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新型彩虹太阳能无人机试飞成功

来源:人民日报海外版 作者:蒋建科 2017-06-14 09:55:43
  2017年5月末,由中国航天科技集团十一院研制的新型彩虹太阳能无人机在西北某地完成临近空间飞行试验,试验取得圆满成功。

  据十一院彩虹系列无人机总工程师石文介绍,这款太阳能无人机具备超长航时的特点,未来留空时间可长达数月至数年,且飞行高度高达20千米,任务区域广阔,具备“准卫星”特征,具有部署灵活、经济性好等优势,可广泛应用于军民融合领域,包括重大自然灾害预警、常态化海域监管、应急抢险救灾、反恐维稳等公益事业领域以及偏远地区互联网无线接入、移动通信、数字电视信号广播等商业及产业类领域。

  经过十余年坚持不懈的努力,十一院太阳能无人机团队解决了总体、气动、结构、飞行控制、能源动力高效应用等关键技术难题,初步建立了太阳能飞行器的设计和试验方法。据悉,该型太阳能无人机载重能力超过美国同类太阳能无人机,在此基础之上,很快大型高性能实用化的太阳能无人机将会翱翔于天空。这是我国首次成功研制的大型长航时临近空间太阳能无人机,填补了我国在这一领域的技术空白,核心关键技术和设备全部实现国产化,是支撑我国临近空间开发利用的重要基础手段,标志着我国已成为继美、英之后全球第三个掌握临近空间太阳能无人机技术的国家,进入了这一领域的“第一梯队”,是中国制造的又一经典之作。

  打造绿色环保飞行器

  石文说,随着太阳能新能源领域的发展,太阳能飞行器已经成为世界航空工业重点研究的新兴领域。太阳能飞行器顾名思义是一种以太阳光能作为能源的飞行器。白天,太阳能飞机依靠太阳电池的光电转换效应,为动力系统、航空电子设备及任务载荷提供能量,同时将多余的能量储存在蓄电池中。夜晚,它再通过蓄电池的电能持续飞行。和传统以化学燃料为能源的飞机相比,太阳能飞机不污染大气,是真正的绿色环保飞行器。

  太阳能无人机可具有高达20千米—30千米飞行高度、超长时间(几个月)的巡航能力,是其它高空长航时无人飞行器不可替代的。现在世界上通用的高空长航时无人机,大多使用吸气式发动机提供动力,一遇高空空气稀薄,发动机功率会大幅降低,油耗增高,因此,现有燃料消耗型飞机的飞行高度和续航能力很难进一步提高,而以太阳能为动力的飞机,完全可以弥补这些不足,飞得更高更远。

  石文说,太阳能无人机可以作为“大气层卫星”,代替低轨道卫星的一些功能。太阳能无人机飞行高度比一般飞机高,续航时间长,可部分替代成本较高的卫星,在局部形成持续的监视、信息中继能力。与卫星的周期性访问相比,太阳能无人机可实现区域持久驻留,其执行监视任务的时间/空间分辨率更高,区域通信能力更强,且起降场地简单,发射及运行成本更低。

  向临近空间高度迈进

  国外开展太阳能无人机研究的主要为美国和欧盟国家,比较著名的有Helios、Solong、Zephyr、HELIPLAT、Sky-Sailor,以及于去年完成全球飞行的瑞士太阳能飞机——阳光动力2。

  相比于阳光动力号,国际上面向未来实用需求而发展的太阳能飞机主要是太阳能无人机,其飞行高度更高,达到或接近临近空间的底层(20千米上下)。

  航天十一院自“十五”起,开始了太阳能无人机领域的研究。至今已经历了平台概念研究及小型验证机研制、关键技术研究和方案论证、结构样机试制和试验、技术验证机低空试飞等阶段。主要取得成果包括:完成了飞行平台技术验证和系统开发;探索了能源系统综合管理与集成;初步掌握太阳能飞机总体参数优化设计方法;初步掌握超轻质结构的设计与制造工艺方法;初步探索太阳能飞机真实环境的飞行策略;初步探索出太阳能飞机面临的关键技术点。

  航天十一院先后经历了平台概念研究及小型验证机研制、关键技术研究和方案论证、40余米翼展大尺度技术验证机低空及高空飞行试验等阶段。目前正在向临近空间高度持久飞行迈进。
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