مهدی مرتضوی - تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی هوافضاء
شهاب قربانی - تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی هوافضاء
زهرا صمدی خوشخو - تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی هوافضا،

استفاده از هواپیماهای سلول خورشیدی در ماموریت های مختلف نظامی و غیر نظامی به شدت رو به افزایش است. پرنده های سلول خورشیدی به جهت تامین توان مورد نیاز از انرژی خورشیدی با طراحی مناسب می توانند س اعت ها و یا ماهها پرواز کنند. روند طراحی این هواپیماها نسبت به هواپیماهای متداول، تفاوت هایی اساسی دارد و وابسته به پارامترهای مختلف ماموریت، ارتفاع پروازی، زمان پرواز در طول سال، عرض جغرافیایی منطقه پروازی، مشخصات وزنی و توانی محموله، بازدهی سلول های خورشیدی و پیل های سوختی است. در این مقاله، روندی برای طراحی مفهومی هواپیمای مجهز به سلول خورشیدی و پیل سوختی متانسب با الزامات ماموریت و محموله توسعه داده شده و در قالب یک نرم افزار در محیط GUI متلب ارایه شده است. در این راستا پس از محاسبه انرژی خورشید در بحرانی ترین شرایط پروازی در طی ماموریت، بسته به بازده سلول خورشیدی و پیل سوختی، سطحی از توان به واحد مساحت که امکان برقراری توازن بین انرژی ذخیره شده در روز و دردسترس برای شب را تامین می کند محاسبه شده و مبنای طراحی قرار می گیرد. با تخمین وزن و توان مورد نیاز پرنده جهت پرواز کروز در ارتفاع مشخص، پارامتر عملکردی CD / Cl3/2 محاسبه می شود. سپس با تعیین نسبت منظری بال، پارامتر مذکور در مساحتهای مختلف بال محاسبه شده و با پارامتر CD / Cl3/2 که از آیرودینامیک پرنده به دست می آید در یک نمودار ترسیم می شود. محل تلاقی این دو نمودار به عنوان نقطه طراحی که الزامات پرواز و آیرودینامیک را به طور همزمان تامین می کند در نظر گرفته می شود. سپس وزن و مشخصات هندسی پرنده با توجه به این نقطه مبنا محاسبه می شود. نرم افزار طراحی ش ده با روند فوق الذکر با طراحی یک هواپیمای سلول خورشیدی با مداومت پروازی یک سال و ارتفاع کروز 65 هزار پا و محموله با وزن و توان 200 پوند و 200 وات صحت سنجی شده و اعتبار روش طراحی و نرم افزار تهیه شده را تایید می کند

نرم افزار طراحی، هواپیمای سلول خورشیدی، انرژی خورشیدی، GUI متلب