محسن رستمی - مدرس، دانشگاه امام علی(ع)، تهران، ایران
مجتبی دهقان منشادی - دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر شاهین شهر اصفهان، ایران.

پیل سوختی سیستمی است که انرژی شیمیایی سوخت و اکسید کننده را به طور مستقیم و بدون اینکه اثرات مضری بر محیط زیست (آلاینده های هوا) داشته به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. برای هواپیماهای بدون سرنشین با مداومت پروازی بالا در ارتفاعات مختلف، عملکرد سیستم پیل سوختی پلیمری (PEM) به عنوان واحد اصلی تامین توان الکتریکی مورد نیاز سیستم پیشرانش هواپیمای بدون سرنشین از اهمیت ویژهای برخوردار است. در این مقاله تاثیر بکارگیری هوای محیط در ارتفاعات مختلف بر عملکرد استک پیل سوختی پلیمری مورد ارزیابی قرار میگیرد و معادلات حاکم بر دبی جرمی جریان هوا و اکسیژن مورد نیاز استک پیل سوختی پلیمری توسعه داده میشود. همچنین، تاثیر ارتفاعات پروازی بالا و میزان هوای مصرفی مورد نیاز به منظور تامین توان الکتریکی سیستم پیشرانش هواپیمای بدون سرنشین با سیستم پیشرانش الکتریکی تحلیل میشود؛ سپس معادلات حاکم بر میزان هوا و سوخت مورد نیاز استک پیل سوختی پلیمری توسعه داده می شود. همچنین مفاهیم مرتبط با عملکرد پیل سوختی پلیمری در ارتفاع بالا و راه حل های فنی مختلف پیشنهاد شده است. انواع مختلف کنترلر تناسب (P)، تناسب-انتگرال (PI) و تناسب-انتگرال-مشتق (PID) برای معرفی زمان بندی پاسخهای زمانی مختلف برای تعیین مناسب ترین گزینه میان واکنش سریع سیستم پیل سوختی پلیمری در مقابل توان الکتریکی مورد نیاز سیستم پیشرانش هواپیمای بدون سرنشین و مصرف واکنشدهنده های سیتم پیل سوختی معرفی و ارزیابی میشود که منجر به بهینه سازی مصرف هوای مورد نیاز مدل سیستم پیل سوختی پلیمری مورد استفاده در هواپیماهای بدون سرنشین در ارتفاعات پروازی بالا می گردد.

سیستم پیل سوختی پلیمری، ارتفاعات پروازی بالا، مداومت پروازی بالا، کنترلر PID، هواپیمای بدون سرنشین.