我國首個純太陽能無人機首飛成功!飛行高度可達2萬米,相當於一顆“偽衞星”_風聞
量子位-量子位官方账号-2022-09-05 16:27
豐色 發自 凹非寺 量子位 | 公眾號 QbitAI 盆友,猜猜眼前這個傢伙,是個什麼東西?
被網友戲稱為“晾衣架成精”的它,其實是一款太陽能無人機。 就在這兩天,它在陝西成功完成了全程26分鐘的試飛——
我國首款以太陽能為唯一動力的大型無人機也就此誕生。
這種無人機不需要任何其餘燃料,就可以在天上一直飛(理論上),是軍事等領域裏的重要技術。
值得注意的是,我國是第三個掌握該技術的國家。
相當於一顆“偽衞星” 這款無人機的名字叫**“啓明星50”**,來自中國航空工業集團公司第一飛機設計研究院(簡稱“航空工業一飛院”)。 除了“我國首款以太陽能為唯一動力能源”這個title,它也是:
首款採用雙機身佈局的大型無人機
首款超大展弦比高空低速無人機
其中,雙機身佈局好理解,這種設計最大的優點就是載重大、航程遠,因為雙機身可以帶來更長的機翼。 就像本次的“啓明星50”,翼展(機翼左右翼尖之間的距離)就有50米,跟普通民航飛機差不多(比如波音787為60.12米)。
據設計師介紹,“啓明星50”還採用了模塊化的設計,可以快速將單機拆為兩架飛機,或增加一個機身模塊。
接着,再來看超大展弦比。所謂“展弦比”,其計算方法是用翼展的平方除以翼面積。 所以越是外觀細長的機翼,其展弦比越大,展弦比越大,飛行時間就更長。
(在動物界,很多需要進行長距離飛行或長時間翱翔的鳥類,如信天翁和鷹,通常也具有大展弦比的翅膀。)
目前,“啓明星50”的設計目標是連續飛行7天。 據介紹,為提高光電轉換效率以及避免大氣劇烈擾動,“啓明星50”這種太陽能無人機的飛行高度均為平流層,巡航高度可達20000米以上。 理論上來講,它們可在空中停留長達數月乃至數年。 以上兩個基本特點(超長留空時間、大飛行高度)就跟衞星一樣,因此,太陽能無人機也被稱作**“偽衞星”,環保,成本更低。
當然,由於太陽能提供的功率所限,這種“偽衞星”的飛行速度只能達到100千米/小時左右(民航飛機的飛行速度為800千米/小時至1000千米/小時)。 所以我們也能看到“啓明星50”的機翼上全部貼滿了太陽能板。
所以,這種無人機有何用處?
答案是:高空偵察、森林火情監測、大氣環境監測、地理測繪、通信中繼等等,它都行。
尤其是通信,被認為是最佳的落地場景:既可以充當空中基站增強已有通信服務,也可以補盲偏遠地區,以及突發災害時提供應急,再就是軍事中的遠程中繼通信。
我國是第三個掌握該技術的國家 説起來,“啓明星50”倒不是我國第一個太陽能無人機。
2017年,由中國航天科技集團公司第十一研究院研發的**“彩虹”號**太陽能無人機試飛成功。 我國也由此成為繼美、英之後第三個掌握該技術的國家。
據悉,“彩虹”號的翼展為45米,留空時間大於24小時,升限超過20000米。
除了航空工業和航天科技,航天科工也在搞這項技術,他們代號為**“飛雲”**的無人機在2019年取得首飛成功。 這次“啓明星50”終於做到了真正的純太陽能,不過有知乎網友指出(@大河豚),我國的太陽能無人機據領先還有差距。
目前,由美國軍方和空客合作研發的Zephyr號,仍是世界上飛行時間最長的太陽能無人機,最高記錄為64天。 據悉,Zephyr的翼展為25m,重量不到75kg,一個Zephyr的覆蓋範圍可相當於250個信號塔。
除此,Facebook為了推行全球連網計劃也設計了一款太陽能無人機“Aquila”。
2017年,該機在第二次試飛中成功,飛行了1小時46分鐘。
參考鏈接:
[1]https://www.zhihu.com/question/551701071
[2]http://tv.cctv.cn/2022/09/04/VIDE8RfS1c1ayBM6fZMMbuUY220904.shtml
[3]http://m.stdaily.com/index/kejixinwen/202209/87cf31ba38db4f0e87f0bbfc335ebd15.shtml
[4]https://www.airbus.com/en/products-services/defence/uas/uas-solutions/zephyr