太陽能無人機(jī)被稱為“大氣層衛(wèi)星”磕潮，不僅具備超高空飛行能力豁登，而且因航時長、偵察范圍廣旷吱、生存能力強(qiáng)等特點虑涣，受到世界各國的關(guān)注。

翼展45米舰范、表面布滿太陽能電池板坪逃，造型奇特；未來一次飛行可達(dá)數(shù)月甚至數(shù)年冤兄，具備“準(zhǔn)衛(wèi)星”特點咬钝；可充當(dāng)空中移動WIFI基站、能高空實時監(jiān)視定位趋沧，應(yīng)用前景廣闊……前不久盈械，我國彩虹太陽能無人機(jī)成功完成20000米以上高空飛行試驗，使我國成為繼美、英之后案贩，第三個掌握臨近空間太陽能無人機(jī)技術(shù)的國家揣褂。

太陽能無人機(jī)被稱為“大氣層衛(wèi)星”，不僅具備超高空飛行能力攒庵，而且因航時長嘴纺、偵察范圍廣、生存能力強(qiáng)等特點浓冒，受到世界各國的關(guān)注栽渴。中國航天空氣動力技術(shù)研究院一直從事飛行器空氣動力綜合技術(shù)研究，這些年他們利用技術(shù)優(yōu)勢稳懒，將目光投向無人機(jī)領(lǐng)域闲擦，在推出彩虹系列察打一體無人機(jī)后，再次放飛了我國首架臨近空間太陽能無人機(jī)场梆。具備完全獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的太陽能無人機(jī)“一飛沖天”墅冷，成為中國“智造”的又一創(chuàng)新之作。

從“云下”到“云上”或油，“彩虹”跨越的不僅僅是高度

談到彩虹太陽能無人機(jī)寞忿，我們不妨首先看一組數(shù)據(jù)——

世界上最大的民航客機(jī)空客A380最大巡航高度：13000米；

美國最先進(jìn)的五代機(jī)F-22最大升限：19000米顶岸；

彩虹太陽能無人機(jī)飛行高度：20000-30000米腔彰。

從數(shù)據(jù)上可以看出，彩虹太陽能無人機(jī)明顯“高人一頭”拿酱，從“云下”到“云上”侄俐，飛上了一個新高度。

“彩虹”的“爬高”過程可不簡單聂帜。彩虹太陽能無人機(jī)項目啟動伊始您眉，研發(fā)團(tuán)隊便確立了超高空和長航時兩大目標(biāo)，讓“彩虹”在技術(shù)性能上達(dá)到甚至超越國外同類型無人機(jī)涡趟。

在裝備展示廳，筆者看到了彩虹太陽能無人機(jī)的模型涯翠。眼前的彩虹太陽能無人機(jī)造型奇特呼泪，整體設(shè)計簡約流暢，機(jī)翼像是一張加裝太陽能硅板的紙片憔吉。彩虹太陽能無人機(jī)總工程師石文介紹：“這種設(shè)計宗窗，是為了更好地提高無人機(jī)的升阻比，讓無人機(jī)飛得更高肿讽÷瘢”太陽能無人機(jī)完全依靠“吸收”太陽能維持飛行，如果白天“吃不飽”找田，晚上就會“餓肚子”歌憨，“飛得遠(yuǎn)”便是一紙空談着憨。在一次飛行論證中，研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)务嫡，隨著緯度甲抖、海拔等條件變化，電池板吸收轉(zhuǎn)化太陽能的效率會發(fā)生改變心铃，直接影響到無人機(jī)的飛行安全准谚。

“萬米高空可沒有加油站∪タ郏”石文對筆者說柱衔，能源問題是太陽能無人機(jī)研發(fā)過程中繞不過的“攔路虎”，研發(fā)人員多次對控制系統(tǒng)進(jìn)行升級愉棱，從外形的微小改進(jìn)到分系統(tǒng)的逐級優(yōu)化唆铐，最后利用高效率的太陽能電池板和輕質(zhì)高效的輸電電纜，延續(xù)了彩虹無人機(jī)的飛行時間羽氮。

載重能力超過國外同類型無人機(jī)或链、關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)國產(chǎn)化、在軍民領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景……作為中國“智造”的最新成果舀美，彩虹太陽能無人機(jī)憑借超高空嚎衡、長航時兩大“法寶”，達(dá)到世界先進(jìn)水平玉桅。

從構(gòu)思到首飛漓荞，中國“智造”追上了技術(shù)前沿

美國早在1980年便將太陽能無人機(jī)項目列入國家計劃，相繼研制出“探路者”“太陽神”等型號無人機(jī)掷锻。作為當(dāng)今太陽能無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)先國家拟卢，英國在2007年試飛的“微風(fēng)”無人機(jī)，空中飛行時間達(dá)到54個小時蔑来，飛行高度超過15000米绞甥。

在航空領(lǐng)域有一種說法，航空技術(shù)發(fā)展最忌諱“一出生澈虱，就落后”帖豫。

話雖這么說，但15年前太陽能無人機(jī)項目啟動時表牲，研發(fā)團(tuán)隊不得不面對技術(shù)層面上的一片空白镜伪。

國外的技術(shù)拿不來、學(xué)不到想幻，“彩虹”又是如何完成追趕粱栖，在太陽能無人機(jī)領(lǐng)域占據(jù)一席之地的？

對于這個問題，全程陪伴“彩虹”成長的石文最有發(fā)言權(quán)闹究。他把十幾年的心血全部傾注在“彩虹”項目上幔崖，親歷了“彩虹”研發(fā)背后的種種艱辛。

“為了讓‘彩虹’順利‘出生’跋核，我們進(jìn)行了大量試驗和論證岖瑰。”回想起那段歲月砂代，石文感慨地說蹋订，他們從飛機(jī)外形到內(nèi)部設(shè)計，甚至每一個細(xì)小零部件都要建立規(guī)劃圖和計劃表刻伊，保證技術(shù)參數(shù)全部達(dá)標(biāo)露戒。

第一架小型驗證機(jī)雖然只安裝了2個螺旋槳，但成功解決了如何“上天”的問題捶箱∏餍ぃ“上天”看起來不難，但對彩虹太陽能無人機(jī)來說并非一帆風(fēng)順相脱。理論分析乍询、建模仿真……盡管之前做了大量準(zhǔn)備工作，但在變幻莫測的高空環(huán)境下依舊會出現(xiàn)很多無法預(yù)料的情況绅拢，即使是突如其來的一陣風(fēng)椰锹，也會讓研發(fā)人員“心驚肉跳”。

石文清楚地記得濒聪，2013年啰蹲，驗證機(jī)在低空強(qiáng)紊流飛行時經(jīng)常左搖右晃。為了解決這個問題,研發(fā)團(tuán)隊在理論和工程層面展開艱難攻關(guān),歷時一年多,解決了無人機(jī)在復(fù)雜氣象條件下精確控制的問題,不但讓飛機(jī)飛了起來砍没，還飛得高懒竖、飛得穩(wěn)。

從平臺概念發(fā)展到小型驗證機(jī)鸥司，翼展從10米擴(kuò)展到45米舅洋，在百余次飛行試驗和后期改進(jìn)中，研發(fā)人員積累了豐富的試驗數(shù)據(jù)和使用經(jīng)驗培愁，并逐步建立完善了太陽能無人機(jī)的設(shè)計和試驗方案惨奕。“未來彩虹太陽能無人機(jī)還將向超高空竭钝、超長航時、大型化雹洗、實用化方向發(fā)展香罐，前景值得期待。”石文說庇茫。

從“滿載”到“減負(fù)”港粱，真正的“高大上”是高效實用

穿過林蔭小路，筆者來到一座半透明的玻璃廠房前旦签，在這里終于看到彩虹太陽能無人機(jī)的真面目查坪。整架無人機(jī)沒有蒙皮和鉚釘，機(jī)身全部用一種塑料薄膜包裹宁炫。石文對筆者說：“這種特殊的薄膜看似薄如蟬翼偿曙，但具備防熱、防壓羔巢、防紫外線等功能附直，大大提高了無人機(jī)在臨近空間的生存能力∨纾”

“我們研制無人機(jī)不是用來挑戰(zhàn)極限數(shù)據(jù)矢锯，而是為了高效實用∏锵停”石文說跛猛，經(jīng)過科學(xué)的論證和試驗，他們對無人機(jī)整體設(shè)計進(jìn)行“減負(fù)”爬喝，讓彩虹太陽能無人機(jī)飛起來更加輕盈儡绩。

從“滿載”到“減負(fù)”，石文形容在做一道“算術(shù)題”效益。彩虹太陽能無人機(jī)受到飛行重量的制約较搔，要想搭載更多的任務(wù)載荷，設(shè)計時必須對每個零部件的重量“錙銖必較”缔道，盡可能地減少無人機(jī)的自身重量屈淫。

每個零部件重量減少數(shù)克至數(shù)十克，整個系統(tǒng)就會有幾十公斤的“減負(fù)”享甸。這種精益求精的設(shè)計理念截碴，在彩虹太陽能無人機(jī)身上處處得到體現(xiàn)：機(jī)翼上布滿成千上萬塊小晶體硅太陽能電池，每一塊都經(jīng)過研發(fā)人員的精心設(shè)計蛉威；機(jī)翼與螺旋槳之間一根普通的連接桿日丹，濃縮了十幾項技術(shù)專利；連接機(jī)身和垂尾的尾撐有十幾米長蚯嫌，普通人一只手便可輕松提起……

科技的進(jìn)步哲虾，最終目的是要服務(wù)人類。只有找準(zhǔn)應(yīng)用市場择示，才有持續(xù)發(fā)展的空間和潛力束凑。根據(jù)發(fā)展規(guī)劃晒旅，彩虹太陽能無人機(jī)未來將具備“準(zhǔn)衛(wèi)星”的特點，作為空中平臺汪诉，提供持久的數(shù)據(jù)中繼和4G/5G通信废恋，部分替代通信衛(wèi)星功能，實現(xiàn)區(qū)域全覆蓋的不間斷態(tài)勢感知扒寄、中繼通信服務(wù)鱼鼓。

作為國內(nèi)知名的軍工研究院，“民用反哺軍用”是研發(fā)團(tuán)隊始終堅持的發(fā)展方向木冈。如何讓彩虹太陽能無人機(jī)乘著軍民融合的“東風(fēng)”飛向軍營半摔？石文告訴筆者，外軍給他們提供了一些經(jīng)驗晶睦。2009年碱框，美國國防部啟動了“禿鷲”項目，計劃研制一種續(xù)航時間為5年的太陽能無人機(jī)爱茫，可以執(zhí)行情報偵察册灾、監(jiān)視和通信中繼等軍事任務(wù)。

目前慰沸，研發(fā)團(tuán)隊已經(jīng)將太陽能無人機(jī)作為功能平臺拷拗，把加裝水文、氣象磷像、通信涩霞、監(jiān)視等功能模塊列入規(guī)劃。在軍民領(lǐng)域邦匆，彩虹太陽能無人機(jī)未來應(yīng)用前景廣闊睦绍。

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