2.3　飞行任务与能源动力系统的耦合分析

新能源飞行器的任务形式多、使用环境复杂，能源系统要受到飞行工况参数（飞行任务所需功率）的影响，不同飞行任务对功率的需求区别明显。例如，起飞、机动等工况下，往往需要瞬时大功率；长航时巡航工况下，则需要高能量、小功率。同时，太阳能电池和氢燃料电池应用于新能源飞行器时，自身还会受到与飞行任务相关的飞行状态参数（飞行高度、飞行位置、飞行姿态、飞行速度等）和飞行环境参数（光照、温度、气压等）的影响。例如，太阳能电池的供电能力与太阳入射角、温度等参数密切相关，而太阳入射角直接受到飞行高度、飞行位置、飞行姿态等飞行参数的影响，温度直接受到飞行高度、飞行速度等飞行参数的影响；又如，氢燃料电池的供电能力受到温度、气压等参数的影响，而气压直接受到飞行高度的影响。

以上这些特点造成了新能源飞行器与能源系统之间的深度耦合。根据飞行任务是否与能源系统反向耦合，可以将这种耦合关系分为松耦合和紧耦合，如图2-8所示。其中，松耦合是指能源系统根据飞行工况参数、飞行状态参数及飞行环境参数，优化调节能源的输出；紧耦合是指深度考虑飞行工况、飞行状态参数、飞行环境参数与能源特性的相互耦合影响，选取关注的最优性能目标，在能源系统与飞行任务之间采用最优控制机制，达到综合性能最优的效果。

图2-8　新能源飞行器飞行任务与能源动力系统的耦合关系

（a）松耦合关系图；（b）紧耦合关系图