太阳能无人机“抢镜” 全球各国加速产业布局

　　近期以来，太阳能无人机在无人机领域频频“抢镜”，俨然已经成为一颗冉冉升起的业内“新星”。太阳能无人机具备的广泛优势，以及无论是在军用还是民用领域的巨大价值，使得全球各国纷纷加强技术转化应用落地，加速产业布局。

　　随着近几年无人机的快速发展，无人机已经广泛应用于军事和民用领域，尤其是在民用领域，小到自拍社交，大到电力巡线。但有一个明显的障碍在阻碍着其发展——续航时长。因此，目前许多国家都将焦点放在在平流层高度飞行的太阳能无人机，在这个高度上，基本没有云和风，让太阳能板能够以更高的效率工作。

　　太阳能无人机“抢镜” 究竟有何优势？

　　近日，一架翼展40多米、表面布满太阳能电池板的螺旋桨飞机，静静地停在中国航天空气动力技术研究院的机库里。这架彩虹系列太阳能无人机已完成飞行试验，将于今年测试临近空间高度飞行。

　　空气动力技术研究院无人机总工程师石文介绍，这是美国NASA系列后世界上最大的太阳能无人机，性能指标和技术能力为国际前三。凭借超高空、长航时、易保障这三大“法宝”，太阳能无人机未来有望承担起长时间空中预警、大面积空中侦察以及灾害监测、气象观测、通讯中继等任务。

　　太阳能无人机通常采用大展弦比机翼，可升至20千米至30千米高度。这一空域大气稀薄，气象条件稳定，飞行因此可以更平稳、快速。

　　展弦比是指机翼长度的平方除以机翼面积。现代大型飞机多采用大展弦比机翼，以减小能耗。同样一架太阳能飞机，飞行高度越高，所需功率就越大，对于光伏吸收和推进系统效率、机体结构与蓄电池组的轻质化等要求也就更高。

　　石文介绍，由于太阳能电池转化效率和储能电池能重比不足，推进能力有限，目前太阳能无人机高空飞行速度一般在150千米/小时至200千米/小时。

　　他表示，高效高能量密度太阳能及储能能源系统是制约太阳能无人机性能水平的关键领域，因此需要大量关注新兴技术，包括超高效柔性薄膜太阳能电池及轻质组阵技术、先进光电转换技术、高比能量储能电池技术等。

　　太阳能无人机具有较高的运行效费比。其机载系统简单，对跑道长度要求不高，也无需加油等保障设备。由于航时超长，完成持久性任务无需频繁更替轮换。

　　各国加强太阳能无人机投入 抢占“制高点”

　　2009年，美国国防部预研局启动“秃鹰”计划，旨在研制一种可保持在18.3千米至27.4千米高度、携带450千克有效载荷、续航时间超过5年、可在99%的时间内保持在任务空域中的固定翼飞行器，为美军提供持久的情报、监视、侦察和通信中继能力。太阳能无人机成为其计划首选。

　　2014年，Facebook成立无人机实验室，研发高空太阳能无人机“Aquila”，目标是Aquila通过借助太阳能，搭载激光信号发射器，保证覆盖半径约50公里的区域并连续工作3个月以上。今年7月份，Aquila完成了空中首秀，同时在近期毫米波广域覆盖测试中 Aquila整个测试过程的功耗只有105W，全程依靠太阳能供电。而solara无人机带来的经济效益更是直接：根据泰坦航宇公司的分析结果，指定地区高分辨率照片solara无人机获得成本只有5美元/ k㎡，而满足同样要求的卫星成本高达35美元/ k㎡。

　　3月31日，俄罗斯《消息报》网站报道称，俄罗斯国防部将装备“猫头鹰”高空无人机。据悉，它将取代昂贵的低轨道观测和通信卫星。“猫头鹰”利用太阳能和气流，可在全球大洋和北极等边远地区上空进行长期巡逻。这种高空无人机可执行侦察、传输指挥信号、与极地圈内的舰船和军事设施联络的任务。

　　而在此前，据韩联社报道，韩国航空宇宙研究院表示，韩国自主研发的高空太阳能无人机(EAV-3)在高达18.5km的平流层中成功飞行了90分钟，韩国成为世界上第三个拥有此项技术的国家。韩国航空宇宙研究院表示，计划未来将在平流层利用太阳能无人机对地面进行实时观测、获取大气资料、进行实时影像传送、通信中转和气象观测等工作。

　　我国太阳能无人机发展加速

　　2016年第11届珠海航展现场，中国航天空气动力技术研究院(简称中国航天十一院)与北京天骄航空产业投资有限公司(简称天骄航空)在“彩虹无人机新产品发布会”上签订了太阳能无人机应用项目协议，双方将在临近空间相关领域开展广泛深入合作。

　　随后不久，中国航天科技集团公司八院811所参与研制的“墨子号”民用太阳能无人机首次试飞圆满成功，811所是“墨子号”闭环能源系统的抓总单位。而“墨子号”的成功试飞，标志着811所太阳能无人机能源系统满足实际民用环境需求，为该所相关产品进入民用太阳能无人机市场奠定了基础。

　　“墨子号”的自主研发由上海奥科赛飞机有限公司主导，航空航天空间电源811研究所、同济大学航力学院等进行配套。比例验证机的翼展达5.5米，试飞围绕极端高温环境、动态阶段功耗配比、载重、抗风性等方面展开。

　　近日，据中国航天科工集团公司消息，该集团公司三院正在开展隐身无人机、太阳能无人机研制，以及新概念无人机技术探索。

　　据航天科工集团透露，“十三五”期间，在无人与信息系统装备板块，公司将重点完成隐身无人机关键技术研究、高速察打一体无人机研制，构建较为完整的高速无人机技术体系；在民用无人机行业板块，公司将重点完成太阳能无人机和临近空间无人机技术研发，构建临近空间无人机装备体系。

　　太阳能无人机优势明显，无论在军用还是民用领域都拥有着巨大的价值，未来的发展潜力不可小觑。在市场需求的推动与无人机技术的成熟下，太阳能无人机的全球竞争态势将更为激烈，加强核心技术突破，加快产品应用落地，加速国际市场拓展，成为摆在我国无人机企业面前的三大要点。