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【中國智能制造網 智造快訊】近期以來，太陽能無人機在無人機領域頻頻“搶鏡”，儼然已經成為一顆冉冉升起的業內“新星”。太陽能無人機具備的廣泛優勢，以及無論是在軍用還是民用領域的巨大價值，使得各國紛紛加強技術轉化應用落地，加速產業布局。
太陽能無人機“搶鏡” 各國加速產業布局
隨著近幾年無人機的快速發展，無人機已經廣泛應用于軍事和民用領域，尤其是在民用領域，小到自拍社交，大到電力巡線。但有一個明顯的障礙在阻礙著其發展——續航時長。因此，目前許多國家都將焦點放在在平流層高度飛行的太陽能無人機，在這個高度上，基本沒有云和風，讓太陽能板能夠以更高的效率工作。
太陽能無人機“搶鏡” 究竟有何優勢？
近日，一架翼展40多米、表面布滿太陽能電池板的螺旋槳飛機，靜靜地停在中國航天空氣動力技術研究院的機庫里。這架彩虹系列太陽能無人機已完成飛行試驗，將于今年測試臨近空間高度飛行。
空氣動力技術研究院無人機總工程師石文介紹，這是美國NASA系列后世界上大的太陽能無人機，性能指標和技術能力為前三。憑借超高空、長航時、易保障這三大“法寶”，太陽能無人機未來有望承擔起長時間空中預警、大面積空中偵察以及災害監測、氣象觀測、通訊中繼等任務。
太陽能無人機通常采用大展弦比機翼，可升至20千米至30千米高度。這一空域大氣稀薄，氣象條件穩定，飛行因此可以更平穩、快速。
展弦比是指機翼長度的平方除以機翼面積。現代大型飛機多采用大展弦比機翼，以減小能耗。同樣一架太陽能飛機，飛行高度越高，所需功率就越大，對于光伏吸收和推進系統效率、機體結構與蓄電池組的輕質化等要求也就更高。
石文介紹，由于太陽能電池轉化效率和儲能電池能重比不足，推進能力有限，目前太陽能無人機高空飛行速度一般在150千米/小時至200千米/小時。
他表示，高能量密度太陽能及儲能能源系統是制約太陽能無人機性能水平的關鍵領域，因此需要大量關注新興技術，包括超柔性薄膜太陽能電池及輕質組陣技術、先進光電轉換技術、高比能量儲能電池技術等。
太陽能無人機具有較高的運行效費比。其機載系統簡單，對跑道長度要求不高，也無需加油等保障設備。由于航時超長，完成持久性任務無需頻繁更替輪換。
各國加強太陽能無人機投入 搶占“制高點”
2009年，美國國防部預研局啟動“禿鷹”計劃，旨在研制一種可保持在18.3千米至27.4千米高度、攜帶450千克有效載荷、續航時間超過5年、可在99%的時間內保持在任務空域中的固定翼飛行器，為美軍提供持久的情報、監視、偵察和通信中繼能力。太陽能無人機成為其計劃。
2014年，Facebook成立無人機實驗室，研發高空太陽能無人機“Aquila”，目標是Aquila通過借助太陽能，搭載激光信號發射器，保證覆蓋半徑約50公里的區域并連續工作3個月以上。今年7月份，Aquila完成了空中首秀，同時在近期毫米波廣域覆蓋測試中 Aquila整個測試過程的功耗只有105W，全程依靠太陽能供電。而solara無人機帶來的經濟效益更是直接：根據泰坦航宇公司的分析結果，指定地區高分辨率照片solara無人機獲得成本只有5美元/ k㎡，而滿足同樣要求的衛星成本高達35美元/ k㎡。
3月31日，俄羅斯《消息報》網站報道稱，俄羅斯國防部將裝備“貓頭鷹”高空無人機。據悉，它將取代昂貴的低軌道觀測和通信衛星。“貓頭鷹”利用太陽能和氣流，可在大洋和北極等邊遠地區上空進行長期巡邏。這種高空無人機可執行偵察、傳輸指揮信號、與極地圈內的艦船和軍事設施聯絡的任務。
而在此前，據韓聯社報道，韓國航空宇宙研究院表示，韓國自主研發的高空太陽能無人機(EAV-3)在高達18.5km的平流層中成功飛行了90分鐘，韓國成為世界上第三個擁有此項技術的國家。韓國航空宇宙研究院表示，計劃未來將在平流層利用太陽能無人機對地面進行實時觀測、獲取大氣資料、進行實時影像傳送、通信中轉和氣象觀測等工作。
我國太陽能無人機發展加速
2016年第11屆珠海航展現場，中國航天空氣動力技術研究院(簡稱中國航天十一院)與北京天驕航空產業投資有限公司(簡稱天驕航空)在“彩虹無人機新產品發布會”上簽訂了太陽能無人機應用項目協議，雙方將在臨近空間相關領域開展廣泛深入合作。
隨后不久，中國航天科技集團公司八院811所參與研制的“墨子號”民用太陽能無人機試飛圓滿成功，811所是“墨子號”閉環能源系統的抓總單位。而“墨子號”的成功試飛，標志著811所太陽能無人機能源系統滿足實際民用環境需求，為該所相關產品進入民用太陽能無人機市場奠定了基礎。
“墨子號”的自主研發由上海奧科賽飛機有限公司主導，航空航天空間電源811研究所、同濟大學航力學院等進行配套。比例驗證機的翼展達5.5米，試飛圍繞高溫環境、動態階段功耗配比、載重、抗風性等方面展開。
近日，據中國航天科工集團公司消息，該集團公司三院正在開展隱身無人機、太陽能無人機研制，以及新概念無人機技術探索。
據航天科工集團透露，“十三五”期間，在無人與信息系統裝備板塊，公司將重點完成隱身無人機關鍵技術研究、高速察打一體無人機研制，構建較為完整的高速無人機技術體系；在民用無人機行業板塊，公司將重點完成太陽能無人機和臨近空間無人機技術研發，構建臨近空間無人機裝備體系。
太陽能無人機優勢明顯，無論在軍用還是民用領域都擁有著巨大的價值，未來的發展潛力不可小覷。在市場需求的推動與無人機技術的成熟下，太陽能無人機的競爭態勢將更為激烈，加強核心技術突破，加快產品應用落地，加速市場拓展，成為擺在我國無人機企業面前的三大要點。
浙公網安備 33010602000006號
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