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行业动态
太阳能无人机无限续航?
  作者:杭州龙鳞甲  日期:2017/9/29

    新型彩虹太阳能无人机不带燃料,飞行时从太阳光线中吸收能量。

    新型彩虹太阳能无人机,翼展达45米,依靠高效太阳能电池在2万米高空持续飞行,未来留空时间或长达数月至数年。

    无人机续航时间太短,很多人为此感到苦恼。要是把动力源换成太阳能,结果可能大不一样。

    说到太阳能飞机,不得不提“阳光动力2号”,很多人还对其两年前“招摇过市”的环球飞行记忆犹新。这款由瑞士制造的太阳能飞机,翼展达到72米,仅次于巨无霸客机A380的翼展,但重量只有约2300公斤。

    最让人惊奇的,是它的动力源。太阳能飞机并不使用任何燃料,靠的是机翼上的17248块高效率的太阳能电池。2015年3月,这架飞机从海湾地区起飞开始环球飞行,并先后来到中国的南京、重庆。118小时不间断飞行,从日本名古屋到美国夏威夷;70小时飞行跨越大西洋。最终于2016年6月回到海湾地区,完成人类首次太阳能环球飞行壮举。

    太阳能飞机的优点显而易见。不过,这个庞然大物,却只能乘坐一名飞行员,并不能运载乘客,因为太阳能电池的能效有限。

    相对而言,轻巧的无人机要实现环球飞行就容易多了。

    其实,世界范围内从上世纪八十年代便开始了太阳能无人机研究,最初以美国为主,后来英国、德国、中国等国家也相继加入。早期比较著名的型号,如“太阳神”系列无人机主要是搭载科学仪器,针对南极臭氧层空洞等环境热点问题,开展高空大气科学研究任务。

    今年5月24日,中国航天科技集团公司十一院自主研发的新型彩虹太阳能无人机,在西北某地完成临近空间飞行试验,取得圆满成功,引来颇多关注。中国也因此成为继美、英之后,第三个掌握临近空间太阳能无人机技术的国家。

    这款轻巧的太阳能无人机同样也是个“大个头”,翼展达45米。据新型彩虹太阳能无人机总工程师石文介绍,这款无人机核心关键技术和设备全部实现国产化。

    太阳能无人机不带燃料,飞行时从太阳光线中吸收能量。这意味着,一旦做到了足够高的系统效率和水平,就可以实现持续飞行。理论上来讲,它具有无限航时,如果设备系统足够可靠不损坏,就可以一直飞下去。中国航天科工三院无人机研究所研究人员介绍说,从根本上说,太阳能无人机要靠高效的能源管理,高转化率的太阳能电池,高能重比的储能电池。

    很多人还有疑问,夜里没有阳光了,太阳能无人机怎么飞?据了解,一般到了夜间,无人机会降低飞行高度,减少能耗,依靠白天已经在阳光下充满电的储能电池飞行。

    石文表示,太阳能无人机未来留空时间可长达数月至数年,且飞行高度超过2万米,具备“准卫星”特征。

    基于太阳能无人机,中国航天科工集团就提出了商业航天项目“飞云”工程。据该集团无人机研究所相关人员介绍,该工程利用太阳能无人机飞行高度高、机动性强、滞空时间长等优势,可提供远大于地面基站的网络覆盖范围,为用户提供不受区域限制的“伴随式”网络接入服务。比如,可以为偏远地区提供通信条件,覆盖一些岛礁、山区存在的通信盲区。当地震等自然灾害中地面通信设施受损后,太阳能无人机的基站能提供应急通信。

    另外,高空飞行的太阳能无人机还能搭载高分辨率相机,用于土地确权、不动产登记、城市测绘、国土资源调查、灾害评估等。

    人们有理由相信,未来随着高效能源技术的进一步发展,“永久飞行”的梦想终将实现。(中国航天报社供图)

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