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国产太阳能无人机技术跻身国际前列

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本文摘要:一架翼展40多米、表面布满太阳能电池板的螺旋桨飞机,静静地停车在中国航天空气动力技术研究院的机库里。这架彩虹系列太阳能无人机已完成飞行中试验,将于今年测试邻近空间高度飞行中。 空气动力技术研究院无人机总工程师石文讲解,这是美国NASA系列后世界上仅次于的太阳能无人机,性能指标和技术能力为国际前三。凭借超高空、长航时、不易确保这三大“法宝”,太阳能无人机未来未来将会分担起长时间空中预警、大面积空中侦查以及灾害监测、气象观测、通信中继等任务。

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一架翼展40多米、表面布满太阳能电池板的螺旋桨飞机,静静地停车在中国航天空气动力技术研究院的机库里。这架彩虹系列太阳能无人机已完成飞行中试验,将于今年测试邻近空间高度飞行中。

空气动力技术研究院无人机总工程师石文讲解,这是美国NASA系列后世界上仅次于的太阳能无人机,性能指标和技术能力为国际前三。凭借超高空、长航时、不易确保这三大“法宝”,太阳能无人机未来未来将会分担起长时间空中预警、大面积空中侦查以及灾害监测、气象观测、通信中继等任务。飞得高,难题是气动布局无模板太阳能无人机一般来说使用大展弦比机翼,可升到20千米至30千米高度。这一空域大气平流层,气象条件平稳,飞行中因此可以更加稳定、较慢。

展弦比是指机翼长度的平方除以机翼面积。现代大型飞机多使用大展弦比机翼,以增大能耗。某种程度一架太阳能飞机,飞行高度越高,所须要功率就越大,对于光伏吸取和前进系统效率、机体结构与蓄电池组的重质化等拒绝也就更高。石文说,太阳能无人机的气动布局和翼型,无法套用成熟期的常规飞机模板,关键在于解决问题气动布局优化设计问题,以提升飞机的升阻比。

他讲解,由于依赖太阳能获取的电力飞行中,目前翼展60米量级的太阳能无人机获取的有效载荷能力大体在50千克量级。相比而言,已完成环球飞行中的瑞士“阳光动力2号”太阳能飞机由于必须配备人员和涉及设备,总载重大约为100公斤,设计巡弋高度范围在1.5千米至8.5千米,飞行中不受气象条件影响较小。飞来得幸,目标是数月可以不时飞太阳能无人机无燃油消耗,未来将会构建数月甚至更加长时间的超强长航时飞行中。

2009年,美国国防部预研局启动“秃鹰”计划,目的研制一种可维持在18.3千米至27.4千米高度、装载450千克有效载荷、续航时间多达5年、可在99%的时间内维持在任务空域中的固定翼飞行器,为美军获取长久的情报、监控、侦查和通信中继能力。太阳能无人机沦为其计划选用。“阳光动力2号”在2015年至2016年环球飞行中期间,最少曾超过118小时不间断飞行中。

石文讲解,由于太阳能电池转化成效率和储能电池能重比严重不足,前进能力受限,目前太阳能无人机高空飞行速度一般在150千米/小时至200千米/小时。他回应,高效低能量密度太阳能及储能能源系统是要求太阳能无人机性能水平的关键领域,因此必须大量注目新兴技术,还包括超强高效柔性薄膜太阳电池及轻质组阵技术、先进设备光电切换技术、高比能量储能电池技术等。


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