[发明专利]太阳能无人飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种利用太阳能作为驱动能量来源的飞行器。

背景技术

我们见到在空飞翔的飞行装置有各种各样，如风笋、滑翔机、直升机、充气飞艇等，它们飞行的动力来源也各有不同，风笋飞行的动力来源于人的拉力；滑翔机飞行的动力来源于自身重力势能的变化，把滑翔机安装了燃油引擎就变成了一般的固定翼飞机；充气艇飞行的动力是风力或安装的燃油引擎；直升机的动力来源于燃油动力；有很多的玩具飞机或遥控飞机由蓄电池电力驱动；还有动力更持久的核动力飞机，但这样的飞机很少进入实用。能利用最清洁、最持久的免费能源的飞机是风力飞机或是太阳能飞机，我们见到的充气飞艇就是风力动力飞机，但这样的飞机缺点是不能由人随意控制飞行的方向，只能随风而飘；太阳能飞机能克服风力飞机的缺点能由人随意控制飞行的方向。

   近年来，由于远程遥控技术的发达，远程遥控无人机成为各国的重要科研项目，特别是利用太阳能作力动力的无人飞行器更是各国争先研究的重要军事飞机，人们都想利用太阳能的能量的持久、清洁、无声、无强红外线的优点应用于军事侦察无人机。现今出现公开的太阳能飞行器一般都是把太阳能转化成电能后利用电力驱动螺旋桨推动飞行器前进，这样的一套太阳能电能转化装置占了很大的重量，加上电动引擎的重量，飞行器飞行时几乎不能再承载其它设备，这样的太阳能飞行器难以维持自身飞行，没有利用价值。     

发明内容

利用太阳能虽然持久稳定，但是单位面积内的太阳能量不多，把太阳能应用于飞行装置，必须要用最简单结构装置达到把太阳能转化成动能的目的，本人发明的太阳能飞行器结构简单、太阳能量转化率高、承载量大，是最好的无人太阳能飞行器。

太阳能无人飞行器解决问题所采取的技术方案是：太阳能无人飞行器由多个扁形太阳能空气加热仓组合构成，每个空气加热仓上部为粗糙黑色的太阳光能吸收板，能吸收太阳光热能对仓内空气加热，空气加热仓前部有空气压缩入口、后部有空气喷射出口，从前面压缩入口进入的低温空气在空气加热仓内被加热后增大了压强从后部的喷射出口喷射出去，喷射的反推力推动飞行器前进。

一定质量的空气的体积随温度的变化很大很明显，我们向一个黑色的橡胶气球内打入空气，然后把这个橡胶气球置于太阳光的照射下，这个黑色橡胶气球很快就膨胀起来，增大体积非常明显。我们用温度计对膨胀的黑色橡胶球内的空气进行测量，发现橡胶球内的空气温度比外部的空气温度高，这就是橡胶球膨胀的原因，但是，外部的空气一样受到太阳光的照射，为什么会出现这样的结果呢？原来，空气是无色、透明、没有形状的流动体，但是空气也是有一定质量的物质，这种物质在吸收热量的同时也在向外释放能量，当空气这种物质受到了太阳光的照射，但由于其是透明体，它在单位时间内吸收的只是很少的一部分太阳光能，它吸收的能量有时难以填补被释放的能量，于是空气的温度并没有升高或升高非常缓慢。置于黑色橡胶球中的空气就不同样了，黑色的橡胶表面能吸收到达其表面的大部分太阳光的能量引起温度的很快升高，高温的橡胶把热量传递给内部的空气，引起内部空气温度也随着升高，体积发生膨胀。这么简单的装置就能捕获太阳光的能量对橡胶壁压迫膨胀，如果我们能模仿这个装置的结构原理应用于无人飞行器，将产生重大的意义，这样的太阳能无人飞行器将舍弃电力转化方式所有一切复杂的结构和重量，实现更持久、承载量更大的飞行。

太阳能无人飞行器有多个扁形空气加热仓，这多个扁形空气加热仓组合构成一个尖扁状的飞行器，每个扁形空气加热仓前面有进气口、后面有出气口，这个太阳能无人飞行器在空中行走时不断时从前面吸进低温空气，吸进的空气在加热仓内被加热产生增压后从后部的喷射口喷射出去。太阳能无人飞行器中的每个空气加热仓模仿黑色橡胶球的原理，为黑色的空气受光加热膨胀仓，但是，空气加热仓的仓壁却比橡胶壁更有韧性、不易于被扩张，底度还有隔热材料层，使内部的热量难以向下部散失，这样，进入仓内的空气受热膨胀只能从后部的喷射口高速喷射出去，这种喷射产生了我们所需要的动力。

太阳能无人飞行器的有益效果是：太阳能无人飞行器利用多个空气加热仓组合成飞行器，每个空气加热仓利用太阳光的照射对进入的相对低温的空气进行加热，产生内部气体气压的增大，从后部的出口产生高速喷射气流作为飞行的动力，能量转化装置直接、简单、重量轻、能实现利用太阳能持久地飞行、承载量大、具有重要的军事、民用意义。

附图说明