密度蓄電池充電時，飛機在這個時候開始上升。根據(jù)計算，飛機可以飛到20000到30000米的高空。在暮光以后，單晶硅太陽能電池陣列沒有電能提供給電機，飛機開始由高空盤旋下降，由于飛機具有很大的滑翔比(滑翔比為34.6，除去最大10％的誤差，實際最小滑翔比31.14)，所以可以在完全無動力的情況下連續(xù)滑翔。當(dāng)降落到正常巡航高度以下時，蓄電池啟動，為電機提供電能以驅(qū)動螺旋槳，使得螺旋槳產(chǎn)生推力，使飛機維持在正常的巡航高度，等待太陽升起。

由于加大了左機翼與右機翼的長度，并且對飛機飛行時的氣動效率和氣動特性進(jìn)行了模擬驗證，通過驗證，大大提高了太陽能飛機的氣動效率和機動性。左機翼、左垂尾、左平尾、右機翼、右垂尾及右平尾的結(jié)構(gòu)提高了飛機的抗風(fēng)性和自穩(wěn)定性，并且對有效載荷和動力總成進(jìn)行了合理的布局，使飛機具有了更大的滑翔比，實現(xiàn)了無動力超遠(yuǎn)距離滑翔和無動力安全平穩(wěn)的降落。

在生產(chǎn)上，機身、左機翼、左垂尾、左平尾、右機翼、右垂尾及右平尾全部使用復(fù)合材料作為原材料，如在機翼的肋使用纖維板制作，機身使用泡沫結(jié)構(gòu)板并且以多層纖維布鋪貼上去，這樣不僅可以滿足飛行強度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的需求，還可以減少飛機本身的重量，這樣就提高了飛機的載重量。對于機艙的布置，可以根據(jù)不同的功能需求，合理安裝功能模塊，如航拍設(shè)備，GPS設(shè)備，探測設(shè)備，偵察設(shè)備等等。

上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用實用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實用新型不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的揭示，不脫離本實用新型范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。