Розробка концепції безпілотного літального апарату літакового типу для безпосадкового навколосвітнього польоту.
Автор: Наконечний Максим Петрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Авіаційні інформаційні системи та комплекси
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Об’єкт дослідження – процес створення та експлуатації безпілотного літального апарата (БПЛА) з використанням сучасних технологій для забезпечення тривалого автономного польоту в межах навколосвітньої місії. Предмет дослідження – конструктивні, енергетичні та технічні особливості безпілотного літального апарата, зокрема використання сонячних панелей, сучасних композитних матеріалів і акумуляторних систем для забезпечення енергоефективності та надійності роботи БПЛА. Мета дослідження – розробка техніко-економічно обґрунтованої конструкції безпілотного літального апарата, що забезпечує можливість тривалого автономного польоту з використанням сучасних технологій енергопостачання та матеріалознавства для виконання навколосвітньої місії. Магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню та розробці концепції технічних рішень для створення безпілотного літального апарата (БПЛА), здатного здійснювати тривалий автономний політ завдяки використанню сонячної енергії. У роботі проведено аналіз сучасного стану та перспектив розвитку енергетичних систем для авіації, що базуються на сонячних панелях і акумуляторах. Особливу увагу приділено аналізу факторів середовища, які впливають на енергетичну ефективність та тривалість польоту. Розглянуто конструктивні особливості апаратів, що працюють на сонячній енергії, зокрема обрано сучасні типи сонячних панелей (GaAs, перовскітні, тонкоплівкові) та акумуляторів (літій-залізо-фосфатні з кремнієвими нанодротами). Проведено порівняльний аналіз технічних рішень з акцентом на забезпечення стабільності енергозабезпечення під час нічних польотів і зниження ваги конструкції. Розроблено методику оптимізації параметрів фюзеляжу, крил і енергетичних систем для досягнення максимальної автономності та ефективності. Запропоновано способи запуску БПЛА, зокрема оцінено переваги і недоліки запуску зі злітно-посадкової смуги та використання літака-носія. Виконано економічний аналіз розробки та експлуатації системи, розраховано витрати на проектування та потенційну окупність апарата. Метою роботи є розробка рекомендацій щодо вибору конструктивних і енергетичних рішень для створення автономного БПЛА, здатного виконувати тривалі польоти на великих висотах. Основними завданнями були аналіз технологій, розробка концепції конструкції та визначення економічної доцільності впровадження подібних апаратів. Результати дослідження мають значний практичний потенціал для розробки енергоефективних і екологічно чистих літальних апаратів, придатних для виконання завдань моніторингу, зв’язку та наукових досліджень. Запропоновані технічні рішення відповідають сучасним вимогам сталого розвитку та інноваційного підходу в авіаційній інженерії. Ключові слова: автономний політ, сонячна енергія, енергоефективність, БПЛА, інноваційні технології. Перелік використаних джерел. 1. Green, M. A., Hishikawa, Y., Dunlop, E. D., Levi, D. H., & Yoshita, M. (2022). Solar cell efficiency tables (Version 60). Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 2. Luque, A., & Hegedus, S. (Eds.). (2011). Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. Wiley. 3. Nelson, J. (2003). The Physics of Solar Cells. Imperial College Press. 4. Chang, R. (2018). Lightweight structures and their use in high-altitude UAVs. Materials Today: Proceedings. 5. Freundlich, A., & Niquet, Y. M. (2014). Recent advances in GaAs solar cells for space applications. Semiconductor Science and Technology. Реферат Наконечний М.П., Процик В.І.(керівник). Розробка концепції безпіл