临近空间无人机和新能源无人机.pdf

宇航学院 宇航推进系 无人机系统概论（八） 临近空间无人机和 临近空间无人机和 新能源无人机 新能源无人机 First version: 04/25/2010; Last updated: 04/26/2010 © Wang Changhui / BUAA 宇航学院 宇航推进系 8.1 临近空间飞行器 8.1.1 临近空间的特点 8.1.1 临近空间的特点 宇航学院 宇航推进系 大气结构 －大气压强、温度分布是连续 的，为研究根据特点分层； －对流层（地面～13km）； －平流层（13km～55km）； －中间层（55km～90km）； －热 层（90km～800km）； －散逸层（800km～）。 20km以下占大气90％； 50km以下占大气99.9％； 100km以上占0.0004％。 对流层降低10oC／km 8.1.1 临近空间的特点 8.1.1 临近空间的特点 宇航学院 宇航推进系 临近空间 －高度为20km～100km的地球大气空间。 特点－  介于飞机高度的上限（约20km）和卫星轨道下限（约100km）之间；  分层：大部分平流层（13～55km）＋中间层＋部分热层（90～ 800km）； 8.1.1 临近空间的特点 8.1.1 临近空间的特点 宇航学院 宇航推进系 3. 气温、气压、气象等环境恶劣； 4. 现有飞行器只能穿越，但无法自由飞行的区间； 5. 有臭氧、紫外线，对材料的影响严重； 6. 临近空间可细分：低层（20～30km） ；中层（30～70km） ；高层 （70～100km）。 8.1.2 临近空间飞行器 8.1.2 临近空间飞行器 宇航学院 宇航推进系 临近空间飞行器 －能持久稳定运行于临近空间执行任务的各种飞行器。 分类－  按升力产生原理分：轻于空气，靠浮力悬浮的高空飞艇；重于空气， 与空气相对运动产生升力的高空飞机。有的飞行器是升浮一体。  按飞行速度分：低速临近空间飞行器；高速（超声速、高超声速）临 近空间飞行器。 8.1.2 临近空间飞行器 8.1.2 临近空间飞行器 宇航学院 宇航推进系 军事应用特点－  较高的安全性；  持久稳定地运行在高空；  地面覆盖优势明显；  可实现快速响应。 8.1.3 美国的临近空间飞艇 8.1.3 美国的临近空间飞艇 宇航学院 宇航推进系 洛克希德－马丁公司的HAA飞艇 1. 飞艇长约153m ,最大直径约49m ,容积150000m3； 2. 采用柔韧的多层纤维复合材料,艇内充氦气； 3. 两侧各有2 台电动螺旋桨发动机； 4. 表面安装薄膜太阳能电池，除提供部分动力外,还可另外提供大约10kW 的输 出功率。配有可再生氢氧燃料电池,以备晚间或紧急情况下的动力需要； 5. 飞艇最多可以搭载包括监视雷达、红外传感器、通信设备等大约118t载荷； 8.1.3 美国的临近空间飞艇 8.1.3 美国的临近空间飞艇 宇航学院 宇航推进系 被洛克希德－马丁公司竞标击败的高空飞艇方案 6. 2003年9月29日,导弹防御局选择洛马公司作为该飞艇的承包商,投入4000万 美元； 7. 2004年11月30日,美国国防部批准HAA飞艇计