Em quais situações uma plataforma de aeronave dupla (satélite atmosférico) permanece quase geoestacionária?

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A plataforma Dual-Aircraft descrita por William Engblom, da Universidade Aeronáutica Embry-Riddle, sobre essa NASA feature e na primeira metade do vídeo do 2016 NIAC Symposium usa o vento puro (diferença em velocidades de vento horizontais) entre duas altitudes para permitir que um par bem programado de planadores / planadores solares amarrados permaneça em uma área geral (por exemplo, 150 km de raio) acima da Terra.

A analogia é o kitesurf, exceto neste caso, ambos os fluidos são ar.

Nas simulações apresentadas, as aeronaves têm propulsores que podem gerar impulso para a frente usando energia elétrica, ou empuxo reverso quando o motor é usado como gerador (análogo à frenagem regenerativa em veículos elétricos).

Estou tendo problemas para entender o ponto desse sistema - ele pode fazer algo que um único satélite atmosférico solar-elétrico não pode fazer? O vento horizontal pode fornecer alguma vantagem especial para "pairar" perto de um determinado local no solo? Uma pequena (digamos, 10 graus) diferença na direção do vento nas duas altitudes é suficiente para permanecer geoestacionária - ou é necessária uma diferença muito maior?

O segundo questionador (um pouco depois das 00:20:00) parece colocar uma questão simples, mas interessante, sobre o tacking, e a menção do terceiro questionador sobre conservação também é interessante.

Abaixo: capturas de tela do Simpósio 2016 do NIAC

    
por uhoh 05.09.2016 / 09:27

1 resposta

Quase qualquer situação

A única vez em que você não seria capaz de permanecer (próximo) geostacionário seria se a velocidade do vento fosse maior do que sua própria velocidade máxima, em todas as altitudes que você é capaz de operar.

Em qualquer outra situação, você simplesmente voa em algo parecido com um círculo sobre a área com a qual você se encontra, ou voa diretamente para o vento (ziguezagueando se o vento estiver mais lento do que a sua velocidade aerodinâmica mínima). O que você escolher dependerá da sua velocidade / velocidade mínima / máxima, da velocidade do vento e de quão "estacionária" você precisa permanecer com referência a um ponto no solo.

Então, novamente, o que foi dito acima se aplica a praticamente qualquer aeronave movida a energia solar, então, que tal as especificidades desse conceito?

Quais são as vantagens potenciais?

Os ventos em altitude nem sempre são (ou mesmo geralmente) na mesma direção ou na mesma velocidade. Podemos aproveitar isso em alguns cenários:

Se você tem, por exemplo, um fluxo de ar em movimento rápido perto de um corpo de ar mais lento, ou (melhor ainda) um corpo movendo-se na direção oposta, você pode voar lentamente "contra o vento" fluxo (que não usa muita energia, relativamente falando), em seguida, "surfar" para baixo o fluxo rápido, colheita de energia que você vá - você, então, usar essa energia ganhou para voar de volta à posição, através do corpo em movimento lento.

Se você conseguir um cenário ainda mais ideal, o corpo em movimento lento está na direção oposta ao corpo em movimento rápido, você pode simplesmente "flutuar" nas correntes, colhendo energia na maior parte do tempo.

A parte importante a notar é que zig zagging (semelhante a tacheamento na vela) - tacheamento regular requer que você mude de direção regularmente para evitar sair do curso ... com duas aeronaves amarradas, no entanto, eles podem "se afastar" um do outro sem mudar de direção. Essencialmente, eles podem se afastar um do outro e variar o ângulo de incidência para permanecer relativamente estacionário dentro do vento: se a velocidade do vento aumentar, você voa mais "para" o vento, se diminuir, você voa mais perpendicularmente ao vento ( e, portanto, mais "longe" da sua aeronave parceira).

Esta combinação de dois tack-surfing de aeronaves significa que você pode "surfar" o vento mesmo quando a velocidade do vento for menor do que a sua própria velocidade de stall, sem precisar uma única aeronave seria. Tacking tem algumas desvantagens - está mais envolvido, e significa que você está constantemente viajando lateralmente pelo vento, enquanto dois aviões surfando juntos podem ficar quase exatamente no mesmo lugar, simplesmente inclinando-se mais ou menos para o vento. Eles também podem, coordenando o poder entre si, mover lateralmente ao longo da "face" do vento

Em resumo, você tem muito mais controle sobre sua posição, em mais condições

    
05.09.2016 / 10:46