太陽能飛機是以太陽輻射作為推進能源的飛機。其動力裝置由太陽能電池組、直流電動機、減速器、螺旋槳和控制裝置等組成。目前,美國、英國、日本等國都在積極開展對太陽能飛機的研制。
20世紀80年代初,美國首先研制出名為“太陽挑戰者”號的單座太陽能飛機。該機翼展14.3米,空重90千克,機身表面共貼有16128片硅太陽能電池,在理想陽光照射下能輸出3000瓦以上的功率。1981年7月,它成功地由巴黎飛到英國,平均時速54千米,航程290千米,此時還是太陽能飛機的試驗研究階段。
在“太陽挑戰者”號的基礎上,美國又耗資約1500萬美元研制出更先進的太陽能飛機——“太陽神”號。它用碳纖維合成物制造,飛機僅重590公斤,比小型汽車還要輕;機身長2.4米,機翼全展達75米。機身上裝有14個螺旋槳,動力來源于機翼上的太陽能電池板。在早晨陽光不強時,其太陽能電池可提供10千瓦電能,使飛機能以每秒33米的速度爬升。中午,電池的電能可達40千瓦,動力性能最佳。晚上,飛機依靠儲存的電能進行巡航飛行。研究人員正在對“太陽神”的推進系統進行改造,希望它能最終達到3萬米的飛行高度。
而英國正在研制的太陽能飛機項目是“西風3號”輕型無人機。該機翼展達到36米,重量僅為12公斤,升限可達12萬米。2006年8月15日,英國研制的“西風”高空長航時太陽能無人機在美國新墨西哥州的白沙導彈靶場進行了一系列試飛。參加試飛的3架“西風”中的一架可連續飛行18小時,其中7小時是在夜間,創造了該機型連續飛行時間的新記錄。
現在通用的飛機,大多使用吸氣式發動機提供動力,一遇高空空氣稀薄,發動機功率下降,其飛行高度和續航能力很難進一步提高,而以太陽能為動力的飛機,完全可以彌補這些不足,從而使太陽能無人機在資源調查、環境監測以及軍事預警等方面有著廣泛用途。例如:在發生地震、洪災或森林火災時,可填補中斷的通信,使受災地區與外界保持聯絡;跟蹤和檢測暴風雨,到核爆現場采樣,在預定空域長時間盤旋偵查敵情,校炮或為戰機指引攻擊目標等等。目前,世界各國正在研制一種太陽能飛機,能在空中連續飛行數周甚至更長的時間,以滿足在戰區上空監視敵軍,并執行作戰、通信、指揮等軍事任務的需要。