“彩虹”當(dāng)空舞

●程 醉

“彩虹”超高空太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)小檔案

翼展：45米

螺旋槳：8個(gè)

動(dòng)力：太陽(yáng)能

有效載荷：保密

航程：理論上“無(wú)限”

飛行高度：2萬(wàn)米以上

用途：中繼通信、氣象觀測(cè)、災(zāi)害監(jiān)控、空中預(yù)警

2017年5月，在中國(guó)西北某機(jī)場(chǎng)的跑道上，一架長(zhǎng)相奇特的飛機(jī)正在滑行。它的機(jī)翼長(zhǎng)達(dá)45米，外形好像一片十分狹長(zhǎng)的樹葉，兩個(gè)翼尖奇怪地上翹。由于機(jī)翼太有特點(diǎn)，它看上去好像沒有機(jī)身一樣，其實(shí)機(jī)身就隱藏在這片“狹長(zhǎng)的樹葉”中間。這是啥飛機(jī)呀，咋長(zhǎng)這種怪模樣？

滑行之后，它平穩(wěn)地飛離跑道，并且逐步攀升到距離地面2萬(wàn)米的臨近空間。15小時(shí)之后，它又飛了回來(lái)，平穩(wěn)地降落到地面。機(jī)場(chǎng)上的人立即歡呼起來(lái)，有一位戴眼鏡的老大爺還激動(dòng)得哭了……原來(lái)，它就是我國(guó)“彩虹”超高空太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)，這會(huì)兒它剛試飛成功！

知識(shí)卡

臨近空間

學(xué)術(shù)概念，指距地面20～100千米的空域。其下面的空域我們通常稱為“天空”，是傳統(tǒng)航空器的主要活動(dòng)空間；其上面的空域是我們平常說(shuō)的“太空”，是航天器的運(yùn)行空間。

“彩虹”的來(lái)歷

“彩虹”超高空太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)是由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第十一研究院研制的，它是我國(guó)第一款太陽(yáng)能臨近空間飛行器。

太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)用的是航空科學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)。美國(guó)人早就開始了這方面的研究，還研制出“太陽(yáng)神”“禿鷹”等太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)。英國(guó)人研制的“西風(fēng)”太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)則可以在21 600米的高度連續(xù)飛行336小時(shí)。我國(guó)是世界上極少數(shù)的掌握臨近空間太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)技術(shù)的國(guó)家之一。

知識(shí)卡

大展弦比

展弦比是指機(jī)翼長(zhǎng)度的平方除以機(jī)翼面積，大展弦比說(shuō)白了就是指“彩虹”的機(jī)翼特別長(zhǎng)、特別窄。

天高任我飛

“彩虹”超高空太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)最大的特點(diǎn)就是長(zhǎng)航時(shí)。長(zhǎng)航時(shí)，就是說(shuō)它在空中飛行的時(shí)間長(zhǎng)。“彩虹”是依靠陽(yáng)光來(lái)提供全機(jī)的能源，憑借電動(dòng)螺旋槳來(lái)推進(jìn)。因此，從理論上來(lái)說(shuō)，“彩虹”的滯空時(shí)間是無(wú)限長(zhǎng)的。當(dāng)然，這只是說(shuō)在理論上，它的零部件還是需要定期進(jìn)行維護(hù)的。

再說(shuō)了，不是誰(shuí)都能夠飛到2萬(wàn)米以上的臨近空間的。這個(gè)高度，一般的飛機(jī)得使出吃奶的勁兒才能爬上去，即便是“彩虹”采用了大展弦比的機(jī)翼設(shè)計(jì)，也得慢慢地、一步一步地飛到這個(gè)高度。

飛到了臨近空間，那只是萬(wàn)里長(zhǎng)征邁出了第一步。臨近空間的空氣十分稀薄，3萬(wàn)米高空的空氣密度僅相當(dāng)于海平面的1/70。這對(duì)于一般使用燃料的飛機(jī)來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率會(huì)顯著下降，即便是加滿油也飛不了多長(zhǎng)時(shí)間。

“彩虹”依靠太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能帶動(dòng)螺旋槳飛行，因此，它不但環(huán)保，而且不用考慮空氣是否稀薄的問題。在白天，它將多余的能量?jī)?chǔ)存在蓄電池中，到了夜晚，它就通過(guò)蓄電池中儲(chǔ)存的能量來(lái)繼續(xù)飛行。

所以，未來(lái)“彩虹”逐步成熟之后，在臨近空間能夠飛幾天、幾個(gè)月甚至幾年……

未來(lái)的“準(zhǔn)衛(wèi)星”

“彩虹”主要在臨近空間活動(dòng)，什么云霧、狂風(fēng)、暴雨等影響飛行器飛行的各種近地氣象條件幾乎都對(duì)它沒有影響。而且在這樣的超高空，太陽(yáng)光輻照已經(jīng)接近外太空，非常適合最大限度地利用太陽(yáng)能。

我國(guó)有很多沙漠、海島、戈壁等人煙稀少的地區(qū)，這里的人們傳遞信息主要依靠通信衛(wèi)星來(lái)中繼。但是衛(wèi)星的帶寬有限，并且價(jià)格昂貴，很難推廣普及?！安屎纭币坏┩度胧褂?，可攜帶通信中繼設(shè)備在超高空長(zhǎng)時(shí)間巡航，完全能夠代替衛(wèi)星來(lái)滿足這里人們的通信需求。

茫茫東海之上，假設(shè)突然開來(lái)了一支居心叵測(cè)的外國(guó)航母艦隊(duì)。雖然偵察衛(wèi)星早就發(fā)現(xiàn)了它們，但是衛(wèi)星太高了，只能看個(gè)大概，想得到更多情報(bào)怎么辦？當(dāng)然是派“彩虹”出動(dòng)啊，就在航母艦隊(duì)的上空陪著它們慢慢地飛。再利用攜帶的光學(xué)、紅外、遙感等設(shè)備，先給它們定個(gè)準(zhǔn)確的位，再不停地拍拍拍，任它們隱藏得多小心，所有的情報(bào)我們都能清楚地掌握……

“彩虹”超高空太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)工程涉及氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)能電池等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，在工程的帶動(dòng)下，我國(guó)已經(jīng)配套研發(fā)出高強(qiáng)度的輕質(zhì)石墨烯新材料、新型太陽(yáng)能電池、新型儲(chǔ)能手段等技術(shù)和產(chǎn)品。未來(lái)，我國(guó)太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)還將向超高空、超長(zhǎng)航時(shí)、大型化、實(shí)用化等方向繼續(xù)發(fā)展，敬請(qǐng)期待！