太陽能無人機飛翔在“第三極”的精靈

2017-08-04 11:34:14 科技日報　點擊量：評論 (0)

由中國航天科技集團研制的彩虹太陽能無人機近日開展了高空飛行驗證，在臨近空間高度成功試飛。有媒體稱，這標志著我國成為繼美、英之后第三個掌握臨近空間太陽能無人機技術(shù)的國家。臨近空間指距地面高度20千米到

由中國航天科技集團研制的“彩虹”太陽能無人機近日開展了高空飛行驗證，在臨近空間高度成功試飛。有媒體稱，這標志著我國成為繼美、英之后第三個掌握臨近空間太陽能無人機技術(shù)的國家。

臨近空間指距地面高度20千米到100千米之間的區(qū)域，處在傳統(tǒng)航天空間和航空空間之間。

中國航天科工集團三院302所臨近空間無人機技術(shù)研究室主任楊發(fā)友向科技日報記者介紹，作為獨立于空、天的“第三極”，臨近空間“上可入天、制天;下可制空、制地”，在遙感、通信、氣象探測等領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用價值和獨特戰(zhàn)略地位，已成為各強國爭相開發(fā)的新興戰(zhàn)略空間。不過，該區(qū)域空氣稀薄，并存在低溫、輻照、臭氧等嚴苛環(huán)境條件，常規(guī)飛行器無法在此飛行。好在其風(fēng)場條件穩(wěn)定和緩，為飛行器長時間駐留提供了可能。因此，臨近空間超長航時無人機如同活躍在“第三極”里的精靈，成為各國大力發(fā)展的新型裝備。

“臨近空間超長航時無人機能補充現(xiàn)有技術(shù)手段能力的不足，有效帶動相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用產(chǎn)業(yè)升級。”楊發(fā)友介紹，在遙感應(yīng)用方面，衛(wèi)星受作用距離限制，所提供數(shù)據(jù)的空間分辨率還不能完全滿足應(yīng)用需求，且存在重返周期長、運行軌道固定等問題;航空遙感手段受限較多，機場使用影響、飛行空域與民航航線沖突等都限制了航空遙感的應(yīng)用。以臨近空間無人機為平臺開展相關(guān)業(yè)務(wù)，與遙感衛(wèi)星相比距離遙感成像目標更近，能實現(xiàn)分米級或更高分辨率的圖像信息獲取，且使用機動靈活，不受軌道限制;與航空遙感相比飛行高度遠高于民航航線，且飛行航時長，無需頻繁起降，應(yīng)用受限很小。

在通信應(yīng)用方面，常規(guī)通信手段的能力在海洋或偏遠區(qū)域嚴重受限，地面基站無法全面覆蓋;通信衛(wèi)星受通信帶寬和使用成本等因素限制，用戶需求無法全面滿足。臨近空間無人機可集成通信中繼設(shè)備，持續(xù)執(zhí)行任務(wù)數(shù)天，并發(fā)揮飛行高度優(yōu)勢，覆蓋百公里以上半徑范圍的地面、海面用戶，為其提供通信信號接入服務(wù)。

氣象探測應(yīng)用方面，以臺風(fēng)探測預(yù)報為例，為提高臺風(fēng)預(yù)報精度，需采用接觸式探測獲取臺風(fēng)內(nèi)部氣象數(shù)據(jù)。臺風(fēng)風(fēng)眼墻高度在18千米左右，常規(guī)飛行器無法飛躍，更無法穿越，難以獲得臺風(fēng)眼內(nèi)氣象數(shù)據(jù)。臨近空間無人機可直接飛抵臺風(fēng)眼上方，伴隨臺風(fēng)飛行，在沿途收集臺風(fēng)眼內(nèi)部氣象數(shù)據(jù)，提升臺風(fēng)預(yù)報精度。

目前，國外已經(jīng)發(fā)展了十余型臨近空間超長航時無人機，取得了良好效益。

楊發(fā)友介紹，在美國，極光飛行科學(xué)公司和通用原子公司分別研制了“帕修斯”和“阿爾塔斯”等無人機，用于颶風(fēng)跟蹤探測，使颶風(fēng)的預(yù)報精度提升約20%。波音公司研制了“禿鷹”無人機用于廣域偵察監(jiān)視領(lǐng)域，并嘗試向預(yù)警探測領(lǐng)域拓展;正在研制的“鬼眼”無人機，瞄準了戰(zhàn)區(qū)通信中繼應(yīng)用需求。在美國國家航空航天局的支持下，航空環(huán)境公司研制了“太陽神”系列太陽能無人機，以滿足高空大氣環(huán)境研究和高空通信平臺等應(yīng)用需求。面向廣域互聯(lián)網(wǎng)接入應(yīng)用需求，谷歌公司正在研制“索拉拉”太陽能無人機，臉書公司正在研制“天鷹座”太陽能無人機。此外，英國以驗證太陽能動力飛行的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)為目標，研制了“西風(fēng)”系列太陽能無人機，其最新型號西風(fēng)-8無人機已被英國國防部采購。

在國內(nèi)，航天科工、航天科技、中航工業(yè)等單位開展了不同技術(shù)路線臨近空間超長航時無人機的相關(guān)研究。其中航天科工集團前期推出的“飛云”工程，旨在利用太陽能無人機集成空中局域網(wǎng)設(shè)備等通信載荷，為地面、海面目標提供通信信號接入服務(wù)，并可通過換裝任務(wù)載荷，拓展能力開展遙感類應(yīng)用。

責(zé)任編輯：lixin

免責(zé)聲明：本文僅代表作者個人觀點，與本站無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。

我要收藏

個贊