Увеличат ли сопротивление солнечные панели на крыле самолета?

Если небольшой БПЛА (размах крыльев <2 м) должен быть оснащен солнечными панелями на крыльях, чтобы иметь больше доступной энергии, приведет ли добавление этих панелей к увеличению коэффициента аэродинамического сопротивления и, следовательно, аэродинамического сопротивления самолета?

Хотя для определения точного изменения сопротивления потребуются испытания в аэродинамической трубе, можно ли теоретически предвидеть изменение сопротивления из-за этих солнечных панелей? Кроме того, приведет ли минимальное изменение толщины поверхности из-за панелей к тому же самому?

Толщина солнечной панели составляет порядка микрометров.

О каких солнечных панелях вы думаете? Конечно, если они не такие гладкие, как крыло, они добавят сопротивления. Поместив их под прозрачный материал, повторяющий форму аэродинамического профиля, вы предотвратите эту проблему.
Я имею в виду солнечные элементы на основе монокристаллического кремния, которые довольно гладкие. Они действительно будут повторять форму аэродинамического профиля. Я хочу знать, насколько увеличится сопротивление по сравнению со значениями сопротивления, полученными с помощью программного обеспечения для моделирования, такого как XFLR5?
Под добавлением сопротивления вы также имеете в виду индуктивное сопротивление, которое будет сопровождаться наличием более тяжелых крыльев? При условии, конечно, что это утяжелит крылья...
Я в первую очередь имел в виду паразитарное сопротивление. Я не рассматривал возможность индуктивного сопротивления, так как добавление веса было бы минимальным. Более того, не уменьшится ли коэффициент подъемной силы, что, в свою очередь, уменьшит индуктивное сопротивление?
Это будет зависеть от конструкции аэродинамического профиля. Но если аэродинамический профиль останется неизменным, а вес увеличится, угол атаки придется увеличить, чтобы справиться с этим. И это увеличит индуктивное сопротивление, так что... Но если разница в весе минимальна, я бы не стал об этом беспокоиться.
Спасибо за ваши идеи! Что бы вы сказали об изменении паразитного сопротивления, если оно вообще произошло?
Вам нужно быть более конкретным. Если контур аэродинамического профиля и поверхность не изменяются, сопротивление не изменится. Вес здесь роли не играет (и в любом случае в вопросе недостаточно информации, чтобы учесть множество факторов, которые могли бы сыграть роль).
Солнечная панель размещается на поверхности крыла. Естественно, он будет повторять контур крыла. Толщина панели составляет порядка микрометров, поэтому будет присутствовать микроскопическое изменение толщины аэродинамического профиля. Основываясь на этой информации, можно ли сделать вывод, что паразитное сопротивление увеличится, вот мой вопрос.
Обратите внимание, что количество энергии, полученное таким образом, будет незначительным для любого летательного аппарата, кроме планера - около 250 Вт/м^2. Этого достаточно, чтобы управлять сверхэффективным автомобилем, например, в «World Solar Challenge».

Ответы (1)

Нет, если предположить , что геометрия крыла и коэффициент трения материала о поверхность крыла не меняются. Таким образом, замена секции обшивки из алюминия или углеродного волокна на крыле на секцию из плексигласа или силикатного стекла, под которой вы поместите солнечные элементы, при прочих равных условиях окажет незначительное влияние на сопротивление.

Однако, делая что-то подобное, все остальные вещи не обязательно равны. Во-первых, граница между нормальным материалом кожи и солнечным элементом не может быть идеально плавным переходом; при некотором увеличении будет заметен шов, который будет отражать увеличение «шероховатости» поверхности с солнечными элементами по сравнению с без. Хотя он не равен нулю, он, вероятно, незначителен, если части крыла хорошо подогнаны.

Во-вторых, вероятно, произойдет изменение массы при удалении тонкого слоя алюминия, углеродного волокна или полимерной оболочки и замене его плексигласом с солнечными элементами под ним (плюс силовая проводка, преобразователи и другие дополнительные компоненты, которые в противном случае не потребовались бы). существовать). Классически это не влияет на сопротивление, но меняет расчеты импульса, которые влияют на то, насколько сильно сопротивление имеет значение, а также, как было сказано, более тяжелые массы требуют более высоких углов атаки для увеличения подъемной силы и противовеса, что увеличивает индуктивное сопротивление как эффективное. форма аэродинамического профиля, разрезающего воздух, изменяется, чтобы обеспечить большее поперечное сечение. Моменты напряжения крыла также будут затронуты, поскольку изменилось распределение веса самолета между фюзеляжем и крыльями,

Наконец, будет ненулевая разница в шероховатости поверхности между большей частью обшивки или оболочки и солнечными элементами. Например, матовое покрытие, которое есть у некоторых самолетов, по определению является грубым, чтобы обеспечить различные отражающие плоскости для рассеивания света. Вам нужна тщательно отполированная поверхность солнечных элементов, чтобы свести к минимуму потери энергии через внешний слой. Даже если большая часть самолета хорошо отполирована, есть разница в том, насколько хорошо полируют различные материалы; чем тверже поверхность, тем легче ее отполировать.

Увеличат ли сопротивление солнечные панели на крыле самолета?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v