太陽能無人機

太陽能飛機是以太陽輻射作為推進能源的飛機。太陽能飛機的動力裝置由太陽能電池組、直流電動機、減速器、螺旋槳和控制裝置組成。由于太陽輻射的能量密度小，為了獲得足夠的能量，飛機上應有較大的攝取陽光的表面積，以便鋪設太陽電池，因此太陽能飛機的機翼面積較大。

太陽能飛機是上世紀70年代隨著成本合理的太陽能電池的出現而問世的，當時只有微型型號，直到1980年才首次載人飛行，但從來沒有進行過載人整夜飛行，而且飛行距離一直較短。美國在20世紀80年代初研制出“太陽挑戰者”號單座太陽能飛機。飛機翼展14.3米，翼載荷為60帕(6公斤力／平方米)，飛機空重90千克，機翼和水平尾翼上表面共有16128片硅太陽電池，在理想陽光照射下能輸出3000瓦以上的功率。這架飛機1981年7月成功地由巴黎飛到英國，平均時速54千米，航程290千米。中國的“綠色先鋒”無人機

2002年，一項名為“綠色先鋒”的中國太陽能無人駕駛飛機探索研制計劃正式啟動，由珠海新概念航空器研究中心設計的世界首創的“復合飛翼”式太陽能無人機已經完成了原機1／4大小的技術驗證機試飛，2003年底1／2比例的技術驗證機也已騰空而起。這標志著我國在太陽能無人駕駛飛機研制方面取得了新的突破。據介紹，太陽能無人駕駛飛機由于能在高空長航時飛行而有著十分廣闊的應用前景。這種飛機在發生地震、洪災或者森林火災時，可以替代中斷的通信，使受災地區與外界保持聯絡；還能在臺風上空飛行，跟蹤和檢測暴風雨；此外還能到核爆現場采樣，在預定空域長時間盤旋偵查敵情，校炮或者為戰機指引攻擊目標。由于太陽能無人駕駛飛機綜合了現代尖端科學技術，我國在這方面起步比較遲。在國防科工委的支持下，目前珠海新概念航空器研究中心已經啟動的太陽能無人駕駛飛機研究項目(“綠色先鋒”)還屬技術探索性質，它填補了我國在太陽能無人機研制方面的不足。該機1／2比例的技術驗證機續航速度60千米／小時，續航時間大于10小時，活動半徑大于10千米，設計升限5000米。相信整機實現試飛時，這些數據都將大大超過技術驗證機。

美國的太陽能無人機

位于美國加州的AC推進公司是一家小型的研究公司，該公司研制無人機利用鋰離子膝上計算機電池存儲能量，而不使用燃料電池存儲能量，從而首次實現了利用太陽能飛行兩個完整夜晚的里程碑。這種太陽能無人機太陽能電池在機翼內，飛機機重12.8千克，翼展4.75米，起飛時使用飛機上的1馬力發動機，控制系統包括利用慣性、大氣和GPS參考的自動駕駛儀，一臺電視攝像機可以提供機頭前方的視野圖像。到目前為止，這架飛機在60多次250小時以上的飛行中，沒有受到嚴重的損壞。美國科學家正在研制一種太陽能螺旋槳無人機。這種無人機名叫“赫利奧期”，白天靠太陽能驅動，夜晚用新能源電池系統保障飛行。該機全部采用碳纖維復合材料制造，翼展比波音747還要長，達到76米，但重量卻僅為900千克，最高飛行速度為160千米，飛行高度為2.4萬米，比任何螺旋槳飛機都飛得高。太陽能無人機一次即可在空中飛行半年。每架機能為方圓65千米范圍內的互聯網內用戶提供相當于2000條高速數據傳輸線路的強大通信能力，但成本只有衛星系統的1／10。因此，用這種無人機代替衛星部署在大城市上空。既能大大提高現時通訊系統的傳輸能力，又能節約大量費用，預計它將成為21世紀無人機中的霸主。

英國的太陽能無人間諜機

據英國媒體報道，英國研究人員設計出了世界上首架太陽能無人駕駛間諜飛機，并在2006年試飛成功。該飛機可從6萬英尺(約合1.83萬米)的高空拍攝照片，為軍隊提供類似美國偵察衛星但卻更便宜的偵察手段。報道說，這架名為“西風”的太陽能間諜飛機在美國新墨西哥州成功進行了試飛，預計兩年內可在伊拉克和阿富汗服役。它可在空中停留3個月，向地面傳輸的照片可分辨10英寸(約合25.4厘米)見方的目標。它還可傳輸特種部隊在偏遠地點發出的無線電信號。英國凱奈蒂克公司“西風”項目負責人說：“我們并非要讓這種飛機取代衛星，而是作為一種補充，并且在許多方面更加有效。它肯定比較便宜。它可以自我維持運轉，不需要燃料。”據悉，制造一架“西風”太陽能間諜飛機需100萬歐元，而制造一顆衛星則至少要1500萬歐元。“西風”太陽能間諜飛機重量只有721磅(約合327千克)，主體是一個長40英尺(約合12，2米)、覆蓋了太陽能板的機翼。太陽能板為40個鋰電池充電，鋰電池驅動飛機上的兩個推進器。一種特制的航空潤滑油可以在極端氣溫條件下保護飛機的軸承。研制方說，目前尚未解決的問題是要找到一種可靠的方式發射太陽能間諜機，因為它無法依靠自身動力起飛。在日前的試飛中，它是由3名試驗人員牽引飛機沿跑道奔跑、使之乘風起飛的。2007年，英國制造的一架太陽能飛機創造了無人駕駛飛機的非正式持續飛行時間世界紀錄。這架創紀錄飛機名為“西風－6”(zephyr-6)，空中停留時間超過3天，日照條件下充電獲得的電量幫助它“熬”過漫漫長夜。目前，美軍正在尋找為地面部隊提供支持的新技術，此次飛行正是為美軍進行的一次示范。示范結果顯示，“西風－6”能夠成為一個完美的偵察平臺。除此之外，它也可以用于戰場通訊，傳遞相關信息。“西風－6”的飛行時間達到82小時37分鐘，打破了美國無人機“全球鷹”創造的30小時24分鐘的正式世界紀錄。乍看上去，靠螺旋槳推進的“西風－6”好像是一架模型飛機，它甚至可以靠人手推動起飛。它的翼展達到18米，采用了很多世界領先技術。機身結構使用超輕碳纖維材料，利用非晶硅太陽能電池陣列產生的電量飛行，陣列只有幾張紙那么厚，緊附在機翼上。為了“熬”過漫漫長夜，螺旋槳推進器靠白天充滿電的鋰一硫磺電池提供動力。“西風－6”能夠在極端溫度條件下執行任務，從亞利桑那州索諾蘭沙漠地表的45度高溫到18千米以上高空零下70度的低溫，“西風－6”都能頑強克服。