基于動力學與熱力學模型耦合的平流層飛艇上升段航跡研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,平流層飛艇展現(xiàn)出了巨大的應用價值,受到了人們的廣泛關注。平流層飛艇工作在平流層,能夠在特定區(qū)域上空長時間駐留。同時,平流層飛艇具有較大的載荷能力、較強的生存能力、較低的費用等特點,可以利用平流層飛艇對特定區(qū)域進行監(jiān)視、通信及區(qū)域預警。
  平流層飛艇上升過程是比較復雜的。在平流層飛艇上升過程中,外界大氣環(huán)境會發(fā)生較大的變化,外界環(huán)境的變化影響平流層飛艇上升過程的受力情況,同時也影響平流層飛艇與外界環(huán)境的熱量交換,因此,需要

2、考慮平流層飛艇動力學與熱力學的耦合模型來研究平流層飛艇上升段航跡。本文研究的內容分為三個方面:
  第一,建立了平流層飛艇上升段動力學與熱力學模型。動力學模型反映了平流層飛艇上升段受力情況,熱力學模型反映出外界環(huán)境中太陽輻射、紅外輻射及對流換熱對平流層飛艇的影響。
  第二,依據(jù)平流層飛艇上升段模型,通過對比平流層飛艇上升過程中考慮不同的熱模型、改變平流層飛艇起飛時間、蒙皮材料的比熱容及蒙皮材料對太陽直接輻射的吸收率,研究平

3、流層飛艇上升段特性。仿真結果表明:考慮復雜的熱模型后,平流層飛艇的蒙皮、主副氣囊中氣體溫度下降明顯,超冷現(xiàn)象較為嚴重,上升所用的時間較長;改變平流層飛艇起飛時間,發(fā)現(xiàn)太陽直接輻射對平流層飛艇上升過程影響較大;改變蒙皮材料的性質,發(fā)現(xiàn)蒙皮材料的性質在平流層飛艇上升過程中起著重要的作用,同時選擇蒙皮材料是設計平流層飛艇時要重點考慮的一個因素。
  第三,基于平流層飛艇的動力學與熱力學模型,以上升時間最短為性能指標,利用Guass偽譜法

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