中國太陽能無人機可飛數年 未來「准衛星」雛形

【本報記者 劉 揚】由航天科技集團公司十一院研製的新型「彩虹」太陽能無人機，近日在西北某地圓滿完成臨近空間飛行試驗。這是首次成功研製的大型長航時臨近空間太陽能無人機，飛機的尺寸和重量僅次於美國，核心關鍵技術和設備全部實現國產化，標誌著已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。到底這一具有「准衛星特徵」、有能力留空數月甚至數年的黑科技無人機有多牛，它未來具有哪些應用前景？針對這些問題，《環球時報》記者14日專訪了「彩虹」系列無人機總師石文。

「2萬米具有很高的技術意義」

目前，官方對外發布的新型「彩虹」太陽能無人機的數據只有：翼展達到45米、飛行高度2萬米、在空時間超過15小時。從這幾個數據可以看出這款太陽能無人機的哪些性能呢？《環球時報》記者曾在研製方的廠房內近距離看到過試飛前的「彩虹」太陽能無人機，當時記者就被它巨大的翼展所震撼。45米是個什麼概念，波音737客機的翼展大概在不到30米。據「彩虹」系列無人機總師石文介紹，新型「彩虹」太陽能無人機採用太陽能作為動力源，初步具備2萬米高度飛行能力，任務區域廣闊，是未來「准衛星」的雛形。

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石文表示，新型「彩虹」太陽能無人機這次完成臨近空間飛行試驗的技術意義非常大。無人機很少有能飛到2萬米高度的，太陽能飛機飛到2萬米的更是少之又少。目前只有英美的幾款太陽能無人機做到過。英國的「西風」太陽能飛機本身自重就很小，翼載小於2公斤。而「彩虹」太陽能飛機的翼載能力和美國的相關型號都比較大，這麼重的飛機想要飛上天就需要各系統的效率都非常高。石文進一步解釋稱，太陽能飛機是多系統技術極限的組合與優化，因為太陽能的能量非常低，地面每平方米只有1千瓦左右，到了2萬米高空，也就是每平方米1.28千瓦，太陽能飛機機翼上所鋪設的太陽能電池每平方米能夠提供的能量又比這個低得多，這麼低的能量就要求飛機盡量輕量化，減小阻力，降低系統損耗，這樣才能真正實現很高的效率和超強的飛行能力。

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美國公司在代號為「禿鷹」的計劃中開發出一種太陽能飛機，它計劃在空中連續飛行5年。英國的「西風」太陽能飛機可以不間斷飛行半個月。那的太陽能飛機未來的在空時間大概是一個什麼量級呢？石文介紹說，新型「彩虹」太陽能無人機未來將具備超長航時特點，留空時間可長達數月至數年，「美國做到了的我們將繼續追趕，美國沒做到的，未來我們將進行超越」。

設想下頭頂上隨時都「掛」著「准衛星」

對於太陽能無人機的用途，石文表示，它具有部署靈活、經濟性好等優勢，可廣泛應用于軍民融合領域，包括重大自然災害預警、常態化海域監管、應急搶險救災、反恐維穩等公益事業領域，以及偏遠地區互聯網無線接入、移動通信、數字電視信號廣播等商業及產業類領域。具體來講，在人跡罕至的地區，比如赤道附近的海島、叢林地帶和沙漠地帶，「彩虹」太陽能無人機掛在天上，可以提供WiFi熱點以及4G、5G通信服務，費效比將可能遠高於衛星或常規動力無人機。

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像汶川地震那樣的突發自然災害，是否有可能在受災地區上空快速部署太陽能無人機呢？石文表示，遇到這樣的突發情況，派出普通長航時無人機緊急起飛快速飛到受災地區，至多留空一天左右就需要返航，而這種太陽能飛機的用法則完全不同：設想一下，未來的每個縣市都部署幾架這類無人機，它們就掛在1-2萬米的高空，一飛就是幾月甚至幾年，平時可以進行對地、對海觀測，比如觀測農作物生長、交通擁堵情況、安全維穩等。一旦有突發情況，太陽能無人機可以以100公里的時速迅速抵達相關空域，或者這類飛機本身就長時間掛在相關空域內。

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石文表示，如果將幾架太陽能無人機部署在相關海域上空，那幾個小時之內就可以進行數據重訪，甚至可以實現全天候不間斷監測。不僅成本比衛星低很多，而且數據重訪率也要高很多，這就意味著無論是對地面、海洋的數據觀測，效率都將大幅提升，再將無人機與互聯網、大數據、人工智慧結合，太陽能無人機就將成為持久觀測的利器。

對於太陽能無人機對地觀測的解析度，石文表示，商用衛星在幾百公里的高度都可以實現0.5米的解析度，那太陽能無人機距離地面只有20公里，只是衛星軌道高度的幾十分之一，亞米級或厘米級的解析度並不難實現。

「彩虹」太陽能無人機有望出口

在談到「彩虹」太陽能無人機的成本時，石文向《環球時報》記者表示，目前飛機成本不方便透露，隨著大批量的生產，成本一定會大幅降低。未來這種飛機的單價不一定會很便宜，但從任務實施的效果來看，使用成本可能會很低，不僅燃料可以節省大量成本，而且相比常規無人機機隊購置和維護成本也將大幅降低。對於未來試飛計劃，石文表示，就是瞄準一次飛行數月甚至幾年，充分發揮高空超長航時的特點。

石文強調，「彩虹」太陽能飛機的試飛，目前是一個技術進步，未來將是巨大的產業化機遇。太陽能飛機絕不僅僅是造幾架飛機，而是將在每個行業內都形成針對各自需求的應用與服務。如果的每個縣市上空都掛著幾架這樣的飛機，可以設想一下可能產生多大的經濟效益與社會效益。

石文還向《環球時報》記者透露，未來這款無人機完全有可能出口到「一帶一路」的國家和地區去。據他介紹，目前已經有不少感興趣的外國客戶向他們了解太陽能無人機的情況，「目前太陽能無人機還處於技術爬坡階段，再過一段時間才能形成可用的產品，這還依賴於各方面的技術進步」。▲