Os painéis solares na asa de uma aeronave aumentariam o arrasto?

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Se um UAV de pequena escala (envergadura < 2 metros) fosse equipado com painéis solares nas asas para ter mais potência disponível, a adição desses painéis causaria um aumento no coeficiente de arrasto e, conseqüentemente, arrasto da aeronave?

Embora o teste do túnel de vento seja necessário para determinar a mudança exata no arrasto, pode-se antecipar teoricamente uma mudança no arrasto por conta desses painéis solares? Além disso, a variação mínima na espessura da superfície por conta dos painéis resultará no mesmo?

A espessura do painel solar é da ordem de micrômetros.

    
por Pranav 24.06.2015 / 18:51

1 resposta

Não, assumindo a geometria da asa e o coeficiente de atrito do material na superfície da asa não se alteram. Então, trocar uma seção de pele de fibra de carbono ou alumínio na asa por uma seção de acrílico ou vidro de silicato sob o qual você coloca as células solares, todas as outras coisas sendo iguais, terão um efeito insignificante na resistência.

No entanto, fazendo algo assim, todas as outras coisas não são necessariamente iguais. Em primeiro lugar, a fronteira entre o material normal da pele e a célula solar não pode ser uma transição suave e perfeita; em algum nível de ampliação, haverá uma costura perceptível que refletirá como um aumento na "rugosidade" da superfície com células solares em comparação com as sem. Embora diferente de zero, é provavelmente insignificante se as partes da asa estiverem bem ajustadas.

Segundo, provavelmente haverá uma mudança na massa ao remover uma fina camada de alumínio, fibra de carbono ou revestimento de polímero e substituí-la por acrílico por células solares (além da fiação elétrica, conversores e outros componentes adicionais que, de outra forma, precisa existir). Classicamente, isso não tem efeito sobre o arrasto, mas mudará os cálculos de momento que afetam o quanto o arrasto importa, e também como foi dito, massas mais pesadas requerem ângulos de ataque maiores para aumentar o levantamento e o contrapeso, o que aumenta o arrasto induzido a forma do aerofólio cortando o ar muda para apresentar uma seção transversal maior. Os momentos de estresse da asa também serão afetados à medida que a distribuição de peso do plano entre a fuselagem e as asas mudou, e isso pode alterar a quantidade de diédricos efetivos devido ao carregamento das asas sob várias condições.

Por último, haverá uma diferença diferente de zero na rugosidade da superfície entre a maior parte da pele ou do invólucro e das células solares. Por exemplo, um acabamento fosco, como alguns aviões têm, é por definição, para fornecer diferentes planos refletivos para dispersar a luz. Você quer uma superfície altamente polida nas células solares para minimizar a perda de energia através da camada externa. Mesmo que a maioria da aeronave seja finamente polida, há uma diferença em quão fino um polonês vários materiais podem levar; quanto mais dura a superfície, mais fácil é polir bem.

    
26.06.2015 / 00:30