2015年3月3日,由中國航天科技集團公司第十一研究院研制的彩虹T系列新型太陽能無人飛行器首飛取得成功。該無人飛行器造型奇特個頭超大,是繼美國NASA系列之后世界上最大的太陽能無人飛行器。這也意味著我國成為世界上除了美國之外,第二個能夠研制超長航時太陽能無人機的國家。
目前正在試飛的彩虹太陽能無人機其翼展4米,留空時間大于24小時,升限超過2萬米。太陽能無人機最大的特點之一就是超長航時,未來該機的留空時間可長達數(shù)月至數(shù)年,可以廣泛應(yīng)用于持久對地偵察監(jiān)視、持久海洋監(jiān)視、持久數(shù)據(jù)中繼、4G和5G通信。
太陽能無人機巡航時間長,飛行高度高,覆蓋區(qū)域廣,可以執(zhí)行多種任務(wù),具有普通飛行器不可替代的優(yōu)點,就拿彩虹太陽能無人機來說,其2萬米的飛行高度既可使它在云層之上更多收集太陽能,又能使它避開地面或空中的火力威脅。太陽能無人機由于省去了發(fā)動機等機械部件,其故障率也將大大降低,可以有效減少維護成本,未來,彩虹太陽能無人機如果能裝載偵察設(shè)備或武器系統(tǒng),將可以擔負起多種使命,在未來戰(zhàn)場上大顯身手。彩虹太陽能無人機在民用方面也具有廣泛用途,比如在發(fā)生地震等災(zāi)害時,可以替代中斷的通信,使受災(zāi)地區(qū)與外界保持聯(lián)絡(luò),此外還能執(zhí)行在臺風(fēng)上空飛行,跟蹤和檢測暴風(fēng)雨等任務(wù)。
太陽能無人機在今后的研究過程中,還有很多技術(shù)方面存在難題需要攻關(guān),比如平臺綜合技術(shù)、高效高能量密度太陽能及儲能能源系統(tǒng)、臨近空間高效電推進系統(tǒng)、臨近空間無人機飛行控制技術(shù)等。尤其是其飛行控制系統(tǒng),需要滿足航空器的系統(tǒng)組成形式和航天器的長時間工作、高可靠性、可重構(gòu)的技術(shù)要求,還需要大量的仿真平臺和實飛驗證。
今年2月,英國國防部就計劃采購兩架由歐洲空中客車防務(wù)與航天公司制造的“西風(fēng)-8”太陽能無人機,以進行作戰(zhàn)概念演示,2015年11月英國政府的國防戰(zhàn)略和安全評估指出,翼展達25米的“西風(fēng)-8”無人機可在2萬米高空飛行1個多月的時間,可以有效提高特種部隊的裝備能力,能夠承擔持續(xù)監(jiān)控和通信傳遞等任務(wù)。
系統(tǒng)簡介:太陽能無人機采用太陽能作動力源,其最大特征是續(xù)航時間長和巡航高度高。 可在指定地域高空持久飛行,支撐通信中繼、偵察監(jiān)視、移動通信、導(dǎo)航或視頻廣播服務(wù)等任務(wù)應(yīng)用。
主要指標:太陽能無人機其翼展45m,留空時間大于24小時,升限超過20km,載荷能力20kg。
優(yōu)勢特點:超長航時,未來留空時間可長達數(shù)月至數(shù)年。飛行高度高,高度達20km,任務(wù)區(qū)域廣闊。
系統(tǒng)應(yīng)用:持久對地偵察監(jiān)視,持久海洋監(jiān)視,持久數(shù)據(jù)中繼、4G/5G通信。
中國航天科技集團公司第十一研究院從事太陽能無人飛行器研究已十余年,其間成功突破了總體、氣動、結(jié)構(gòu)、飛行控制、能源和推進、應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù),通過技術(shù)驗證及大量實驗,驗證了系統(tǒng)設(shè)計和集成技術(shù),掌握了劇烈垂直氣流變化、大強度水平風(fēng)等多種風(fēng)場條件下的自主穩(wěn)定飛行技術(shù)。飛行試驗克服了復(fù)雜的氣象條件,圓滿完成各項指標的驗證,為后續(xù)飛行試驗提供了充分的飛行數(shù)據(jù)。試驗的成功開啟了我國太陽能無人飛行器探索的新篇章。
與傳統(tǒng)的以化學(xué)燃料為能源的飛機相比,太陽能無人飛行器以太陽光能為能源,是真正的綠色環(huán)保飛行器,且理論上擁有無限航時,可在高空持續(xù)飛行數(shù)月甚至數(shù)年,應(yīng)用前景十分廣闊。太陽能無人機采用太陽能作為動力源,其最大的特征是續(xù)航時間長和巡航高度高,可在指定的地域高空持久飛行,支撐通訊中繼、偵查監(jiān)視、移動通訊、導(dǎo)航或視頻廣播服務(wù)等任務(wù)。
在軍民融合深度發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下,彩虹系列無人機將目光瞄準了廣闊的民用市場。最新的太陽能無人機技術(shù)驗證機升限超過20000米,理論上具有無限的航時。彩虹系列無人機總設(shè)計師石文在接受采訪時表示,“目前谷歌、facebook都在推進依托熱氣球或無人機的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)項目,我們的太陽能無人機同樣有這樣的潛力,未來幾年有望達到世界頂尖水平。”(作者署名:科羅廖夫)