——国产太阳能无人机技能跻身国际前列
新华社董瑞丰、白国龙
一架翼展４０多米、表面布满太阳能电池板的螺旋桨飞机，悄悄地停在中国航天空气动力技能研究院的机库里。这架彩虹系列太阳能无人机已完成翱翔试验，将于今年测试附近空间高度翱翔。
空气动力技能研究院无人机总工程师石文先容，这是美国ＮＡＳＡ系列后天下上最大的太阳能无人机，性能指标和技能能力为国际前三。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永劫光空中预警、大面积空中侦察以及磨难监测、气候不雅观测、通信中继等任务。
飞得高，难点是气动布局无模板
太阳能无人机常日采取大展弦比机翼，可升至２０千米至３０千米高度。这一空域大气稀薄，气候条件稳定，翱翔因此可以更平稳、快速。
展弦比是指机翼长度的平方除以机翼面积。当代大型飞机多采取大展弦比机翼，以减小能耗。同样一架太阳能飞机，翱翔高度越高，所需功率就越大，对付光伏接管和推进系统效率、机体构造与蓄电池组的轻质化等哀求也就更高。
石文说，太阳能无人机的气动布局和翼型，无法套用成熟的常规飞机模板，关键在于办理气动布局优化设计问题，以提高飞机的升阻比。
他先容，由于依赖太阳能供应的电力翱翔，目前翼展６０米量级的太阳能无人机供应的有效载荷能力大致在５０千克量级。
比较而言，完玉成球翱翔的瑞士“阳光动力２号”太阳能飞机由于须要搭载职员和干系设备，总载重约为１００公斤，设计巡航高度范围在１．５千米至８．５千米，翱翔受气候条件影响较大。
飞得久，目标是数月可以一直飞
太阳能无人机无燃油花费，有望实现数月乃至更永劫光的超长航时翱翔。
２００９年，美国国防部预研局启动“秃鹰”操持，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、续航韶光超过５年、可在９９％的韶光内保持在任务空域中的固定翼翱翔器，为美军供应持久的情报、监视、侦察和通信中继能力。太阳能无人机成为其操持首选。
“阳光动力２号”在２０１５年至２０１６年环球翱翔期间，最多曾达到１１８小时不间断翱翔。
石文先容，由于太阳能电池转化效率和储能电池能重比不敷，推进能力有限，目前太阳能无人机高空翱翔速率一样平常在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决定太阳能无人机性能水平的关键领域，因此须要大量关注新兴技能，包括超高效柔性薄膜太阳电池及轻质组阵技能、前辈光电转换技能、高比能量储能电池技能等。
易保障，条件是系统技能可靠性高
太阳能无人机具有较高的运行效费比。其机载系统大略，对跑道长度哀求不高，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。
不过，石文见告，太阳能无人机总体设计技能在国内外尚未形成成熟的设计体系，技能和工程设计上也有别于常规的固定翼无人机。
比如，附近空间翱翔环境对电机装置的性能哀求兼备高效率、高功率密度、高可靠性、高稳定性，现有航空平台飞控系统的传感器、作动器也还无法知足超长航时翱翔等哀求，后续须要大量设计试验和实飞验证。
但比较卫星，太阳能无人机具有本钱低、支配灵巧等上风。此外，可与高空巨型飞艇合营，以固定平台与机动平台的高低搭配形式，形成区域全覆盖的不间断态势感知、通信和中继网络。
石文说，他带领的科研团队已初步探索出太阳能飞机的关键技能点，未来研究将向更高难度、更深层次挺进。
