我國首個臨近空間太陽能無人機試飛成功

原標題:首個臨近空間太陽能無人機試飛成功

新華社北京6月13日電題：「攀上」2萬米天空的「彩虹」——首個臨近空間太陽能無人機試飛成功

新華社記者李松、白國龍

翼展45米、表面布滿太陽能電池板，外形「科幻」；未來一次飛行可達數月甚至數年，具備「准衛星」特徵；可充當「空中移動WIFI」基站、高空實時監視定位，應用前景廣闊……近日，彩虹太陽能無人機成功完成2萬米以上高空飛行試驗，這使成為繼美、英之後，第三個掌握臨近空間太陽能無人機技術的國家。

具備完全獨立自主知識產權的太陽能無人機「一飛衝天」，有望成為「智造」的又一經典之作。

超高空、長航時、易保障——「彩虹」攀上高空

最近，西北某機場，天氣晴朗，翼展達45米的彩虹太陽能無人機沿跑道緩緩滑出，並平穩飛離跑道，逐步攀升到2萬米的臨近空間。在逾15小時的飛行過程中，無人機飛行狀態平穩、姿態可控，有條不紊地按設計航跡飛行，最終實現平穩降落，試飛取得圓滿成功。

載重能力超過國外同類型無人機、關鍵技術實現國產化、在軍民領域有廣泛應用前景……作為「智造」的最新成果，彩虹太陽能無人機憑藉超高空、長航時、易保障三大「法寶」，邁向世界先進水平。

距離地面20—100公里的空域被稱為臨近空間，對於傳統燃料消耗型飛機而言，太過稀薄的空氣，讓發動機功率顯著下降，失去了「用武之地」。但這裡卻是全身布滿太陽能電池板的無人機展現優勢的空間，「依靠太陽光提供全機能源，電動螺旋槳推進，未來還有望實現數月甚至更長時間飛行，超高空、長航時讓太陽能無人機大展身手。」彩虹太陽能無人機項目負責人李廣佳介紹。

談及彩虹太陽能無人機的技術特點，彩虹系列無人機總工程師石文也是滔滔不絕，如數家珍，「彩虹太陽能無人機另一技術優勢，還在於具有較高的運行效費比。其機載系統簡單，也無需加油等保障設備。由於航時超長，完成持久性任務無需頻繁更替輪換。」

太陽能無人機以太陽光能作為能源，在白天將多餘能量儲存在蓄電池中。在夜晚，通過蓄電池持續飛行。「和以化學燃料為能源的飛機相比，太陽能飛機不污染大氣，是真正的綠色環保飛行器，也是未來無人機發展的重要方向。」石文說。

太陽能飛行「俱樂部」終佔一席之地

1917年英國人研製成功了世界上第一架無人機，自此拉開了全球無人機發展和創新的序幕。時至今日，太陽能飛機已經成為世界航空科學發展的前沿，是世界各國技術和產業競爭的重要領域，發展方興未艾，成果迭出，競爭也很激烈。

美國太陽能飛機研製起步較早，1980年便將太陽能飛機項目列入國家計劃，並相繼研製「探路者」「太陽神」等太陽能飛機；作為當今太陽能飛機發展的領先國家，2007年英國「微風」無人機在空中飛行時間達到54小時，飛行高度超過1.5萬米。

而不添加任何燃料、不排放任何污染物，實現環球飛行壯舉的瑞士「陽光動力２號」太陽能飛機更曾廣受關注。「陽光動力2號」以碳纖維為主材料，重量僅有2300千克，與一輛小型汽車相當。在2015-2016年環球飛行期間，最多曾達到118小時不間斷飛行，是世界太陽能飛機發展的重要成果之一。

太陽能飛機作為全世界競相研發的飛行器，各國之所以願意投入巨資和人才資源，除了其擁有廣闊的應用前景之外，還在於作為前沿科技產品，其技術和產業集成帶動能力相當強大。

「太陽能無人機工程涉及氣動、結構、儲能電池等多個技術領域，目前其關鍵技術仍是世界航空產業發展的難題，有不少技術空白點。」李廣佳告訴記者，在太陽能飛機發展領域，起步較晚，但獨具特色，以彩虹太陽能無人機為代表的飛行器進入臨近空間，展示了佔據該領域一席之地的雄心壯志。

彩虹起點高，一「出生」就站上了航空前沿

「彩虹起點高，一『出生』就站上了航空前沿。」通過彩虹太陽能無人機這一創新產品，技術團隊解決了總體、氣動、飛行控制、能源動力高效應用等關鍵技術難題。

航天科技集團公司第十一研究院是彩虹太陽能無人機的研製單位，其下屬的彩虹無人機科技有限公司副總工程師賈永清說，航空技術發展最忌「一出生，就落後」。彩虹太陽能無人機雖是從「一張白紙」起步的，但一開始就向世界最先進水平看齊。

任何科研進步都不是一帆風順的。在2013-2014年間，彩虹太陽能無人機研製也曾遇到巨大挑戰：飛機在低空強紊流飛行時經常「上躥下跳、左搖右晃」。為了解決這個問題，研製團隊艱難攻關，在理論和工程層面，歷時一年多，解決了無人機在複雜氣象條件下精確控制的問題，不但讓飛機飛了起來，還飛得穩、飛得高。

「同時，相關科研人員還通過實施無人機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低空及高空飛行試驗等，逐步建立完善了太陽能飛機的設計和試驗方案 。」賈永清說。

「依託彩虹太陽能無人機等項目的帶動，並配套研發高強度輕質石墨烯新材料、新型太陽能電池、新型儲能手段等技術和產品，有助於進一步推動航空產業的發展。」石文說，未來太陽能無人機還將向超高空、超長航時、大型化、實用化方向發展，前景值得期待。

數據中繼、高空監視、應急通信……「彩虹」未來前景廣闊

科技的進步，最終目的是要服務人類。只有找准應用市場，才有持續發展的基礎和潛力。類似彩虹太陽能無人機這樣的創新產品，「瞄準」了經濟社會發展應用需求，能提供多功能的技術服務和產品。

根據發展規劃，彩虹太陽能無人機未來將具備「准衛星」的特徵，作為空中平台，提供持久的數據中繼和4G/5G通信，部分替代通信衛星功能，實現區域全覆蓋的不間斷態勢感知、中繼通信服務。

例如，彩虹太陽能無人機一大應用前景，就是可以建設「空中移動WIFI」基站，為偏遠地區或海島提供較為便捷、廉價和響應迅速的移動通信和互聯網接入服務，避免傳統光纖或微波傳輸的巨大建設、使用和維護成本，降低信息化門檻。

「從經濟社會發展廣泛的領域而言，太陽能無人機服務領域還可以拓展到森林資源普查、農業普查、防洪防汛的監測預報、重大地質災害的實時評估與救援等。」石文說，在發生地震、洪災或森林火災時，還可替代中斷的通信，保持受災地區與外界的聯絡。