「啟明星50」首飛成功,造一款長航時太陽能無人機難在哪裡?

看航空 發佈 2022-09-24T01:32:58.868116+00:00

9月3日,我國研製的第一款以太陽能為唯一動力能源的全電大型無人機平台——「啟明星50」大型太陽能無人機成功首飛。

9月3日,我國研製的第一款以太陽能為唯一動力能源的全電大型無人機平台——「啟明星50」大型太陽能無人機成功首飛。

作為一款能夠在高空連續飛行的「偽衛星」,「啟明星50」採用雙機身設計,巡航高度達2萬米以上,能夠在高空持續執行高空偵察、森林火情監測、大氣環境監測、地理測繪、通信中繼等任務。

此前,航空工業一飛院針對「啟明星」項目進行了兩個階段的技術驗證工作。

2016年,航空工業一飛院成功研製出10米翼展技術驗證機。

通過近兩年對高效氣動布局、輕質結構和能源綜合管理等關鍵技術的深化驗證,自主飛行、全系統驗證試飛、長航時試飛等試飛科目持續開展,於2018年9月實現了長航時連續飛行。

2018年5月,首架20米翼展驗證機機體完成製造,並於當年完成了系統功能試驗、結構剛度和模態耦合試驗、滑行試驗和遙控首飛,以及太陽能電池板鋪設等工作。

作為能夠在臨近空間長時間飛行的「偽衛星」,太陽能無人機平台用途甚廣:

在軍事方面,太陽能無人機飛行高度很高,可以避免地面攻擊,又同時具備衛星與飛機的對地測繪能力;

在民用方面,太陽能無人機可以作為空中中繼平台,提供通信服務。

此外,由於經濟成本的方面的優勢,太陽能無人機還可以在某些方面作為衛星功能的替代品。因此,近些年來各國航空製造業都在大力推進太陽能無人機的研發工作。

美國與歐洲

8月19日,空客公司主導研製的「西風」(Zephyr)無人機在美國亞利桑那州的試驗場墜毀。在墜毀前,「西風」已經不間斷飛行了64天。

「西風」太陽能無人機

「西風」的此次飛行源於由空客防務公司和美陸軍未來司令部(Army Futures Command)所共同組織的一次平流層飛行試驗。

「西風」並不是空客公司原創的項目,而是購買自英國QinetiQ公司。

2013年,空客防務公司從QinetiQ公司購買了「西風」無人機項目。在這一項目流失後,一些工程師離開了QinetiQ公司,成立了稜鏡(Prismatic)公司,並研發出了「西風」的競爭機型PHASA-35,「PHASA」代表持久的高空太陽能飛機,數字35代表翼展。

2019年,英國BAE系統公司收購了稜鏡公司,該項目也正式轉入BAE系統門下。2020年2月,PHASA-35在澳大利亞完成首飛。目前依然在研發改進中,目標性能是搭配鋰離子電池和超輕型砷化鎵太陽能電池,令其在2萬米高度停留長達12個月。

PHASA-35太陽能無人機概念圖

按照空客的設想,「西風」無人機在「視覺和感知」領域至少有12種應用,能夠搭載各種傳感器,包括紅外和高光譜成像、雷達成像、雷射成像探測和測距(LIDAR)、無源射頻監測(如SIGINT)和海上自動識別系統(AIS)等。

目前,空客似乎認為通信服務是「西風」最有前景的發展方向之一,畢竟與衛星相比,這種高空「偽衛星」的製造成本更低,而且覆蓋範圍靈活,沒有固定軌道。

2021年1月,空客與日本電報電話公司(NTT)、日本行動電話運營商Docomo以及日本廣播衛星運營商SKY Perfect JSAT簽署了一份諒解備忘錄。備忘錄約定,三方將綜合使用「西風」和衛星合作研發一個寬帶連接生態系統,為各種終端設備,尤其是鄉村、應急和海上等地區和場景下提供通信服務。

「西風」太陽能無人機

此外,2015年,空客曾就通信應用與英國國防部簽署了一份合同,為英國國防部所需要的軍事通信提供服務。服務使用了三款「西風」無人機,但在2019年,其中兩架飛機在從西澳大利亞溫德姆起飛時墜毀……此後的2021年,空客在澳大利亞建立了一個能夠專門運營無人機起降的機場。

在空客之外,美國政府也正在通過「廣撒網」的方式大力資助和推進太陽能無人機項目的發展,目前孵化項目包括「探路者」、「太陽鷹」和「太陽神」等。但截至目前,這些項目並沒有較大的進展。

「探路者」

「太陽鷹」

「太陽神」

美國空軍旗下的HiSentinel飛艇和HALE-D飛艇等太陽能飛艇項目也以失敗告終。

HiSentinel

HALE-D

印度

2021年,印度民營公司NewSpace與國有公司合作,啟動了一項名為「無限」(Infinity)的太陽能無人機項目。

按照規劃,該無人機的設計巡航高度為1.9萬米,可在平流層中停留長達90天。作為印度斯坦航空有限公司(HAL)2025年空中作戰集群系統(CATS)的子項目,「無限」無人機計劃在三到五年間完成製造並投入使用。

按照HAL的設想,「無限」無人機作為CATS計劃的一部分,將在敵方領土深處執行監視和通訊任務,並與CATS計劃內的其他有人和無人系統協作。當然,HAL也為「無限」設計了多種民用功能,包括為災害救援管理、自然資源管理和沿海航道監測等任務提供圖像和視頻。

日本

2018年,日本航空環境公司與日本電信公司SoftBank Corp成立了合資公司HAPS Mobile,專門開發商業用途的太陽能高空長航時無人機。

2020年9月,HAPS Mobile公司在美國新墨西哥州,對具有基站功能的Sunglider太陽能無人機進行了測試。

據稱,Sunglider翼展78米,飛行時長在20小時以上,是全球首個能在離地20千米的平流層同地面實現「LTE通信」的空中基站。

隨著全球各國對長航時太陽能無人機的研發推進,可以預測的是,在移動通信和網際網路接入、災害預警、海域監管、國家安全等方面,太陽能無人機著實大有用處。

但同時,已經發生的墜毀案例和失敗項目,也從側面表明太陽能無人機對研發設計有較高的要求。

首先,其機體結構決定了大展弦比的太陽能無人機易受不利天氣條件的影響,特別是在通過對流層,進行爬升和下降的過程中。

其次,太陽能無人機對能源轉換要求較高,電池轉化效率要高,儲能電池要保持強勁。如果這兩項要求無法被滿足,最終無人機會由於推力有限、續航時間不夠而失去經濟性。

此外,萬米高空中強烈的太陽輻射和紫外線對無人機電池的耐高(低)溫、耐輻射、耐腐蝕性要求也極高。

「啟明星50」的首飛成功表明我國在大型太陽能無人機領域已經實現了工程能力的躍升,為將來的帶載荷、長航時任務奠定了堅實基礎。

關鍵字:

差點因為香味跟男友分手,又不噴香水為什麼香香的?

2021-07-15T07:13:01.436528+00:00

最近發現男友身上都有淡淡的香味⋯

最近發現男友身上都有淡淡的香味⋯

 

那天跟男友出去

突然聞到一陣一陣的香味

我的木頭男友從來不會噴香水

但最後發現味道從他身上散發的

原本還以為他是不是出軌了😭

後來才發現⋯

是他新買的韓國果香沐浴露啦

 

我有問他怎麼會買這個沐浴露,他才說是朋友推薦他的【女生會很喜歡這個味道】

棉花的香味真的很療癒欸❤️

有種嬰兒寶寶軟綿綿的味道,有點難形容,是男女生都會愛的!

 

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