I vilka situationer kan en Dual-Aircraft Platform (atmosfärisk satellit) förbli nästan geostationär?

4

Dual-Aircraft-plattformen som beskrivs av William Engblom av Embry-Riddle Aeronautical University på detta NASA-funktionen och i den första halvan av videon av 2016 NIAC Symposium används vindrutan (skillnad i horisontella vindhastigheter) mellan två höjder för att tillåta att ett välprogrammerat par av bundna solglasögon / plan förblir i ett allmänt område (t.ex. 150 km radie) ovanför jorden.

Analysen är kitesegling, förutom i det här fallet är båda vätskorna luft.

I de simuleringar som presenteras har flygplanet propellrar som kan generera framåtriktad kraftkraft med hjälp av elkraft eller omkastning när motorn används som generator (analog med regenerativ bromsning på elbilar).

Jag har problem med att förstå punkten i det här systemet - kan det göra något som en enda solenergig atmosfärisk satellit inte kan göra? Kan den horisontella vindrutan ge någon speciell fördel för att "sväva" nära en viss plats på marken? Är en liten skillnad i vindriktning vid de två höjderna tillräcklig för att förbli grovt geostationär - eller behövs en större skillnad?

Den andra frågeställaren (lite efter 00:20:00) verkar utgöra en enkel men intressant fråga om tacking, och den tredje frågeställarens uppgift om bevarande är också intressant.

Nedan: skärmbilder från 2016 NIAC Symposium

    
uppsättning uhoh 05.09.2016 09:27

1 svar

7

Nästan alla situationer

Den enda gången du inte skulle kunna stanna (nära) Geostationär skulle vara om vindhastigheten är högre än din egen maximala hastighet, på alla höjder du kan använda.

I någon annan situation flyger du helt enkelt i något som liknar en cirkel över det område du med till loiter, eller flyger direkt i vinden (zig-zagging om vinden är långsammare än din minsta flyghastighet). Vilket du väljer beror på din minsta / maximala flyghastighet, vindhastigheten och hur "stationär" du behöver stanna kvar med hänvisning till en punkt på marken.

Så här gäller det ovanstående för nästan alla soldrivna flygplan, så hur är det med specifikationerna för detta koncept?

Vilka är de potentiella fördelarna?

Vindar på höjd är inte alltid (eller till och med vanligtvis) i samma riktning, eller i samma hastighet. Vi kan dra nytta av detta i vissa scenarier:

Om du till exempel har en snabbflytande luft i närheten av en långsammare rörlig luftkropp eller (ännu bättre) en kropp som rör sig i ungefär motsatt riktning, kan du flyga långsamt "uppåt" i långsam rörelse strömmen (som inte använder mycket energi, relativt sett), "surfa" ner den snabba strömmen, skörda energi när du går - du använder då den som fått energi att flyga tillbaka till sin position genom den långsamma kroppen.

Om du får ett ännu mer idealiskt scenario, är den långsamma kroppen i motsatt riktning mot den rörliga kroppen, du kan helt enkelt "flyta" i strömmarna och skörda mest energi.

Den viktiga delen att notera är att zig zagging (i likhet med tack i segling) - regelbunden tackning kräver att du byter riktning regelbundet för att undvika att gå iväg ... med två flygplan bundna, de kan "klibba" bort från varandra utan att ändra riktning. I huvudsak kan de vinkla bort från varandra och variera infallsvinkeln för att förbli relativt stationär inom vinden: om vindhastigheten ökar flyger du mer "in" i vinden, om den minskar flyger du mer vinkelrätt mot vinden ( och därmed mer "bort" från ditt partnerflygplan).

Den här kombinationen av två flygplansbryggar (helt inte ett tekniskt ord som jag helt klart gjort upp det) betyder att du kan "surfa" vinden även när vindhastigheten är lägre än din egen båghastighet utan att behöva klibba som ett enda flygplan skulle. Tackning har några nackdelar - det är mer involverat, och det betyder att du ständigt reser i sidled över vinden, medan två flygplan som surfar tillsammans kan stanna på nästan exakt samma plats, bara genom att fiska mer eller mindre i vinden. De kan också, genom att samordna kraften i sig, flytta sig sidledes längs "ansiktet" av vinden

Kort sagt, du har mycket mer finkornig kontroll över din position, under flera förhållanden

    
svaret ges 05.09.2016 10:46