我國首架臨近空間太陽能無人機試飛成功

原標題:首架臨近空間太陽能無人機試飛成功

前不久，彩虹太陽能無人機成功完成20000米以上高空飛行試驗，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」，成為「智造」的又一創新之作。請關注今日《解放軍報》的報道——

萬米高空 「彩虹」掠過

——首架臨近空間太陽能無人機試飛成功

■胡爾根田沛羽孟嵐

彩虹太陽能無人機「一飛衝天」

翼展45米、表面布滿太陽能電池板，造型奇特；未來一次飛行可達數月甚至數年，具備「准衛星」特點；可充當空中移動WIFI基站、能高空實時監視定位，應用前景廣闊……前不久，彩虹太陽能無人機成功完成20000米以上高空飛行試驗，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。

太陽能無人機被稱為「大氣層衛星」，不僅具備超高空飛行能力，而且因航時長、偵察範圍廣、生存能力強等特點，受到世界各國的關注。航天空氣動力技術研究院一直從事飛行器空氣動力綜合技術研究，這些年他們利用技術優勢，將目光投向無人機領域，在推出彩虹系列察打一體無人機后，再次放飛了首架臨近空間太陽能無人機。具備完全獨立自主知識產權的太陽能無人機「一飛衝天」，成為「智造」的又一創新之作。

5月24日拍攝的彩虹太陽能無人機試飛現場。

從「雲下」到「雲上」，「彩虹」跨越的不僅僅是高度

談到彩虹太陽能無人機，我們不妨首先看一組數據——

世界上最大的民航客機空客A380最大巡航高度：13000米；

美國最先進的五代機F-22最大升限：19000米；

彩虹太陽能無人機飛行高度：20000-30000米。

從數據上可以看出，彩虹太陽能無人機明顯「高人一頭」，從「雲下」到「雲上」，飛上了一個新高度。

「彩虹」的「爬高」過程可不簡單。彩虹太陽能無人機項目啟動伊始，研發團隊便確立了超高空和長航時兩大目標，讓「彩虹」在技術性能上達到甚至超越國外同類型無人機。

在裝備展示廳，筆者看到了彩虹太陽能無人機的模型。眼前的彩虹太陽能無人機造型奇特，整體設計簡約流暢，機翼像是一張加裝太陽能硅板的紙片。彩虹太陽能無人機總工程師石文介紹：「這種設計，是為了更好地提高無人機的升阻比，讓無人機飛得更高。」太陽能無人機完全依靠「吸收」太陽能維持飛行，如果白天「吃不飽」，晚上就會「餓肚子」，「飛得遠」便是一紙空談。在一次飛行論證中，研發人員發現，隨著緯度、海拔等條件變化，電池板吸收轉化太陽能的效率會發生改變，直接影響到無人機的飛行安全。

「萬米高空可沒有加油站。」石文對筆者說，能源問題是太陽能無人機研發過程中繞不過的「攔路虎」，研發人員多次對控制系統進行升級，從外形的微小改進到分系統的逐級優化，最後利用高效率的太陽能電池板和輕質高效的輸電電纜，延續了彩虹無人機的飛行時間。

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、長航時兩大「法寶」，達到世界先進水平。

從構思到首飛，「智造」追上了技術前沿

美國早在1980年便將太陽能無人機項目列入國家計劃，相繼研製出「探路者」「太陽神」等型號無人機。作為當今太陽能無人機技術領先國家，英國在2007年試飛的「微風」無人機，空中飛行時間達到54個小時，飛行高度超過15000米。

在航空領域有一種說法，航空技術發展最忌諱「一出生，就落後」。

話雖這麼說，但15年前太陽能無人機項目啟動時，研發團隊不得不面對技術層面上的一片空白。

國外的技術拿不來、學不到，「彩虹」又是如何完成追趕，在太陽能無人機領域佔據一席之地的？

對於這個問題，全程陪伴「彩虹」成長的石文最有發言權。他把十幾年的心血全部傾注在「彩虹」項目上，親歷了「彩虹」研發背後的種種艱辛。

「為了讓『彩虹』順利『出生』，我們進行了大量試驗和論證。」回想起那段歲月，石文感慨地說，他們從飛機外形到內部設計，甚至每一個細小零部件都要建立規劃圖和計劃表，保證技術參數全部達標。

第一架小型驗證機雖然只安裝了2個螺旋槳，但成功解決了如何「上天」的問題。「上天」看起來不難，但對彩虹太陽能無人機來說並非一帆風順。理論分析、建模模擬……儘管之前做了大量準備工作，但在變幻莫測的高空環境下依舊會出現很多無法預料的情況，即使是突如其來的一陣風，也會讓研發人員「心驚肉跳」。

石文清楚地記得，2013年，驗證機在低空強紊流飛行時經常左搖右晃。為了解決這個問題,研發團隊在理論和工程層面展開艱難攻關,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，還飛得高、飛得穩。

從平台概念發展到小型驗證機，翼展從10米擴展到45米，在百餘次飛行試驗和後期改進中，研發人員積累了豐富的試驗數據和使用經驗，並逐步建立完善了太陽能無人機的設計和試驗方案。「未來彩虹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。」石文說。

從「滿載」到「減負」，真正的「高大上」是高效實用

穿過林蔭小路，筆者來到一座半透明的玻璃廠房前，在這裡終於看到彩虹太陽能無人機的真面目。整架無人機沒有蒙皮和鉚釘，機身全部用一種塑料薄膜包裹。石文對筆者說：「這種特殊的薄膜看似薄如蟬翼，但具備防熱、防壓、防紫外線等功能，大大提高了無人機在臨近空間的生存能力。」

「我們研製無人機不是用來挑戰極限數據，而是為了高效實用。」石文說，經過科學的論證和試驗，他們對無人機整體設計進行「減負」，讓彩虹太陽能無人機飛起來更加輕盈。

從「滿載」到「減負」，石文形容在做一道「算術題」。彩虹太陽能無人機受到飛行重量的制約，要想搭載更多的任務載荷，設計時必須對每個零部件的重量「錙銖必較」，儘可能地減少無人機的自身重量。

每個零部件重量減少數克至數十克，整個系統就會有幾十公斤的「減負」。這種精益求精的設計理念，在彩虹太陽能無人機身上處處得到體現：機翼上布滿成千上萬塊小晶體硅太陽能電池，每一塊都經過研發人員的精心設計；機翼與螺旋槳之間一根普通的連接桿，濃縮了十幾項技術專利；連接機身和垂尾的尾撐有十幾米長，普通人一隻手便可輕鬆提起……

科技的進步，最終目的是要服務人類。只有找准應用市場，才有持續發展的空間和潛力。根據發展規劃，彩虹太陽能無人機未來將具備「准衛星」的特點，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。

作為國內知名的軍工研究院，「民用反哺軍用」是研發團隊始終堅持的發展方向。如何讓彩虹太陽能無人機乘著軍民融合的「東風」飛向軍營？石文告訴筆者，外軍給他們提供了一些經驗。2009年，美國國防部啟動了「禿鷲」項目，計劃研製一種續航時間為5年的太陽能無人機，可以執行情報偵察、監視和通信中繼等軍事任務。

目前，研發團隊已經將太陽能無人機作為功能平台，把加裝水文、氣象、通信、監視等功能模塊列入規劃。在軍民領域，彩虹太陽能無人機未來應用前景廣闊。

彩虹家族的「型譜」

■張容瑢

提起彩虹無人機，可謂家喻戶曉。作為彩虹無人機的「娘家」——航天空氣動力技術研究院，自2000年進軍無人機領域，先後研製出多款彩虹無人機。這些無人機尺寸從小到大，起飛重量從輕到重，應用方面從偵察到察打一體，形成了較為完整的體系。下面我們來認識一下彩虹無人機家族的部分成員吧。

彩虹-1 開山之作

彩虹家族的「開山之作」當屬彩虹-1無人機，它採用火箭助推發射，傘降回收的方式，主要用於中近程距離偵察。彩虹-1作為彩虹家族的「老大哥」，在沒有任何經驗的情況下研製成功，對彩虹系列無人機發展有重大意義。

彩虹-4 經典之作

彩虹-4無人機作為彩虹家族的「經典之作」，曾出口多個國家，多次參與打擊恐怖分子等軍事行動。彩虹-4無人機首次提出以載荷、武器操作為中心的設計新理念與系統設計方法。高度智能化、低成本等特點，靠著「打」出來的名氣，讓它在國際市場有很強的競爭力。

彩虹-5 家族翹楚

作為彩虹家族的翹楚，彩虹-5無人機具有載重大、長航時、航程遠等特點，可掛載多種武器。彩虹-5可以與彩虹-4、彩虹-3無人機形成高低搭配，執行不同的作戰任務。根據作戰對象不同，彩虹-5可掛載不同重量級的對地攻擊導彈或制導炸彈，理論上一個架次可摧毀一個坦克連。

如何當好無人機飛行員

■珥賡

近年來，隨著無人機行業的快速發展，越來越多的人拿起搖桿成為無人機飛行員。要想成為一名合格的無人機飛行員，需要具備哪些基本素質？日前，筆者連線航天空氣動力技術研究院無人機飛行員教官呂松天，進行相關解讀。

呂松天：無人機飛行員在地面飛控室操縱飛機，雖然感觸不到激烈的戰場環境，但身邊的航空座椅、顯示屏與操作台、儀錶一項也不能少。飛控室的顯示屏上，不斷更新著飛行參數，飛行員通過這些數據監視飛機的飛行姿態。無人機飛行員雖遠離前線，但操縱無人機作戰絲毫不能鬆懈。成為一名合格的飛行員，須要闖過四道關。

第一關是心理關。從搏擊長空的王牌飛行員到坐鎮中軍帳的操作手，飛行員座椅上沒有了腳踏板、起落架收放桿等設備，只需要對著電腦屏幕點擊滑鼠、操縱搖桿，這對飛行員的飛行習慣、戰場感知、操作方式都是一個全新的挑戰。

第二關是體力關。執行任務時，無人機就像伺機而動的獵鷹。長達幾十個小時的任務監視，對飛行員的體能是極大的考驗。訓練中，教官可以隨時控制目標出現，檢驗學員能否在第一時間準確搜尋到目標。

第三關是技術關。飛行員不僅要掌握航理知識和操作技巧，更要具備特情處置、臨場判斷和偵察打擊的能力。教官會設置有針對性的模擬任務，讓飛行員熟練地使用無人機的各項功能，保證無人機發揮最大作戰效能。

第四關是協同關。無人機飛行並不是飛行員的單打獨鬥，而是幾個人的共同協作。飛行前，飛行員要與地面保障人員一同調試設備、打通鏈路；飛行中，飛行員既要與飛控室指揮員、監控員保持溝通，又要了解鏈路和設備運行情況，對偵察目標還要進行初步研判。