日前,空客公司成功完成其「西風」太陽能無人機的新一輪試飛活動。在試飛過程中,「西風」在平均海拔高度21000米的平流層飛行,翼展25米,重量不到75千克,晝間使用太陽能、夜間使用可充電電池推進,向我們展示了當前太陽能無人機發展的最新成果。
近年來,無人機產業的快速發展,加快了無人機應用的拓展和深化,為滿足不同領域應用需求,無人機種類變得愈發多元和豐富,太陽能無人機也應運而生。所謂太陽能無人機,是指依靠太陽能為動力源,這種無人機具有超長航時、持久留空、超高飛行、廣泛作業等特點。
藉助自身顯著優勢,太陽能無人機在軍民兩方面具有廣泛用武之地,價值也堪比準衛星。現實生活中,不少國家就將太陽能無人機用於大氣研究、天氣預報、環境及災害監測、交通管制監測、網際網路服務、電視服務以及軍事用途等,給人們的生產與生活帶去了諸多便利。
不過,要說太陽能無人機最佳的落地場景,無疑還是通信方面。太陽能無人機對於通信發展具有四方面的增值意義,其一是通過充當空中基站增強已有通信服務;其二是補盲偏遠地區的通信;其三是在突發災害時,提供應急通信;其四是滿足軍民雙方的遠程中繼通信。
基於以上通信價值,當前全球發力太陽能無人機的國家也不少。其中,美國和英國是最先入局的兩大玩家,前者在多年前就研發了「帕修斯」和「阿爾塔斯」太陽能無人機,而後者也早早研製出了微風」及「西風」系列太陽能無人機。
在這兩個國家之後,我國太陽能無人機發展也逐漸起步。2016年,我國西工大研發的「魅影太陽能無人機」橫空出世,揭開了國內太陽能無人機發展的序幕,之後「飛雲」工程順利開啟,「墨子II型」成功首飛,都標誌著我國在太陽能無人機發展上取得顯著成果。
綜合來看,現在入局太陽能無人機發展的國家數量眾多。包括英美中日韓等國家在內,各國都在加速技術研發和應用測試,國家間競爭愈發激烈,各玩家差距也不斷縮小。但儘管如此,我們還是要看到,當前全球太陽能無人機的發展還比較初級,發展速度也不夠快。
就拿上面提到的「西風」太陽能無人機為例。這款無人機早在很多年前就被研發了出來,但截至目前仍未大規模商用,期間一直在經歷不停的測試,整體應用進程比較緩慢。那麼,造成這種情況出現的主要原因是什麼呢?智能製造網認為,問題還是在關鍵技術突破上。
因為太陽能無人機的飛行高度和應用與普通無人機明顯不同,其性能要求也完全不一樣。對於太陽能無人機來說,如何讓其擁有持久動力源?如何在高空中穩定作業?是所有玩家關係的問題,但目前,太陽能無人機的電池技術和有效載荷還存在限制。
雖然太陽能無人機以太陽能為動力,但怎樣更高效率的將太陽能收集和轉化,以及將太陽能進行存儲,是獲得突破的難點。除此以外,由於太陽能無人機長時間在太陽之下,電池的耐高溫、抗拉伸等也面臨挑戰,這些都呼喚更先進的電池技術出現。
技術限制之外,有效載荷也是太陽能無人機需要解決的又一問題。太陽能無人機高空作業需要攜帶眾多設備,對載重要求很高。然而現實中,大部分國家的太陽能無人機還無法攜帶大型設備,這讓其實用性大打折扣,進而也導致規模化商用進程遭遇阻礙。
基於此,面對全球發力的火熱局面,未來太陽能無人機還需突破關鍵核心技術,才能飛向更廣闊的天地。