文&圖/ 一飛院

2022年9月3日,由航空工業一飛院研制的“啟明星50”大型太陽能無人機在陜西榆林首飛成功。“啟明星50”大型太陽能無人機于當日17時50分起飛,空中飛行26分鐘, 18時16分平穩著陸,順利完成首飛任務,飛機狀態良好,各系統運行正常,首飛圓滿成功。
“啟明星50”是航空工業研制的首款超大展弦比高空低速無人機,首次采用雙機身布局的大型無人機,第一款以太陽能為唯一動力能源的全電大型無人機,是航空工業科技創新的重要成果。
據該無人機的技術負責人朱勝利介紹,“啟明星50”機翼展為50米量級,采用模塊化雙機身布局,6臺分布式電機螺旋槳提供動力,以鋪貼在機翼上表面的太陽能電池板為唯一能量來源,設計最高飛行高度可達2萬米以上,可實現連續跨晝夜飛行,是一款能夠在高空連續飛行的“偽衛星”。
使用太陽能,既高效、清潔、綠色、環保,又能長時間留空飛行,“啟明星50”的用途廣泛,可執行高空偵察、森林火情監測、大氣環境監測、地理測繪、通信中繼等任務。
該負責人表示,“啟明星50”的首飛成功,為航空工業大型太陽能無人機發展和型號立項奠定了堅實基礎,將進一步推動我國新能源領域、復合材料領域、飛行控制領域等關鍵技術發展,提升我國向臨近空間及遠洋遠海執行任務的能力。
太陽能無人機,顧名思義是以太陽能為動力源進行飛行和作業的無人機。其具有超長航時、持久留空、超高飛行、廣闊作業等主要特點,價值堪比“準衛星”,更具備部署靈活、經濟性好等優勢。
近年來,出于重大自然災害預警、高空海域巡視監管、應急搶險救災、反恐維穩、移動通信等目的,全世界各國都在大力投入、加速研發和積極布局太陽能無人機的發展,以期望能夠搶占未來無人機產業的新高地。


在太陽能無人機發展領域,美國和英國可以稱之為先行者與領頭羊。早在多年前,美國便由極光飛行科學公司和通用原子公司分別研制出了“帕修斯”和“阿爾塔斯”等型號的太陽能無人機。英國則是以驗證太陽能動力飛行關鍵技術為目標,早早研制出了“微風”及“西風”系列太陽能無人機,并在國防部門得到了有效應用。
國際太陽能無人機目前正在努力朝著第5個階段— 全面應用階段發展,即機體、能源系統、動力系統、任務系統都能實現很長的使用壽命,太陽能無人機將擁有長達數月乃至數年的留空能力。


超長航時太陽能無人機,即以太陽能為能量來源、可連續留空飛行數月乃至數年之久的無人機。為了提高光電轉換效率以及避免大氣劇烈擾動的不利影響,超長航時太陽能無人機一般在平流層飛行,巡航高度可達2萬米以上。因此,超長留空時間、大飛行高度(臨近空間)是超長航時太陽能無人機的基本特點。
此外,超長航時太陽能無人機的其他重要屬性還包括低速性和環保性等。受太陽能提供的功率所限,各種太陽能無人機的飛行速度并不快,只能達到100千米/小時左右;另外,太陽能無人機在飛行中不消耗各種燃料,不會造成大氣污染的排放物,環保特性優異,符合未來航空器的發展潮流。
目前中國無人機技術的發展已經走在世界前列,此次“啟明星50”大型太陽能無人機的首飛成功,也引起了國外媒體的關注。
新加坡《聯合早報》網站報道就分析稱,此次首飛成功,為中國航空工業大型太陽能無人機發展和型號立項奠定了堅實基礎。報道還提到,中國航空工業集團有限公司將以此為契機,面向市場、面向需求,抓緊機遇,乘勢而上,加快推進科技創新,加大創新研發投入,全面加速大型太陽能無人機的研制工作,持續引領行業自主創新發展。
俄羅斯電視臺網站報道認為,“啟明星50”可以完成目前由衛星執行的一些功能。該媒體也提到了“啟明星50”技術負責人稱其為“偽衛星”,并指出這種飛機可以執行高空偵察、森林火情監測、大氣環境監測、地理測繪、通信中繼等任務。
古巴國家通訊社(簡稱“拉美社”)的報道援引分析人士指出,此次中國“啟明星50”取得的成功也拓寬了新能源和航空工程的研發道路。
總之,太陽能無人機在軍用及民用方面,都具有深遠的應用空間,具備良好的商用價值,未來完全可以發展成為前景廣闊的軍事應用或商用服務項目,為我國的經濟、軍事和社會發展添油加力。