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定點滯空飛艇

2011/02/09 | 未分類 |

Original publish date:Apr 06, 2005

編輯 HCC 報導

美國普渡大學研究團隊正在研發能夠停留於65,000 呎高空與地球同步運轉的充氦飛艇,預期飛艇可定點滯空一年,進行監視、內陸安全維護、飛彈防禦與氣象預測等。

研究團隊來自電機計算機工程、核子工程與航空太空工程三個學系的師生。此研究計劃的關鍵技術包括提供飛艇動力的太陽電池、先進燃料電池;在勁風狀況仍能保持載具穩定的氣動力設計與控制系統;以及能模擬載具性能的電腦模擬軟體。

正在進行中的工作包含設計乙部不斷提供推力以修正飛艇方向的艇外電動馬達,而且計劃中的無人飛艇期望每次任務能滯空一年,所以需要能供應一年電力需求的能源系統,能源系統包括光電電池與燃料電池。飛艇部分蒙皮覆蓋的光電電池,於白天能將陽光轉為電力,所供應的電力用來驅動飛艇,並且將水分解成氫氣與氧氣。於夜間,光電電池無法作用,則利用功率高達500千瓦的再生式燃料電池將氫氣與氧氣結合發電,同時產生水。能源系統與通訊、監測設備以及電動馬達等之間的供需互動關係必須非常清楚,例如疾風使得飛艇突然揚首,此時馬達立刻需要動力以維持飛艇的位置,是故得了解此種突然的動力(電力)需求對其他系統的影響,因此需要一個能模擬燃料電池性能的數學模式。

研究團隊也正在發展能找出飛艇尺寸以及其他設計參數的數學模式,模式必須能決定在一定酬載、高度與風速等條件下,飛艇的性能以及所需要的功率。其他的工藝挑戰尚包括能夠抗超紫外線輻射的蒙皮材料,另外還要考量由於溫度的變化會加熱與冷卻氦氣,導致飛艇高度會隨著溫度而變化。

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