太陽能無人機(jī)被稱為“大氣層衛(wèi)星”兄渺，不僅具備超高空飛行能力就餐，而且因航時(shí)長(zhǎng)戴卜、偵察范圍廣捣域、生存能力強(qiáng)等特點(diǎn)啼染，受到世界各國(guó)的關(guān)注。

彩虹太陽能無人機(jī)“一飛沖天”

翼展45米焕梅、表面布滿太陽能電池板迹鹅，造型奇特；未來一次飛行可達(dá)數(shù)月甚至數(shù)年贞言，具備“準(zhǔn)衛(wèi)星”特點(diǎn)斜棚；可充當(dāng)空中移動(dòng)WIFI基站、能高空實(shí)時(shí)監(jiān)視定位该窗，應(yīng)用前景廣闊……前不久弟蚀，我國(guó)彩虹太陽能無人機(jī)成功完成20000米以上高空飛行試驗(yàn)，使我國(guó)成為繼美酗失、英之后义钉，第三個(gè)掌握臨近空間太陽能無人機(jī)技術(shù)的國(guó)家。

太陽能無人機(jī)被稱為“大氣層衛(wèi)星”级零，不僅具備超高空飛行能力断医，而且因航時(shí)長(zhǎng)、偵察范圍廣淤汽、生存能力強(qiáng)等特點(diǎn)葡谅，受到世界各國(guó)的關(guān)注。中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院一直從事飛行器空氣動(dòng)力綜合技術(shù)研究，這些年他們利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)括柿，將目光投向無人機(jī)領(lǐng)域忍抗，在推出彩虹系列察打一體無人機(jī)后，再次放飛了我國(guó)首架臨近空間太陽能無人機(jī)饲丢。具備完全獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的太陽能無人機(jī)“一飛沖天”付厦，成為中國(guó)“智造”的又一創(chuàng)新之作。

從“云下”到“云上”蜻弧，“彩虹”跨越的不僅僅是高度

談到彩虹太陽能無人機(jī)超默，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(guó)最先進(jìn)的五代機(jī)F-22最大升限：19000米吓挣；

彩虹太陽能無人機(jī)飛行高度：20000-30000米园环。

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”奄础，從“云下”到“云上”陋气，飛上了一個(gè)新高度。

“彩虹”的“爬高”過程可不簡(jiǎn)單引润。彩虹太陽能無人機(jī)項(xiàng)目啟動(dòng)伊始巩趁，研發(fā)團(tuán)隊(duì)便確立了超高空和長(zhǎng)航時(shí)兩大目標(biāo)，讓“彩虹”在技術(shù)性能上達(dá)到甚至超越國(guó)外同類型無人機(jī)淳附。

在裝備展示廳议慰，筆者看到了彩虹太陽能無人機(jī)的模型。眼前的彩虹太陽能無人機(jī)造型奇特燃观，整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約流暢褒脯，機(jī)翼像是一張加裝太陽能硅板的紙片。彩虹太陽能無人機(jī)總工程師石文介紹：“這種設(shè)計(jì)缆毁，是為了更好地提高無人機(jī)的升阻比番川，讓無人機(jī)飛得更高〖箍颍”太陽能無人機(jī)完全依靠“吸收”太陽能維持飛行颁督，如果白天“吃不飽”，晚上就會(huì)“餓肚子”浇雹，“飛得遠(yuǎn)”便是一紙空談沉御。在一次飛行論證中，研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)依筝，隨著緯度芋甸、海拔等條件變化，電池板吸收轉(zhuǎn)化太陽能的效率會(huì)發(fā)生改變剪莲，直接影響到無人機(jī)的飛行安全谬咽。

“萬米高空可沒有加油站叙傅。”石文對(duì)筆者說麸癌，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”熊赐，研發(fā)人員多次對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，從外形的微小改進(jìn)到分系統(tǒng)的逐級(jí)優(yōu)化性躬，最后利用高效率的太陽能電池板和輕質(zhì)高效的輸電電纜汛滩，延續(xù)了彩虹無人機(jī)的飛行時(shí)間。

載重能力超過國(guó)外同類型無人機(jī)俱挨、關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化函绊、在軍民領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景……作為中國(guó)“智造”的最新成果，彩虹太陽能無人機(jī)憑借超高空滨溉、長(zhǎng)航時(shí)兩大“法寶”什湘，達(dá)到世界先進(jìn)水平。

從構(gòu)思到首飛晦攒，中國(guó)“智造”追上了技術(shù)前沿

美國(guó)早在1980年便將太陽能無人機(jī)項(xiàng)目列入國(guó)家計(jì)劃，相繼研制出“探路者”“太陽神”等型號(hào)無人機(jī)得哆。作為當(dāng)今太陽能無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家脯颜，英國(guó)在2007年試飛的“微風(fēng)”無人機(jī)，空中飛行時(shí)間達(dá)到54個(gè)小時(shí)贩据，飛行高度超過15000米栋操。

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

話雖這么說，但15年前太陽能無人機(jī)項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)近上，研發(fā)團(tuán)隊(duì)不得不面對(duì)技術(shù)層面上的一片空白剔宪。

國(guó)外的技術(shù)拿不來、學(xué)不到壹无，“彩虹”又是如何完成追趕粱储，在太陽能無人機(jī)領(lǐng)域占據(jù)一席之地的？

對(duì)于這個(gè)問題启中，全程陪伴“彩虹”成長(zhǎng)的石文最有發(fā)言權(quán)庭训。他把十幾年的心血全部?jī)A注在“彩虹”項(xiàng)目上，親歷了“彩虹”研發(fā)背后的種種艱辛疯食。

“為了讓‘彩虹’順利‘出生’恰日，我們進(jìn)行了大量試驗(yàn)和論證∶访鳎”回想起那段歲月姐淫，石文感慨地說般迈，他們從飛機(jī)外形到內(nèi)部設(shè)計(jì)，甚至每一個(gè)細(xì)小零部件都要建立規(guī)劃圖和計(jì)劃表旱唧，保證技術(shù)參數(shù)全部達(dá)標(biāo)螺啤。

第一架小型驗(yàn)證機(jī)雖然只安裝了2個(gè)螺旋槳，但成功解決了如何“上天”的問題恤鞭√侍撸“上天”看起來不難，但對(duì)彩虹太陽能無人機(jī)來說并非一帆風(fēng)順牧愁。理論分析素邪、建模仿真……盡管之前做了大量準(zhǔn)備工作，但在變幻莫測(cè)的高空環(huán)境下依舊會(huì)出現(xiàn)很多無法預(yù)料的情況猪半，即使是突如其來的一陣風(fēng)兔朦，也會(huì)讓研發(fā)人員“心驚肉跳”。

石文清楚地記得磨确，2013年沽甥，驗(yàn)證機(jī)在低空強(qiáng)紊流飛行時(shí)經(jīng)常左搖右晃。為了解決這個(gè)問題,研發(fā)團(tuán)隊(duì)在理論和工程層面展開艱難攻關(guān),歷時(shí)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)飛了起來乏奥，還飛得高摆舟、飛得穩(wěn)。

從平臺(tái)概念發(fā)展到小型驗(yàn)證機(jī)邓了，翼展從10米擴(kuò)展到45米恨诱，在百余次飛行試驗(yàn)和后期改進(jìn)中，研發(fā)人員積累了豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和使用經(jīng)驗(yàn)骗炉，并逐步建立完善了太陽能無人機(jī)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方案照宝。“未來彩虹太陽能無人機(jī)還將向超高空榛覆、超長(zhǎng)航時(shí)巫顽、大型化、實(shí)用化方向發(fā)展鸥萌，前景值得期待幻渤。”石文說壹霍。

從“滿載”到“減負(fù)”牌完，真正的“高大上”是高效實(shí)用

穿過林蔭小路，筆者來到一座半透明的玻璃廠房前建鹿，在這里終于看到彩虹太陽能無人機(jī)的真面目坎谱。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捍瘩。石文對(duì)筆者說：“這種特殊的薄膜看似薄如蟬翼念婶，但具備防熱蓄揭、防壓、防紫外線等功能分搞，大大提高了無人機(jī)在臨近空間的生存能力儿捧。”

“我們研制無人機(jī)不是用來挑戰(zhàn)極限數(shù)據(jù)挑宠，而是為了高效實(shí)用菲盾。”石文說各淀，經(jīng)過科學(xué)的論證和試驗(yàn)懒鉴，他們對(duì)無人機(jī)整體設(shè)計(jì)進(jìn)行“減負(fù)”，讓彩虹太陽能無人機(jī)飛起來更加輕盈碎浇。

從“滿載”到“減負(fù)”临谱，石文形容在做一道“算術(shù)題”。彩虹太陽能無人機(jī)受到飛行重量的制約奴璃，要想搭載更多的任務(wù)載荷悉默，設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)每個(gè)零部件的重量“錙銖必較”，盡可能地減少無人機(jī)的自身重量苟穆。

每個(gè)零部件重量減少數(shù)克至數(shù)十克麦牺，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)有幾十公斤的“減負(fù)”。這種精益求精的設(shè)計(jì)理念鞭缭，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(jì)轮砸；機(jī)翼與螺旋槳之間一根普通的連接桿南链，濃縮了十幾項(xiàng)技術(shù)專利；連接機(jī)身和垂尾的尾撐有十幾米長(zhǎng)应胎，普通人一只手便可輕松提起……

科技的進(jìn)步衡服，最終目的是要服務(wù)人類。只有找準(zhǔn)應(yīng)用市場(chǎng)而逞，才有持續(xù)發(fā)展的空間和潛力免砖。根據(jù)發(fā)展規(guī)劃，彩虹太陽能無人機(jī)未來將具備“準(zhǔn)衛(wèi)星”的特點(diǎn)黄骇，作為空中平臺(tái)纸赦，提供持久的數(shù)據(jù)中繼和4G/5G通信，部分替代通信衛(wèi)星功能倒奋，實(shí)現(xiàn)區(qū)域全覆蓋的不間斷態(tài)勢(shì)感知醇电、中繼通信服務(wù)。

作為國(guó)內(nèi)知名的軍工研究院翰鲸，“民用反哺軍用”是研發(fā)團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持的發(fā)展方向复答。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(yíng)相速？石文告訴筆者，外軍給他們提供了一些經(jīng)驗(yàn)鲜锚。2009年突诬，美國(guó)國(guó)防部啟動(dòng)了“禿鷲”項(xiàng)目，計(jì)劃研制一種續(xù)航時(shí)間為5年的太陽能無人機(jī)芜繁，可以執(zhí)行情報(bào)偵察旺隙、監(jiān)視和通信中繼等軍事任務(wù)。

目前浆洗，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將太陽能無人機(jī)作為功能平臺(tái)催束，把加裝水文、氣象伏社、通信抠刺、監(jiān)視等功能模塊列入規(guī)劃。在軍民領(lǐng)域摘昌，彩虹太陽能無人機(jī)未來應(yīng)用前景廣闊速妖。

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