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Evaluating the Energy Balance of High Altitude Platforms at Early Design Stages

Schopferer, Simon und Brizon, Mathilde und Liersch, Carsten M. und Froese, Sarah (2016) Evaluating the Energy Balance of High Altitude Platforms at Early Design Stages. In: 2016 International Conference on Unmanned Aircraft Systems, ICUAS 2016, Seiten 170-177. ICUAS, 2016-06-09 - 2016-06-10, Arlington, VA, USA. doi: 10.1109/ICUAS.2016.7502577.

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Offizielle URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=7502577

Kurzfassung

High altitude platforms, also known as pseudosatellites, are envisioned as unmanned aircraft flying at altitudes above 15 km to provide observation, remote sensing or communication services. A challenging yet recurring requirement for such aicraft is to be able to perform long-endurance missions over multiple days or even weeks. A sophisticated onboard energy management system including solar panels and batteries is needed to achieve this. The energy balance of such an aircraft depends on many factors which should be considered in the design process. In this work, we propose a systematic approach to evaluate the energy balance of high altitude platform designs for specific mission scenarios. This approach can be employed at very early design stages and incrementally extended to follow the design process. We demonstrate the methodology with an exemplary parameter study for a generic fixed-wing aircraft. In particular, the impact and correlations of the mission latitude, wind conditions, flight trajectory optimization, sizing of the platform and solar panel coverage of the main wing was evaluated. A key result is that battery mass can be reduced significantly, especially for missions at high latitudes, by optimizing the holding pattern that is flown throughout the mission or by increasing the solar panel coverage. Generally, the results indicate that the method allows to evaluate missionspecific effects on the energy balance of high altitude platforms.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/105286/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Evaluating the Energy Balance of High Altitude Platforms at Early Design Stages
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schopferer, Simonsimon.schopferer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brizon, Mathildemathilde.brizon (at) gmail.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liersch, Carsten M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Froese, Sarahsarah.froese (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 Juni 2016
Erschienen in:2016 International Conference on Unmanned Aircraft Systems, ICUAS 2016
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/ICUAS.2016.7502577
Seitenbereich:Seiten 170-177
Status:veröffentlicht
Stichwörter:High Altitude Platforms, Solar Powered Aircraft, Unmanned Aircraft Design
Veranstaltungstitel:ICUAS
Veranstaltungsort:Arlington, VA, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:9 Juni 2016
Veranstaltungsende:10 Juni 2016
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Systeme und Kabine (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugsystemtechnik > Unbemannte Luftfahrzeuge
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Transportflugzeuge
Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Faserverbundtechnologie
Hinterlegt von: Schopferer, Simon
Hinterlegt am:19 Jul 2016 15:02
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:10

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