МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО БАРРАЖИРОВАНИЯ ВЫСОТНОГО ДИРИЖАБЛЯ НАД ЗАДАННОЙ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ТОЧКОЙ

Решение задачи оптимизации параметров беспилотного высотного дирижабля и его энергосистемы с целью получения максимальной продолжительности барражирования над заданной географической точкой требует эффективного сравнительного анализа применимости солнечной инсоляции в качестве основного источника энергии для силовой установки при различных высотных, широтных, сезонных и ветровых условиях. Наличие большого количества входных параметров при проектировании такого аппарата приводит к выводу о необходимости применения универсальных удельных энергетических характеристик высотного дирижабля и его энергоустановки для упрощения анализа и оценки эффективности технических решений. Основным фактором, определяющим потребляемую мощность силовой установки, является скорость ветрового потока над заданной точкой барражирования. Известно также, что наиболее доступным источником для длительного энергообеспечения является солнечная энергия. В большинстве случаев анализ решений сводится к оценке соотношения воздействия на высотный дирижабль двух природных явлений, солнечной энергии и энергии ветрового потока, для чего и была создана упрощенная модель высотного дирижабля, которая также может быть применена и к самолету на солнечной энергии. В работе в качестве основного показателя выбрано отнесенное к единице массы летательного аппарата значение мощности располагаемой и потребной. Располагаемая мощность определяется для любой географической точки с параметрами широта, высота, сезон (день года). Потребная мощность определяется высотой полета, скоростью и направлением ветра. Сравнивая значения удельных характеристик в пространственно-временных координатах, можно провести эффективный анализ избытка или недостатка располагаемой солнечной энергии для заданной географической зоны барражирования, для различных высот и дней года. Применяя отнесенные к взлетной массе летательного аппарата показатели, мы имеем возможность также выделить и оценить необходимую размерность летательного аппарата для реализации длительного барражирования в заданной точке пространства.

1. Маврицкий В.И., Редькин А.В. Перспективы и возможности создания высотных аэростатических платформ – носителей телекоммуникационного и другого целевого оборудования // Труды ЦАГИ. 2009. Вып. 2682. С. 3–9.

2. Stavros P. Androulakakis. Status and Plans of High Altitude Airship (HAA) Program. AIAA Lighter-Than-Air Systems Technology (LTA) Conference 25–28 March 2013, Daytona Beach, Florida.

3. Редькин А.В. Оптимизация параметров комбинированной системы энергоснабжения беспилотного высотного дирижабля для длительного барражирования в северных широтах // Техника воздушного флота. 2015. № 3–4(720–721). С. 58–65.

4. Грумондз В.Т., Семенчиков Н.В., Яковлевский О.В. Аэромеханика дирижабля. М.: Наука, 2017. 424 с.

5. Grant E.C., Leland M.N. Fundamentals of Aircraft and Airship Design. AIAA education series. 2013.

6. Фомина Н.Н. Атлас форм корпусов дирижаблей // Труды ЦАГИ. 1935. Вып. 238.

7. Семенов В.А. Механика свободного аэростата. М.: ВВИА им. проф. Жуковского, 1959.

8. Фитенгольц Г.М. Основы математического анализа. М.: Наука, 1968.

9. Schmidt D.K., Stevens J., Roney J. Near-space station-keeping performance of a large high-altitude notional airship: preprints. Atmospheric Flight Mechanics Conference and Exhibit. Keystone, CO: Amer. Inst. Of Aeronautics and Astronautics, 2006.

10. Бугаева И.В. Велопауза и режим летней стратосферной циркуляции. Л.: Гидрометиздат, 1969. 98 с.