Σχεδιασμός ηλιακού ανεμόπτερου
Date Issued
May 2025
Author(s)
Advisor
Abstract
Η παρούσα πτυχιακή εργασία επικεντρώνεται στον σχεδιασμό, την αεροδυναμική προσομοίωση και την ενεργειακή αξιολόγηση ενός αυτόνομου ηλιακού ανεμοπτέρου, με στόχο την επίτευξη μέγιστης πτητικής αυτονομίας και λειτουργικής σταθερότητας υπό μεταβαλλόμενες συνθήκες. Η μελέτη ξεκινά με τη γεωμετρική σχεδίαση της πτέρυγας και της ατράκτου, λαμβάνοντας υπόψη παραμέτρους όπως η επιφάνεια πτερύγων, η κατανομή μάζας και η συμβατότητα με φωτοβολταϊκά στοιχεία. Ακολουθεί ανάλυση μέσω υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (CFD) για την πρόβλεψη της αεροδυναμικής συμπεριφοράς του ανεμοπτέρου, με ιδιαίτερη έμφαση στον ρόλο της γωνίας πρόσπτωσης στην παραγωγή άνωσης και αντίστασης.
Η εργασία εξετάζει τη σχέση της ταχύτητας πτήσης με την αεροδυναμική απόδοση, αναδεικνύοντας τις επιπτώσεις της στην απαιτούμενη ισχύ και κατανάλωση ενέργειας. Παράλληλα, πραγματοποιείται ενεργειακή ανάλυση με βάση την αποθηκευμένη ενέργεια της μπαταρίας, προκειμένου να υπολογιστεί η αυτονομία πτήσης σε περιβάλλοντα χωρίς ηλιακή ακτινοβολία. Μέσω των αποτελεσμάτων, διαπιστώνεται ότι ο ορθός καθορισμός της βέλτιστης ταχύτητας και της γωνίας πτήσης είναι καθοριστικός για τη μείωση της οπισθέλκουσας και την αύξηση της διάρκειας πτήσης.
Συμπερασματικά, η εργασία αποδεικνύει ότι η επιτυχής υλοποίηση ενός ηλιακού ανεμοπτέρου απαιτεί την ενσωμάτωση της γεωμετρικής, αεροδυναμικής και ενεργειακής σχεδίασης σε ένα ενιαίο, βελτιστοποιημένο σύστημα. Η ηλιακή ενέργεια αξιοποιείται όχι μόνο ως πηγή ισχύος, αλλά ως βασική συνιστώσα του συνολικού σχεδιασμού, ενισχύοντας τη βιωσιμότητα και την επιχειρησιακή ευελιξία του UAV.
Η εργασία εξετάζει τη σχέση της ταχύτητας πτήσης με την αεροδυναμική απόδοση, αναδεικνύοντας τις επιπτώσεις της στην απαιτούμενη ισχύ και κατανάλωση ενέργειας. Παράλληλα, πραγματοποιείται ενεργειακή ανάλυση με βάση την αποθηκευμένη ενέργεια της μπαταρίας, προκειμένου να υπολογιστεί η αυτονομία πτήσης σε περιβάλλοντα χωρίς ηλιακή ακτινοβολία. Μέσω των αποτελεσμάτων, διαπιστώνεται ότι ο ορθός καθορισμός της βέλτιστης ταχύτητας και της γωνίας πτήσης είναι καθοριστικός για τη μείωση της οπισθέλκουσας και την αύξηση της διάρκειας πτήσης.
Συμπερασματικά, η εργασία αποδεικνύει ότι η επιτυχής υλοποίηση ενός ηλιακού ανεμοπτέρου απαιτεί την ενσωμάτωση της γεωμετρικής, αεροδυναμικής και ενεργειακής σχεδίασης σε ένα ενιαίο, βελτιστοποιημένο σύστημα. Η ηλιακή ενέργεια αξιοποιείται όχι μόνο ως πηγή ισχύος, αλλά ως βασική συνιστώσα του συνολικού σχεδιασμού, ενισχύοντας τη βιωσιμότητα και την επιχειρησιακή ευελιξία του UAV.
File(s)![Thumbnail Image]()
Name
KP_BSC_2025-abstract.pdf
Size
149.74 KB
Format
Adobe PDF
Checksum (MD5)
11c9f8c1c348d4d58253c72385ad07b4