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設(shè)備與工具據(jù)中國航空新聞網(wǎng)10月31日?qǐng)?bào)道，由中國航空工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)研發(fā)的“啟明星”太陽能無人機(jī)大尺寸（20米翼展）技術(shù)驗(yàn)證機(jī)（下文簡(jiǎn)稱“啟明星”驗(yàn)證機(jī)）完成首飛，這是一飛院繼“10米級(jí)翼展”技術(shù)驗(yàn)證機(jī)完成長(zhǎng)航時(shí)試飛（于2018年9月實(shí)現(xiàn)了連續(xù)飛行超過5小時(shí)）后的又一創(chuàng)舉。
▲“啟明星”太陽能無人機(jī)大尺寸技術(shù)驗(yàn)證機(jī)的地面資料圖，其翼展達(dá)到20米，但由于采用了超輕型材料設(shè)計(jì)，僅需一個(gè)成年人就能扛起。（中國航空工業(yè)集團(tuán)有限公司）
據(jù)一飛院公開的官方資料顯示，“啟明星”驗(yàn)證機(jī)全機(jī)身采用超輕復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（翼展20米、弦長(zhǎng)1.1米，總重僅18.9千克，一個(gè)成年人就能輕松舉起），利用機(jī)翼上搭載的太陽能電池供電作為動(dòng)力，具備在2萬米以上高空巡航，以及連續(xù)進(jìn)行超長(zhǎng)航時(shí)留空飛行的能力，理論上可留空飛行數(shù)月之久，在軍用和民用領(lǐng)域都有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?
▲“啟明星”技術(shù)驗(yàn)證機(jī)試飛期間拍攝的航拍圖，可見機(jī)翼上的太陽能電池板。（中國航空工業(yè)集團(tuán)有限公司）
▲“啟明星”太陽能無人機(jī)大尺寸技術(shù)驗(yàn)證機(jī)成功首飛資料圖（中國航空工業(yè)集團(tuán)有限公司）
太陽能無人機(jī)是以太陽輻射為能源并結(jié)合蓄電池，從而實(shí)現(xiàn)高空長(zhǎng)航時(shí)飛行的飛行器。在白天，太陽輻射通過太陽能電池板轉(zhuǎn)換為電能，一部分用于飛行，一部分儲(chǔ)存在蓄電池中。到了夜間，通過蓄電池釋放的電能繼續(xù)驅(qū)動(dòng)飛機(jī)飛行，依次往復(fù)，就能實(shí)現(xiàn)不間斷飛行，具有飛行高度高、留空時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。世界上第一種太陽能無人機(jī)是美國研發(fā)的“日出1號(hào)”，該機(jī)共裝有4096塊單晶硅太陽能電池板，輸出功率450瓦，于1974年11月在加州成功首飛，飛行高度達(dá)到152米，此次首飛標(biāo)志著人類太陽能飛行時(shí)代的來臨。
此后，世界各國都對(duì)太陽能無人機(jī)的技術(shù)進(jìn)行了深入研究，例如美國國家航空航天局（NASA）于1999年推出了“太陽神”（Helios）大型太陽能無人機(jī)，外形尺寸達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄水平，僅翼展就有75米（超過美軍現(xiàn)役最大、翼展68米的C-5運(yùn)輸機(jī)），全機(jī)身采用碳纖維復(fù)合材料制造?！疤柹瘛庇?001年8月創(chuàng)造了固定翼飛機(jī)最長(zhǎng)時(shí)間水平飛行的新世界紀(jì)錄，該機(jī)在2.9萬米高空持續(xù)飛行超過40分鐘。
▲美國航空航天局研發(fā)的“太陽神”太陽能無人機(jī)試飛資料圖，翼展達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的78米，該機(jī)已于2003年因意外故障墜入太平洋。
除美國外，由英國國防部出資，英國凱奈蒂克公司研發(fā)的“西風(fēng)”-6太陽能無人機(jī)曾創(chuàng)造了無人機(jī)最長(zhǎng)飛行時(shí)間的世界紀(jì)錄，該型無人機(jī)全長(zhǎng)12.2米，全重327千克，最大巡航速度達(dá)到每秒70米，留空時(shí)間82小時(shí)37分鐘。凱奈蒂克公司后來又研發(fā)了性能更先進(jìn)的“西風(fēng)”-7，該型無人機(jī)于2010年7月打破太陽能無人機(jī)單次飛行時(shí)間最長(zhǎng)的世界紀(jì)錄，續(xù)航時(shí)間達(dá)到了336小時(shí)22分鐘（相當(dāng)于兩周時(shí)間），該記錄目前尚未被打破。由于性能優(yōu)異，英國皇家空軍后宣布采購該型無人機(jī)，并于2017年正式裝備部隊(duì)。
▲英國“西風(fēng)”-7太陽能無人機(jī)，該型機(jī)于2010年7月打破了太陽能無人機(jī)單次飛行時(shí)間最長(zhǎng)的世界紀(jì)錄，其續(xù)航時(shí)間達(dá)到了336小時(shí)22分鐘。
太陽能無人機(jī)的軍用潛力十分廣闊，專業(yè)人士曾計(jì)算過，如果使用上千架太陽能無人機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)全球主要地區(qū)的寬帶網(wǎng)絡(luò)無縫覆蓋，一架太陽能無人機(jī)覆蓋范圍相當(dāng)于200個(gè)地面基站。相比之下，太陽能無人機(jī)的有效載荷可達(dá)起飛重量的20%，而通信衛(wèi)星則不到0.5%。
此外，由于留空時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，太陽能無人機(jī)還能充當(dāng)大氣層內(nèi)的“偵察衛(wèi)星”，不僅比偵察衛(wèi)星的反應(yīng)速度更快（偵察衛(wèi)星的運(yùn)行軌道相對(duì)固定，飛越特定目標(biāo)上空的過頂時(shí)間也十分有限）且使用更為靈活，由于依靠太陽能供電，無需頻繁補(bǔ)給燃料， 獲得高分辨率照片的綜合成本只有偵察衛(wèi)星的七分之一。
▲由于具備超長(zhǎng)留空時(shí)間，超高飛行高度多種優(yōu)勢(shì)，太陽能無人機(jī)十分適合執(zhí)行對(duì)地偵察任務(wù)，圖為英國“西風(fēng)”-S太陽能無人機(jī)執(zhí)行邊境巡邏及對(duì)地探測(cè)宣傳圖。
對(duì)于中國太陽能無人機(jī)來說，軍用潛力還包括加裝量子雷達(dá)后，可在高空?qǐng)?zhí)行對(duì)敵軍隱身戰(zhàn)機(jī)的探測(cè)任務(wù)，以及搭載高分辨率光學(xué)偵察設(shè)備或遠(yuǎn)程雷達(dá)系統(tǒng)，用于在大洋上偵察敵軍航母打擊群的動(dòng)向，并為友軍執(zhí)行反航母作戰(zhàn)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新等，未來其究竟還會(huì)有哪些發(fā)展，值得人們拭目以待。
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