我們打造了一架大號(hào)無人機(jī)，而且是太陽能的！近日，由航空工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)研發(fā)的“啟明星”太陽能無人機(jī)大尺寸（20m翼展）技術(shù)驗(yàn)證機(jī)完成首飛，這是一飛院繼該機(jī)10m翼展技術(shù)驗(yàn)證機(jī)完成長航時(shí)飛行驗(yàn)證之后的又一突破。

“啟明星”太陽能無人機(jī)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其綜合性能達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，是航空工業(yè)在大型無人機(jī)研制領(lǐng)域部署研發(fā)的重要?jiǎng)?chuàng)新成果，填補(bǔ)了航空工業(yè)在大型太陽能無人機(jī)研制領(lǐng)域的研究空白。

啟明星太陽能無人機(jī)是航空工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)研發(fā)的臨近空間高空長航時(shí)太陽能無人機(jī)。該機(jī)以太陽能輻射為能源來源，可在20000米處持續(xù)飛行數(shù)月，用于執(zhí)行偵察監(jiān)視、通信中繼、區(qū)域?qū)Ш胶鸵惑w化預(yù)警等任務(wù)，具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。目前，該機(jī)已經(jīng)完成大尺度（20m翼展）技術(shù)驗(yàn)證機(jī)首飛，正按計(jì)劃推進(jìn)系列化發(fā)展，將逐步成為國內(nèi)外太陽能無人機(jī)領(lǐng)域的開拓者和領(lǐng)導(dǎo)者。

說到這里，也許還有部分不明真相的吃瓜群眾心中對(duì)于什么是太陽能無人機(jī)、太陽能無人機(jī)為何是高技術(shù)領(lǐng)域還是有著無數(shù)的疑問，別著急，在以下的文字中為大家解答。

什么是太陽能無人機(jī)？

太陽能無人機(jī)是以太陽輻射為能源，結(jié)合蓄電池，實(shí)現(xiàn)高空長航時(shí)飛行的飛行器。在白天，太陽輻射通過太陽能電池板轉(zhuǎn)換為電能，一部分用于飛行，一部分儲(chǔ)存在蓄電池中；在夜間，通過蓄電池釋放的電能繼續(xù)驅(qū)動(dòng)飛機(jī)飛行，依次往復(fù)，就能實(shí)現(xiàn)不間斷的飛行。

太陽能無人機(jī)的工作原理是啥？

太陽能無人機(jī)白天通過機(jī)體表面鋪設(shè)的太陽能電池，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，維持動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備和任務(wù)系統(tǒng)正常工作，并對(duì)二次電池進(jìn)行充電；夜間釋放二次電池中儲(chǔ)存的電能，維持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

高空長航時(shí)太陽能無人機(jī)的優(yōu)勢是什么？

怎么說呢？舉幾個(gè)例子吧！上千架太陽能無人機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)全球主要地區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)無縫覆蓋。一架太陽能無人機(jī)覆蓋范圍相當(dāng)于約200個(gè)地面基站。太陽能無人機(jī)的有效載荷可達(dá)起飛重量的20%，通信衛(wèi)星不到0.5%。太陽能無人機(jī)獲得高分辨率照片的成本只有衛(wèi)星的1/7。

那高空長航時(shí)太陽能無人機(jī)研發(fā)有多難呢？

別著急，容小編喝口水慢慢說!

太陽能無人機(jī)≠無人機(jī)+太陽能電池板

雖說，太陽能飛機(jī)用到的太陽能電池板原理上跟普通太陽能電池板一樣，但太陽能到驅(qū)動(dòng)飛行，能量的利用率僅11%，這也就意味著，太陽能無人機(jī)的研發(fā)并非是簡單的“無人機(jī)”+“太陽能電池板”。

因?yàn)樾枰獫M足更高的轉(zhuǎn)換效率、曲面鋪設(shè)、超輕密度、跨高低溫工況等特殊需求，太陽能無人機(jī)上的太陽能電池板需要滿足更高的性能指標(biāo)，在設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)等多方面需要攻克一系列的工程技術(shù)問題。包括，太陽能無人機(jī)攜帶的蓄電池也是如此，要能量密度更高、環(huán)境要求更高、可靠性要求更高，這同樣是需要科研人員進(jìn)行大量的技術(shù)攻關(guān)。

太陽能無人機(jī)的總體設(shè)計(jì)還要解決：布局形式、太陽能電池板鋪設(shè)、蓄電池布置、電機(jī)和螺旋槳的推進(jìn)效率、任務(wù)載荷以及如何減小飛行阻力，如何控制飛機(jī)安全平穩(wěn)的飛行、航跡規(guī)劃等等方面一系列技術(shù)挑戰(zhàn)。也就是說，幾乎所有在常規(guī)飛機(jī)上使用到的設(shè)計(jì)技術(shù)與工程手段都需要進(jìn)行大量的更新。即使對(duì)于一飛院這樣設(shè)計(jì)過起飛重量200噸級(jí)大飛機(jī)的大中型軍民用設(shè)計(jì)研究院，技術(shù)攻關(guān)過程也是充滿了艱辛與坎坷。技術(shù)團(tuán)隊(duì)在突破了一個(gè)又一個(gè)技術(shù)難關(guān)的同時(shí)，完成了全尺寸太陽能無人機(jī)的全部設(shè)計(jì)工作。

在超輕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，一飛院取得了重大突破，滿足了幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的重量指標(biāo)。比如超輕機(jī)翼結(jié)構(gòu)，翼展20米，弦長1.1米，與機(jī)身、短艙、起落架都有重要連接接頭，但總重量僅18.9千克，一個(gè)成年人就可以輕松舉起一副20米的機(jī)翼。

馭光飛行 大尺寸、高裝載、長航時(shí)

“啟明星”太陽能無人機(jī)具有飛行高度高，滯空時(shí)間長等特點(diǎn)，理論上可連續(xù)留空數(shù)月乃至數(shù)年之久，具有部署靈活、使用便捷、可靠性高、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，可作為大氣層內(nèi)偽衛(wèi)星使用，執(zhí)行偵察監(jiān)視、區(qū)域?qū)Ш?、通信中繼、一體化預(yù)警等任務(wù)，其軍民用途非常廣泛，可與軌道衛(wèi)星、高空飛艇、常規(guī)動(dòng)力飛機(jī)、地基雷達(dá)等構(gòu)成更加完善的信息支援體系。

一飛院通過大尺寸（20m翼展）技術(shù)驗(yàn)證機(jī)的研制和首飛，開展了大量的地面試驗(yàn)和風(fēng)洞試驗(yàn)，設(shè)計(jì)制造了不同尺寸的縮比驗(yàn)證機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，同時(shí)，進(jìn)一步掌握了太陽能無人機(jī)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和飛行驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)，建立了科學(xué)完備的設(shè)計(jì)、計(jì)算和試驗(yàn)方法，獲得大量的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和飛行數(shù)據(jù)，為后續(xù)大型太陽能無人機(jī)全尺寸研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

“啟明星”太陽能無人機(jī)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其綜合性能達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，是航空工業(yè)在大型無人機(jī)研制領(lǐng)域部署研發(fā)的重要?jiǎng)?chuàng)新成果，填補(bǔ)了航空工業(yè)在大型太陽能無人機(jī)研制領(lǐng)域的研究空白。后續(xù)，一飛院將以“啟明星”太陽能無人機(jī)為基礎(chǔ)，持續(xù)深化該領(lǐng)域的相關(guān)研究，向研發(fā)大尺度、高裝載和長航時(shí)的先進(jìn)太陽能無人機(jī)方向大步邁進(jìn)。