中國太陽能無人機(jī)未來可飛數(shù)年

本報(bào)記者 劉揚(yáng)

由中國航天科技集團(tuán)公司十一院研制的新型“彩虹”太陽能無人機(jī)，近日在中國西北某地圓滿完成臨近空間飛行試驗(yàn)。這是我國首次成功研制的大型長航時(shí)臨近空間太陽能無人機(jī)，飛機(jī)的尺寸和重量僅次于美國，核心關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，標(biāo)志著我國已成為繼美英之后第三個(gè)掌握臨近空間太陽能無人機(jī)技術(shù)的國家。到底這一具有“準(zhǔn)衛(wèi)星特征”、有能力留空數(shù)月甚至數(shù)年的黑科技無人機(jī)有多牛，它未來具有哪些應(yīng)用前景？針對這些問題，《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者14日專訪了“彩虹”系列無人機(jī)總師石文。

“2萬米具有很高的技術(shù)意義”

目前，官方對外發(fā)布的新型“彩虹”太陽能無人機(jī)的數(shù)據(jù)只有：翼展達(dá)到45米、飛行高度2萬米、在空時(shí)間超過15小時(shí)。從這幾個(gè)數(shù)據(jù)可以看出中國這款太陽能無人機(jī)的哪些性能呢？《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者曾在研制方的廠房內(nèi)近距離看到過試飛前的“彩虹”太陽能無人機(jī)，當(dāng)時(shí)記者就被它巨大的翼展所震撼。45米是個(gè)什么概念，波音737客機(jī)的翼展大概在不到30米。據(jù)“彩虹”系列無人機(jī)總師石文介紹，新型“彩虹”太陽能無人機(jī)采用太陽能作為動力源，初步具備2萬米高度飛行能力，任務(wù)區(qū)域廣闊，是未來“準(zhǔn)衛(wèi)星”的雛形。

石文表示，新型“彩虹”太陽能無人機(jī)這次完成臨近空間飛行試驗(yàn)的技術(shù)意義非常大。無人機(jī)很少有能飛到2萬米高度的，太陽能飛機(jī)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(jī)做到過。英國的“西風(fēng)”太陽能飛機(jī)本身自重就很小，翼載小于2公斤。而“彩虹”太陽能飛機(jī)的翼載能力和美國的相關(guān)型號都比較大，這么重的飛機(jī)想要飛上天就需要各系統(tǒng)的效率都非常高。石文進(jìn)一步解釋稱，太陽能飛機(jī)是多系統(tǒng)技術(shù)極限的組合與優(yōu)化，因?yàn)樘柲艿哪芰糠浅５停孛婷科椒矫字挥?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(jī)機(jī)翼上所鋪設(shè)的太陽能電池每平方米能夠提供的能量又比這個(gè)低得多，這么低的能量就要求飛機(jī)盡量輕量化，減小阻力，降低系統(tǒng)損耗，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)很高的效率和超強(qiáng)的飛行能力。

美國公司在代號為“禿鷹”的計(jì)劃中開發(fā)出一種太陽能飛機(jī)，它計(jì)劃在空中連續(xù)飛行5年。英國的“西風(fēng)”太陽能飛機(jī)可以不間斷飛行半個(gè)月。那中國的太陽能飛機(jī)未來的在空時(shí)間大概是一個(gè)什么量級呢？石文介紹說，新型“彩虹”太陽能無人機(jī)未來將具備超長航時(shí)特點(diǎn)，留空時(shí)間可長達(dá)數(shù)月至數(shù)年，“美國做到了的我們將繼續(xù)追趕，美國沒做到的，未來我們將進(jìn)行超越”。

設(shè)想下頭頂上隨時(shí)都“掛”著“準(zhǔn)衛(wèi)星”

對于太陽能無人機(jī)的用途，石文表示，它具有部署靈活、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于軍民融合領(lǐng)域，包括重大自然災(zāi)害預(yù)警、常態(tài)化海域監(jiān)管、應(yīng)急搶險(xiǎn)救災(zāi)、反恐維穩(wěn)等公益事業(yè)領(lǐng)域，以及偏遠(yuǎn)地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)無線接入、移動通信、數(shù)字電視信號廣

播等商業(yè)及產(chǎn)業(yè)類領(lǐng)域。具體來講，在人跡罕至的地區(qū)，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(jī)掛在天上，可以提供WiFi熱點(diǎn)以及4G、5G通信服務(wù)，費(fèi)效比將可能遠(yuǎn)高于衛(wèi)星或常規(guī)動力無人機(jī)。

像汶川地震那樣的突發(fā)自然災(zāi)害，是否有可能在受災(zāi)地區(qū)上空快速部署太陽能無人機(jī)呢？石文表示，遇到這樣的突發(fā)情況，派出普通長航時(shí)無人機(jī)緊急起飛快速飛到受災(zāi)地區(qū)，至多留空一天左右就需要返航，而這種太陽能飛機(jī)的用法則完全不同：設(shè)想一下，未來中國的每個(gè)縣市都部署幾架這類無人機(jī)，它們就掛在1-2萬米的高空，一飛就是幾月甚至幾年，平時(shí)可以進(jìn)行對地、對海觀測，比如觀測農(nóng)作物生長、交通擁堵情況、安全維穩(wěn)等。一旦有突發(fā)情況，太陽能無人機(jī)可以以100公里的時(shí)速迅速抵達(dá)相關(guān)空域，或者這類飛機(jī)本身就長時(shí)間掛在相關(guān)空域內(nèi)。

石文表示，如果將幾架太陽能無人機(jī)部署在相關(guān)海域上空，那幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)重訪，甚至可以實(shí)現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)測。不僅成本比衛(wèi)星低很多，而且數(shù)據(jù)重訪率也要高很多，這就意味著無論是對地面、海洋的數(shù)據(jù)觀測，效率都將大幅提升，再將無人機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能結(jié)合，太陽能無人機(jī)就將成為持久觀測的利器。

對于太陽能無人機(jī)對地觀測的分辨率，石文表示，商用衛(wèi)星在幾百公里的高度都可以實(shí)現(xiàn)0.5米的分辨率，那太陽能無人機(jī)距離地面只有20公里，只是衛(wèi)星軌道高度的幾十分之一，亞米級或厘米級的分辨率并不難實(shí)現(xiàn)。

“彩虹”太陽能無人機(jī)有望出口

在談到“彩虹”太陽能無人機(jī)的成本時(shí)，石文向《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，目前飛機(jī)成本不方便透露，隨著大批量的生產(chǎn)，成本一定會大幅降低。未來這種飛機(jī)的單價(jià)不一定會很便宜，但從任務(wù)實(shí)施的效果來看，使用成本可能會很低，不僅燃料可以節(jié)省大量成本，而且相比常規(guī)無人機(jī)機(jī)隊(duì)購置和維護(hù)成本也將大幅降低。對于未來試飛計(jì)劃，石文表示，就是瞄準(zhǔn)一次飛行數(shù)月甚至幾年，充分發(fā)揮高空超長航時(shí)的特點(diǎn)。

石文強(qiáng)調(diào)，“彩虹”太陽能飛機(jī)的試飛，目前是一個(gè)技術(shù)進(jìn)步，未來將是巨大的產(chǎn)業(yè)化機(jī)遇。太陽能飛機(jī)絕不僅僅是造幾架飛機(jī)，而是將在每個(gè)行業(yè)內(nèi)都形成針對各自需求的應(yīng)用與服務(wù)。如果中國的每個(gè)縣市上空都掛著幾架這樣的飛機(jī)，可以設(shè)想一下可能產(chǎn)生多大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

石文還向《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者透露，未來這款無人機(jī)完全有可能出口到“一帶一路”的國家和地區(qū)去。據(jù)他介紹，目前已經(jīng)有不少感興趣的外國客戶向他們了解太陽能無人機(jī)的情況，“目前太陽能無人機(jī)還處于技術(shù)爬坡階段，再過一段時(shí)間才能形成可用的產(chǎn)品，這還依賴于各方面的技術(shù)進(jìn)步”?！?/p>