HYDROGEN UAV / DESIGN STUDY

氢能四旋翼
能源动力系统设计

先输入航时或航程与载荷,一键自动搭配;完整范围无匹配时用滑动条手调,再沿用同一候选进行任务和工程核定。

AI 辅助设计

DeepSeek AI 设计助手

描述续航目标与任务,让助手生成参数草案,再由工程模型复算。

生成设计草案 问大肥鱼:网站怎么用
可选:查看四个边界案例

QUICK START

从一个案例开始

载入并重新计算

正在准备工作台…
查看计算结果与约束 ↓
01

DESIGN INPUT

先定目标,再自动搭配

SI 单位记账

任务目标

目标用于约束判断
目标类型
手动调整与详细条件(滑动条)始终可打开;数值框保留精确输入

速度与风

不锁定空速时会自动搜索

能源组件

完整迁移目录 · 来源等级分别保留

将展示连续额定功率、系统质量及原始来源。

将展示空瓶质量、装氢上限及计入范围。

补齐质量账本

不重复计入
高级假设旋翼、环境与转换效率

工程情景值需随实测修订。提高效率不等同于已经实现硬件改进。

更改任何输入后,需重新计算才能导出。

02

DESIGN ASSESSMENT

条件计算

待计算

填好任务与组件,检查目标航时背后的质量和功率需求。

预估航时

—min

未标定条件值
预估航程

—km

沿程风速仅影响地速
起飞总质量

—kg

包括电池、附件与氢
母线需求

—W

以连续额定功率校核

这是未标定的四旋翼前飞稳态模型。满足已计算约束,也不代表实飞认证;电压、压力及峰值兼容性仍需核定。

MASS BUDGET

质量来自哪里

7 项独立记账

计算后显示每项质量、计入范围与缺失数据。

缓冲电池参与起飞质量;本阶段不为它额外增加续航能量。

POWER FLOW

同一需求,四个功率层级

查看公式
01 / 氢化学功率—按燃料电池效率换算
02 / 母线需求—含辅助用电与母线损耗
03 / 推进电功率—电机 / ESC 转换前
04 / 机械轴功率—含额外轴功假设

诱导、型阻与寄生功率将在计算后列出。辅助电池的瞬态补能尚未积分。

CONSTRAINT REVIEW

逐项约束与原因

待检查

通过、不满足与待核定分别显示;未知项不会被当作通过。

计算后列出全部已实现的约束,不只显示第一个失败。

计算假设与诊断保留模型适用边界和数值信息
  • 尚未计算。

DESIGN EXPLORATION / M2

搜索、扫描与方案比较

以主表单为任务基准,只改变明确放开的变量。结果是有限范围内的未标定条件计算。

返回任务输入 ↑
方案比较 0/4

SEARCH DOMAIN

定义搜索范围

勾选“锁定”使用主表单当前值;其余按列出的离散集合枚举,不自动放宽任务。

数字以逗号、空格或分号分隔,每组1–25个不同值。不锁定装氢时,按每个瓶的记录容量乘该比例。

准备搜索范围…

STUDY RESULT

研究结果

设置范围后开始。主表单的其他输入保持不变。

运行后显示实际评价数、范围与停止原因。

保留的研究请求

重新运行会显式应用该请求的原设计基准。移出前可先下载项目备份。

含输入、版本、范围和停止原因

研究记录不等同于单方案快照。显式应用候选后,可在主表单重算并导出设计 JSON。

SAME-BOUNDARY COMPARISON

方案比较

主动保存2–4份输入后重新计算比较。保存项为本页独立副本,不随主表单修改;请通过项目库保存,或下载项目备份。

尚未保存方案。

组件数据与计入边界主表单所选组件的逐字段来源,未知保持未知
云端复核当前设计可选操作,本地计算可独立使用

点击后仅向本站接口发送当前设计输入,不上传导入原文件;接口按约定不保存输入。云端结果只作复核,不覆盖本地结果。

请先完成当前设计的本地计算。

接口说明与版本 ↗ · 组件目录与来源 ↗

FULL MISSION / M3

分段任务与能源账本

继承当前候选,补充并确认工程情景后,计算从地面启动到着陆的任务。结果表示情景完成程度。

查看当前候选 ↑

导入会采用文件中记录的候选与任务输入,丢弃旧结果后重新计算;解析失败不修改主表单。最多16 MiB。

尚未应用候选。请先在主表单选好组件与质量。

SAME DESIGN

同一候选,不换一套硬件

未应用

应用后列出继承的组件、六项固定质量、装氢与总盘面积。

逐项迁移摘要

尚无迁移记录。

EXPLICIT SCENARIO

② 补充工程情景

容量、效率、响应、环境和下降功率来自可见的情景提议;空数字保留为未知,不补成0。

应用当前候选后,显示可编辑字段。

STAGE PLAN

③ 逐段任务

包含起飞、爬升、巡航、返航、下降和着陆。空速与地速分别标明;高度采用AGL,地面海拔另列MSL。阶段瞬时换速不含真实加速过程。

任务参数将在情景构造后显示。

READINESS

运行前检查

待输入

关键缺项会阻断;未知兼容性与工程假设分别列示。

查看任务结果 ↓

运行、导出复算和步长比较共用一个计算任务。

云端核验任务输入可选,只做就绪检查,不在云端运行完整积分

点击后仅向本站发送当前任务请求,核对本地就绪结论。离线时仍可本地运行。

尚未核验。

EXECUTED MISSION

任务结果

未运行

运行后显示实际停止时刻、原因和已执行范围。

已执行时间—s(含地面阶段)
实际水平路程—m
终态能量SOC_E—存储能量 / 容量
终态剩余氢—kg

只统计已承诺状态,不把缺电后的假想轨迹计入任务。

RECORDED SAMPLES

⑤ 二维路线与采样回放

0 个样本

没有实际样本时不绘制路线。

路线与曲线仅连接实际保留样本,不绘制终止后的计划航段。SOC_E是能量库存比例,不是库仑SOC;电池母线功率正值放电、负值充电。最后一个着陆采样显示接地前功率;接地后的减速和能耗未计算。

CLOSED ACCOUNTING

总账与逐段账本

未运行阶段没有账本,不以0冒充已评估。

实际事件与定位误差

REPRODUCIBILITY

⑥ 复算导出与步长比较

报告含直观公式、曲线、质量与能量账本,可离线打开并打印为PDF。每次导出均先复算;任务JSON用于程序重放,CSV含SI单位、分段、采样与完整输入。步长比较仅改变dt,顺序重算两次。

本模型仍未评估什么

六自由度、下降稳定性与VRS、地效、热水动态、母线电压动态、实测推进图及实飞校准。下降倍率不是已证明安全或保守的上界。

ENERGY ARCHITECTURES

同一任务,比较两种能源架构

沿用上方完整任务,明确纯电电池与两侧安装质量,再比较任务完成情况和能源账本。

正在准备架构比较界面…

ENGINEERING CHECKS

工程核定与标签参数

把缺少的数据列成可修改的标签值,检查接口、载荷、热水收支与储氢方案,导出完整参数台账。

正在准备工程核定工作台…

COST & LIFECYCLE

成本与商业分析

沿用当前硬件、装氢与载荷,计算全续航飞行和生命周期成本。巡检、测绘、配送口径并列展示,报价与估算标签分别记录。

正在准备成本分析…

SUPPLIER EVIDENCE

新增厂商资料与待核候选

保留原文位置、功率和质量边界。裸电堆与完整系统分别记录,证据补齐后再进入自动选型。

LOCAL PROJECTS

项目保存与恢复

保存单点设计、搜索设置、已存方案和分段任务输入。数据检查与架构比较记录请在对应板块单独导出。

正在核对程序版本…

当前输入尚未保存为正式项目。

正在准备本地项目库…

本浏览器的草稿备份不能替代下载文件;换设备时请导出并导入项目备份。

本浏览器的项目与恢复草稿

其他页面或项目留下的草稿

从项目备份恢复

先检查文件,再保存为独立副本。当前草稿会先保留;历史结果必须重新计算。

MEASUREMENT / M4

数据与测量边界

先核对记录的来源、物理量和时间覆盖,再判断能做哪些评价。

导入一份记录

尚未选择文件。数据保留在当前浏览器,不自动上传。

覆盖窗口默认取各通道同步到记录时钟后的完整首末范围。这里的间隔与覆盖规则用于数据描述;完整任务验证另需冻结任务窗口、同步证据及误差门槛。

质量与可用范围

尚无数据检查结果。

“可用于拟合”是资料准入状态,不代表已完成标定或独立验证。

CALIBRATION / HOLDOUT

参数拟合与留出评价

按完整记录分组,先冻结模型与评价规则,再用独立记录核对误差。

两种拟合分别求什么

静态台架:诱导功率修正系数 κ

P轴=κTT2ρA+cpρA(ΩR)3
A=NπR2

T 为推力(N),ρ 为空气密度(kg/m³),Ω 为角速度(rad/s),R 为半径(m)。N 取 1 或 4;四旋翼分支假设等载,推力和轴功率按总量输入。

只拟合无量纲 κ;型阻系数 cp、几何和不确定度须事先明确。静态轴功率拟合不能直接标定整机飞行模型。

母线记录:功率比例诊断 a

P记录,DC≈aPM3,DC

两侧功率单位均为 W,使用同一负载母线边界。每条记录须明确对应任务和时间对齐。

a 为无量纲比例诊断量;它不是电机或燃料电池效率,也不会自动改写氢、电池或任务能量账本。

正在准备评价工作台。

FROZEN MISSION / HOLDOUT

完整任务与独立记录比较

固定模型、任务输入和时间对齐,再对照功率、耗氢与能量SOC记录。

误差和覆盖怎样计算

只在观测与预测共同支持的连续时段配对;跨阶段、缺测和长间隔不连线。功率误差按实际时长加权,能量差只积同一批配对时段。

eP=∑wi(P预测,i−P观测,i)∑wiΔE=∑wi(P预测,i−P观测,i)

相邻有效端点各分配半段时长,w单位为s,功率偏差为W,能量差为J。覆盖率的分母仍是完整请求窗口;预测提前停止不会缩短分母。SOC_E表示储能比例,不能用库仑SOC替代。

正在准备完整任务留出工作台。

MODEL NOTES

核心公式与单位

以下为单点设计与搜索使用的稳态关系。分段任务逐步积分氢与电池库存,具体收支见任务账本;内核统一使用 SI 制。

相关文献与模型起点

文献第 5 页式 (10)–(12) 涉及组件系统与储氢口径。四旋翼前飞及附件记账属于工程适配,不是原文实飞结论。

F01 / 质量闭合
m总=m非能源+m载荷+m电池+mFC+m空瓶+m附件+mH₂

每一项单位均为 kg。能量组件增重会反过来增加推力和功率需求;缺少附件质量时不能闭合。

F04 / 可用氢能量
E可用=mH₂·LHVH₂·f可用

氢低位热值为 120 MJ/kg;E 用 J,质量用 kg,比例无量纲。缓冲电池不计入这部分能量。

F14 / F16 · 轴电化学功率
P母线=P轴η电机+P辅助η母线P化学=P母线ηFC

所有功率单位为 W。轴功率含气动需求和额外轴功假设;连续 FC 额定输出与母线需求比较,不能用峰值替代。

F26 / 航时与航程
t=E可用P化学R=(V空速+V风)t

t 用 s,速度用 m/s,R 用 m。此处风只改变沿程地速;越界、缺数据或约束失败时,不将诊断航时视为有效任务结果。