中國太陽能無人機戰鬥力嚇人，能在天上待好幾年？

中國首款大型長航時臨近空間太陽能無人機近日成功完成2萬米高空飛行試驗，未來留空時間可長達數月至數年，這標誌著中國已成為繼美、英之後第三個掌握該技術的國家。

太陽能無人機採用太陽能作為動力源，它具備超長航時的特點，未來留空時間可長達數月至數年，且飛行高度高，超過兩2米，任務區域廣闊，具備「准衛星」特徵，具有部署靈活、經濟性好等優勢。

可廣泛應用于軍民融合領域，包括重大自然災害預警、常態化海域監管、應急搶險救災、反恐維穩等公益事業領域以及偏遠地區互聯網無線接入、移動通信、數字電視信號廣播等商業及產業類領域。

這是中國首次成功研製的大型長航時臨近空間太陽能無人機，尺度和重量僅居美國之後，填補了中國在這一領域的技術空白，核心關鍵技術和設備全部實現國產化，是支撐中國臨近空間開發利用的重要基礎手段。

標誌著中國已成為繼美、英之後第三個掌握臨近空間太陽能無人機技術的國家，被視為中國製造的又一經典之作。

太陽能無人機是當今世界航空工業重點研究的新興領域，美歐等國計劃都將其作為高空長航時飛行平台。空氣動力技術研究院無人機總工程師石文介紹，這是美國NASA系列後世界上最大的太陽能無人機，性能指標和技術能力為國際前三。

憑藉超高空、長航時、易保障這三大「法寶」，太陽能無人機未來有望承擔起長時間空中預警、大面積空中偵察以及災害監測、氣象觀測、通信中繼等任務。

太陽能飛行器顧名思義是一種以太陽光能作為能源的飛行器。白天，飛行器依靠太陽電池的光電轉換效應，為動力系統、航空電子設備及任務載荷提供能量，同時將多餘的能量儲存在蓄電池中。

夜晚，它再通過蓄電池的電能持續飛行。如果不考慮部件壽命，這種飛行器理論上可以實現「永久飛行」。作為世界強國都在聚焦的太陽能無人機，則可具有數十千米的飛行高度、長達數月的巡航能力。

太陽能無人機也被稱為「大氣層衛星」，可代替低軌道衛星的部分功能。太陽能無人機可在局部形成持續的監視、信息中繼能力。

與衛星的周期性訪問相比，太陽能無人機可實現區域持久駐留，其執行監視任務的時間/空間解析度更高，區域通信能力更強，且起降場地簡單，發射及運行成本更低。

太陽能無人機的研究，成為世界強國的必爭之地，在美歐等國都在發展規劃中都將太陽能無人機作為高空長航時飛行平台，並向超高空化、超長航時化、大型化、實用化方向發展。

中國的彩虹系列太陽能無人機，近年來異軍突起，成為這一領域極具競爭力的選手。

中國航天空氣動力技術研究院的太陽能無人機研究，已先後突破了平台概念研究及小型驗證機研製、關鍵技術研究和方案論證、40餘米翼展大尺度技術驗證機飛行試驗等關鍵技術。

翼展長度達到40餘米的樣機，已完成多次飛行試驗，實現了小風速、劇烈垂直氣流變化、大強度水平風多種風場條件下的低空自主穩定飛行。

太陽能無人機通常採用大展弦比機翼，可升至20千米至30千米高度。這一空域大氣稀薄，氣象條件穩定，飛行因此可以更平穩、快速。展弦比是指機翼長度的平方除以機翼面積。

現代大型飛機多採用大展弦比機翼，以減小能耗。同樣一架太陽能飛機，飛行高度越高，所需功率就越大，對於光伏吸收和推進系統效率、機體結構與蓄電池組的輕質化等要求也就更高。

石文說，太陽能無人機的氣動布局和翼型，無法套用成熟的常規飛機模板，關鍵在於解決氣動布局優化設計問題，以提高飛機的升阻比。

他介紹，由於依靠太陽能提供的電力飛行，目前翼展60米量級的太陽能無人機提供的有效載荷能力大致在50千克量級。太陽能無人機無燃油消耗，有望實現數月甚至更長時間的超長航時飛行。石文介紹，由於太陽能電池轉化效率和儲能電池能重比不足，推進能力有限，目前太陽能無人機高空飛行速度一般在150千米／小時至200千米／小時。

他表示，高效高能量密度太陽能及儲能能源系統是決定太陽能無人機性能水平的關鍵領域，因此需要大量關注新興技術，包括超高效柔性薄膜太陽電池及輕質組陣技術、先進光電轉換技術、高比能量儲能電池技術等。

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