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专访彩虹太阳能无人机总师:核心设备国产化,可部分替代卫星

导读: 彩虹系列无人机总工程师石文近日接受记者专访时表示,彩虹太阳能无人机的核心关键技术和设备已经全部实现国产化。该机载重能力不亚于美国同类太阳能无人机。

近日,中国新型彩虹太阳能无人机在西北某地完成临近空间飞行试验,试验取得圆满成功。这使中国成为继美、英之后,第三个掌握临近空间太阳能无人机技术的国家。

在逾15小时的飞行过程中,无人机飞行状态平稳、姿态可控,有条不紊地按设计航迹飞行,最终平稳降落机场,试飞取得圆满成功。

彩虹系列无人机总工程师石文近日接受记者专访时表示,彩虹太阳能无人机的核心关键技术和设备已经全部实现国产化。该机载重能力不亚于美国同类太阳能无人机,它的诞生标志中国临近空间太阳能无人机技术已经跻身世界先进水平。

石文还表示,太阳能无人机能够实现长期不间断的持续飞行,若不考虑其部件的寿命,理论上可以“永久飞行”。彩虹太阳能无人机能飞到距地面20公里~100公里的临近空间,远超过普通飞机的飞行高度,可以替代卫星的某些功能,应用前景广阔。

5月24日,彩虹太阳能无人机试飞现场。 新华社 图大气层内的“卫星”

记者:这次彩虹太阳能无人机成功完成2万米以上高空飞行试验。中国成为继美、英之后,第三个掌握临近空间太阳能无人机技术的国家。请介绍一下彩虹太阳能无人机和这次试验。

石文:彩虹太阳能无人机是我们中国航天科技集团公司十一院自主研发的、采用太阳能作为动力的无人机,它的飞行高度超过2万米。这个无人机属于大型无人机,翼展达到了45米,我们在去年珠海航展上展出的最大无人机——彩虹-5(的翼展)只有20余米,可见彩虹太阳能无人机是非常大的。看过彩虹太阳能无人机照片的读者会发现,我们这个无人机有8个螺旋桨,这就表明着该机装备了8个发电动机。机翼上方基本上全部覆盖了太阳能电池板,这是无人机的动力来源。

这次试验我们4月份就进场,试验地点是西北的某机场。在首飞之前,我们进行了充分的准备。试验那天,天气晴朗,测试和检查结束之后我们就放飞了太阳能无人机,无人机平稳飞离跑道,逐步攀升到2万米的临近空间。飞行了15个多小时后无人机顺利返航,试验顺利完成。

记者:在去年珠海航展上,看到你们展出的彩虹-3、彩虹-4、彩虹-5等彩虹系列无人机,这些无人机的活塞发动机均使用石化燃料(航空汽油、煤油、重油),而这次你们试验的无人机采用太阳能。太阳能的优点毋庸置疑,但是世界大多数无人机并未采用,请问你们为何做出这样的选择?

石文:你刚刚提到其他彩虹系列无人机大多使用活塞式发动机,现在世界上通用的高空长航时无人机,大部分均采用活塞或涡轴等吸气式发动机。采用这些常规动力的长航时无人机一遇高空空气稀薄,发动机功率会大幅降低,油耗增高,因此,现有常规动力飞机的飞行高度和续航能力很难进一步提高。

而以太阳光能作为能源的无人机可以弥补这些不足,飞得更高更远。白天,太阳能无人机依靠太阳电池的光电转换效应,为动力系统、航空电子设备及任务载荷提供能量,同时将多余的能量储存在蓄电池中。夜晚,它再通过蓄电池的电能持续飞行。如果太阳能无人机每天白天存储的能量可以满足夜晚飞行的需要,就能够实现不间断的持续飞行,若不考虑其部件的寿命,理论上可以“永久飞行”。和传统以化学燃料为能源的飞机相比,太阳能无人机还有不污染大气的优势,是真正的绿色环保飞行器。

记者:我们注意到,这次彩虹太阳能无人机飞得很高,达到了2万米,处于临近空间,为什么要飞那么高?

石文:临近空间是指距地面20公里~100公里的空域,这个空域比较特殊,低轨卫星一般运行在离地面300公里的太空,而大气层内的飞机一般飞行在20公里以下的空域,所以,人类在很长一段时间没有充分重视和应用这个空域。临近空间空气稀薄,压力也小,特殊的环境让有人驾驶飞机“不愿意上去”,而航天器则“不能下来”。后来,随着技术的发展,人类发现了临近空间的巨大使用潜力,各种临近空间飞行器就出现了,临近空间太阳能无人机就是临近空间飞行器的一种。

由于我们研制的是无人机,那就不用考虑临近空间的恶劣环境对人的影响,技术上省去了这一难关。临近空间太阳能无人机之所以要飞那么高,就是为了利用这一空域的特殊环境,由于太阳能充足,可以为其提供足够的能源,加上在云层之上,大气稳定,平均风速比较小,利于无人机长时间飞行。此外,大家知道 站得高、看得远,临近空间无人机飞这么高,“看”得也就也远。

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