如今，當(dāng)尚處襁褓中的民用無(wú)人機(jī)行業(yè)還在設(shè)法優(yōu)化小型無(wú)人機(jī)(UAS)，以執(zhí)行設(shè)備安保、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控或精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)之類(lèi)的特定任務(wù)時(shí)，一家位于美國(guó)新墨西哥州的航空初創(chuàng)企業(yè)卻已經(jīng)有了更宏大、更長(zhǎng)期的規(guī)劃。
這家公司名叫“泰坦航空”(Titan Aerospace)，是一家成立僅有一年、已獲風(fēng)投注資的航空器設(shè)計(jì)公司。它上周推出了兩款無(wú)人機(jī)：Solara 50 和Solara 60。這是兩架碩大無(wú)朋、靠太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的高空飛機(jī)，這家公司計(jì)劃讓它們一次性升空后在空中巡航數(shù)周、數(shù)月直至數(shù)年，中途完全無(wú)須降落。
泰坦并沒(méi)有把這些概念機(jī)叫“遙控?zé)o人機(jī)”(drone)，也不用這個(gè)行業(yè)所習(xí)稱(chēng)的“無(wú)人機(jī)系統(tǒng)”，而是叫它們“大氣層衛(wèi)星”。因?yàn)樗鼈兙拖褴壍佬l(wèi)星一樣，能在空中長(zhǎng)時(shí)間巡航逗留。這家公司希望將這個(gè)售價(jià)不到200萬(wàn)美元的平臺(tái)賣(mài)給政府、私營(yíng)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，讓它們只需付出衛(wèi)星成本的九牛一毛，就能在大氣層擁有自己的航天器。
這家公司的理念是，這樣一臺(tái)大氣層衛(wèi)星就能執(zhí)行軌道衛(wèi)星的絕大多數(shù)任務(wù)：大氣觀測(cè)和天氣監(jiān)測(cè)，通訊轉(zhuǎn)播，海洋研究和地球成像。而它所能完成的其他任務(wù)則是空間衛(wèi)星無(wú)能為力的，比如邊境安保、海上交通監(jiān)控，打擊海盜行動(dòng)，災(zāi)害響應(yīng)以及農(nóng)業(yè)觀測(cè)。另外，Solara的續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)達(dá)五年，使用壽命和很多小型衛(wèi)星不相上下，使它們對(duì)上述應(yīng)用來(lái)說(shuō)成了一個(gè)更具吸引力的選擇(更別提如果傳感器或是儀表壞了，還能讓它們降落，然后重新發(fā)射升空)。
泰坦首席電氣工程師達(dá)斯汀•桑德斯說(shuō)：“租用衛(wèi)星服務(wù)要耗費(fèi)巨資。發(fā)射衛(wèi)星也會(huì)耗資數(shù)十億美元。而我們要開(kāi)發(fā)的是每臺(tái)航空器僅百萬(wàn)美元級(jí)的平臺(tái)，而且這個(gè)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)成本幾乎為零——只需要花不多的錢(qián)就能了解實(shí)際載荷情況，確保這臺(tái)無(wú)人機(jī)不會(huì)出問(wèn)題。”
而其他長(zhǎng)航太陽(yáng)能概念無(wú)人機(jī)——包括航空環(huán)境公司(Aerovironment)的“全球觀察者”(Global Observer)和奎奈蒂克公司(一家英國(guó)國(guó)防科技公司——譯注)為波音公司(Boeing)開(kāi)發(fā)的展示概念機(jī)“西風(fēng)”(Zephyr)——都沒(méi)能造出泰坦設(shè)想的長(zhǎng)壽命大氣層衛(wèi)星，但泰坦的工程師認(rèn)為他們已經(jīng)基于以前的努力解決了一些棘手問(wèn)題。比如，Solara 50和Solara 60翼展長(zhǎng)達(dá)160多英尺的機(jī)翼上密集覆蓋著先進(jìn)的太陽(yáng)能電池板，它們提供的電力不僅足夠白天黑夜飛行所用(電池白天存儲(chǔ)電力供晚上用)，還足以供重達(dá)70磅的傳感器和儀器使用。
不過(guò)最關(guān)鍵的也許不是它的飛行方式，而是它到底在何處飛。為了維持這么長(zhǎng)的飛行時(shí)間，這種飛行器將在大氣層的最佳位置即所謂的對(duì)流層頂飛行。這個(gè)區(qū)域距海平面約65,000英尺(即12英里多)，風(fēng)速通常小于5節(jié)。泰坦的工程師稱(chēng)，這個(gè)空域相對(duì)平靜，且遠(yuǎn)高于湍流或其他會(huì)影響其飛行性能的惡劣天氣，Solara可以在其中飛上五年之久。對(duì)流層頂下的天氣會(huì)損壞普通飛行器，對(duì)Solara來(lái)說(shuō)更關(guān)鍵的還在于，它會(huì)遮蔽太陽(yáng)，因此在遠(yuǎn)高于這種天氣的對(duì)流層頂飛行Solara就不易損壞。
泰坦的工程師稱(chēng)，由于這種飛行器機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)還有足夠的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)它長(zhǎng)期運(yùn)行，因此現(xiàn)在限制飛行時(shí)長(zhǎng)的因素就只有電池了。而電池會(huì)隨著時(shí)間推移而逐漸老化，每隔幾年就必須更換。為了論證這個(gè)問(wèn)題，公司現(xiàn)在用兩架五分之一大小的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試飛——同時(shí)推遲了B輪融資——到明年春季或夏季時(shí)才會(huì)讓全尺寸機(jī)型上天。
桑德斯表示，到公司交付首架飛機(jī)時(shí)——最快要到明年年底——太陽(yáng)能板和電池技術(shù)也許已大幅提高，可讓飛機(jī)飛行時(shí)間更長(zhǎng)或攜帶更大載荷。他說(shuō)：“我們正為了這個(gè)目標(biāo)致力于開(kāi)發(fā)最簡(jiǎn)單、最輕量化的解決方案，同時(shí)努力避免過(guò)分復(fù)雜化。這才是讓這款無(wú)人機(jī)物美價(jià)廉、同時(shí)能夠不間斷飛行數(shù)年的關(guān)鍵所在。”
當(dāng)然，泰坦能否成功，至少在美國(guó)很大程度上取決于聯(lián)邦航空管理局(FAA)是否允許這種飛行器在國(guó)家空域中飛行。目前允許無(wú)人機(jī)進(jìn)入國(guó)家空域的管理規(guī)定還未出臺(tái)(相關(guān)制度將于2015年推出)，針對(duì)像Solara這樣大型無(wú)人機(jī)的管理制度應(yīng)該會(huì)非常嚴(yán)格。
不過(guò)桑德斯及公司對(duì)此并不怎么擔(dān)心，因?yàn)樵谠摍C(jī)型的設(shè)計(jì)研發(fā)全程中泰坦都與聯(lián)邦航空管理局保持著密切合作。而從技術(shù)上說(shuō)，雖然這個(gè)機(jī)型的飛行壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，但聯(lián)邦航空管理局真正關(guān)心的只是其最初爬升的那一段。桑德斯稱(chēng)，美國(guó)的A級(jí)空域最高到60,000英尺為止，超過(guò)高度就不是聯(lián)邦航空管理局管轄的范圍了(這個(gè)高度大概是民用飛機(jī)飛行高度的兩倍)。
桑德斯談及這家年輕的公司(桑德斯32歲，創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官馬克斯•雅尼35歲左右，首席運(yùn)營(yíng)官尼克•雷諾德只有24歲)時(shí)表示，盡管符合現(xiàn)行飛行管理規(guī)定勢(shì)在必行，但這不是泰坦公司真正的動(dòng)力所在。這就是為什么公司稱(chēng)其產(chǎn)品為大氣層衛(wèi)星而不是無(wú)人機(jī)的緣故。在某種程度上，泰坦是要拿出一種截然不同、比現(xiàn)有產(chǎn)品更容易使用的產(chǎn)品來(lái)沖擊無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星領(lǐng)域。
桑德斯說(shuō)：“我們不希望它帶來(lái)任何運(yùn)行成本，不想客戶為了讓一臺(tái)不像樣的飛行器獲準(zhǔn)飛行而不停地大筆花錢(qián)。”
“我們想打造一臺(tái)非常簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，它能持續(xù)飛行，無(wú)需占用客戶大量時(shí)間和精力。如果只需要有一個(gè)人監(jiān)控飛行器，那就會(huì)讓局面徹底改觀。我們是要努力改變大家對(duì)飛行器運(yùn)行方式的普遍看法。”
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