基于能量平衡的平流层飞艇推进系统建模与优化设计

摘要：

为了在平流层飞艇推进系统高效率和轻质量需求的矛盾之中取得平衡,提出基于能量平衡的平流层飞艇推进系统建模与优化设计方法.利用试验设计和代理模型技术分别建立了高空电动机、螺旋桨的主要设计参数与其效率和质量的代理模型.建立了包含太阳能电池和储能电池的飞艇能源系统质量计算模型.以整系统能量平衡和推阻平衡为约束,以推进与能源系统总质量最小为目标,借助多岛遗传算法构建了飞艇推进系统优化设计数学模型.对某型平流层飞艇推进系统进行了优化设计,结果表明:优化后的推进系统效率提升了23％,推进与能源系统总质量降低了340kg,验证了该平流层飞艇推进系统建模与优化设计方法的可行性和应用价值.

关键词：平流层飞艇、推进系统、试验设计、代理模型、多岛遗传算法、能量平衡、优化设计

所属期刊栏目：35

分类号：V221(飞机构造与设计)

资助基金：中国博士后基金2019TQ321

在线出版日期：2020-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1918-1926