前言: 这是一种固定翼飞机平台概念,能够以一种循环的方式在接近金星表面的多个地点上空飞行,要想把这种飞机变成现实关键在于动力的来源:即开发一个系统,该系统能够利用金星大气层的热量,为热机提供动力,为飞机提供动力。 动力系统的原理: 飞机从40公里的高度迅速下降到接近地面,并在接近地面的受控飞行中巡航,同时大气中的热量被飞机内部的散热材料吸收。当散热片与周围空气达到热平衡后,飞机利用储存的能量迅速爬升到更高的高度,在那里通过机载热机与外部较冷的空气交换散热片中的能量。由热机转换的能量储存在飞机的电池中,为飞机的推进、科学仪器的运行和通信提供动力。当飞机与外界空气达到热平衡后,就准备再次俯冲到低空,然后重复这个循环多次。 运动和能量交换的流程图 未来展望: 1。利用高效的吸热和散热材料来提高热机的效率:金星大气中0到40公里之间的温差可以将金属锂的热能提高到40公里高度所需的势能的3。25倍。如果能找到或合成一种材料,可以使热机的效率大于31时,这样金星飞机就可以相对合理地飞行。 2。气动结构布局的设计:金星的大气也遭受着超级自转效果的影响,这也导致大气层的风速高达360公里每小时。超级自转导致金星的大气能够在短短的4个地球日内围绕整个星球运转一周。因此需要重新根据金星的环境来进行气动的设计和布局,以适应变化。 3。控制系统:只要把部分与星球性质相关的参数进行调整,继续采用在地球情况下的自主巡航控制系统就基本可以完成任务,但也要加上能量判断机制(即当能量不够用时,下降高度补充能量,能量补充足时,上升高度,继续巡航)和预警的机制,系统,可以在自动控制系统中加入AI(即人工智能)以适应多变的变化。 金星飞机在理论上是可行的,我们需要从动力系统、气动布局、控制系统等方面去把它们变成现实。 辛林克(指导教师闻新)