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2023-01-31
我國首個(gè)純太陽能無人機(jī)首飛成功!飛行高度2萬，相當(dāng)于“偽衛(wèi)星”
更新時(shí)間：2022-09-05 18:05:19作者：未知
豐色 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
盆友，猜猜眼前這個(gè)家伙，是個(gè)什么東西？
被網(wǎng)友戲稱為“晾衣架成精”的它，其實(shí)是一款太陽能無人機(jī)。
就在這兩天，它在陜西成功完成了全程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(jī)也就此誕生。
這種無人機(jī)不需要任何其余燃料，就可以在天上一直飛（理論上），是軍事等領(lǐng)域里的重要技術(shù)。
值得注意的是，我國是第三個(gè)掌握該技術(shù)的國家。
相當(dāng)于一顆“偽衛(wèi)星”
這款無人機(jī)的名字叫“啟明星50”，來自中國航空工業(yè)集團(tuán)公司第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院（簡稱“航空工業(yè)一飛院”）。
除了“我國首款以太陽能為唯一動力能源”這個(gè)title，它也是：
其中，雙機(jī)身布局好理解，這種設(shè)計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)就是載重大、航程遠(yuǎn)，因?yàn)殡p機(jī)身可以帶來更長的機(jī)翼。
就像本次的“啟明星50”，翼展（機(jī)翼左右翼尖之間的距離）就有50米，跟普通民航飛機(jī)差不多（比如波音787為60.12米）。
據(jù)設(shè)計(jì)師介紹，“啟明星50”還采用了模塊化的設(shè)計(jì)，可以快速將單機(jī)拆為兩架飛機(jī)，或增加一個(gè)機(jī)身模塊。
接著，再來看超大展弦比。所謂“展弦比”，其計(jì)算方法是用翼展的平方除以翼面積。
所以越是外觀細(xì)長的機(jī)翼，其展弦比越大，展弦比越大，飛行時(shí)間就更長。
（在動物界，很多需要進(jìn)行長距離飛行或長時(shí)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，“啟明星50”的設(shè)計(jì)目標(biāo)是連續(xù)飛行7天。
據(jù)介紹，為提高光電轉(zhuǎn)換效率以及避免大氣劇烈擾動，“啟明星50”這種太陽能無人機(jī)的飛行高度均為平流層，巡航高度可達(dá)20000米以上。
理論上來講，它們可在空中停留長達(dá)數(shù)月乃至數(shù)年。
以上兩個(gè)基本特點(diǎn)（超長留空時(shí)間、大飛行高度）就跟衛(wèi)星一樣，因此，太陽能無人機(jī)也被稱作**“偽衛(wèi)星”，環(huán)保，成本更低。
當(dāng)然，由于太陽能提供的功率所限，這種“偽衛(wèi)星”的飛行速度只能達(dá)到100千米/小時(shí)左右（民航飛機(jī)的飛行速度為800千米/小時(shí)至1000千米/小時(shí)）。
所以我們也能看到“啟明星50”的機(jī)翼上全部貼滿了太陽能板。
所以，這種無人機(jī)有何用處？
答案是：高空偵察、森林火情監(jiān)測、大氣環(huán)境監(jiān)測、地理測繪、通信中繼等等，它都行。
尤其是通信，被認(rèn)為是最佳的落地場景：既可以充當(dāng)空中基站增強(qiáng)已有通信服務(wù)，也可以補(bǔ)盲偏遠(yuǎn)地區(qū)，以及突發(fā)災(zāi)害時(shí)提供應(yīng)急，再就是軍事中的遠(yuǎn)程中繼通信。
我國是第三個(gè)掌握該技術(shù)的國家
說起來，“啟明星50”倒不是我國第一個(gè)太陽能無人機(jī)。
2017年，由中國航天科技集團(tuán)公司第十一研究院研發(fā)的“彩虹”號太陽能無人機(jī)試飛成功。
我國也由此成為繼美、英之后第三個(gè)掌握該技術(shù)的國家。
據(jù)悉，“彩虹”號的翼展為45米，留空時(shí)間大于24小時(shí)，升限超過20000米。
除了航空工業(yè)和航天科技，航天科工也在搞這項(xiàng)技術(shù)，他們代號為“飛云”的無人機(jī)在2019年取得首飛成功。
這次“啟明星50”終于做到了真正的純太陽能，不過有知乎網(wǎng)友指出（@大河豚），我國的太陽能無人機(jī)據(jù)領(lǐng)先還有差距。
目前，由美國軍方和空客合作研發(fā)的Zephyr號，仍是世界上飛行時(shí)間最長的太陽能無人機(jī)，最高記錄為64天。
據(jù)悉，Zephyr的翼展為25m，重量不到75kg，一個(gè)Zephyr的覆蓋范圍可相當(dāng)于250個(gè)信號塔。
除此，F(xiàn)acebook為了推行全球連網(wǎng)計(jì)劃也設(shè)計(jì)了一款太陽能無人機(jī)“Aquila”。
2017年，該機(jī)在第二次試飛中成功，飛行了1小時(shí)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