應用廣泛的太陽能無人機

林寬雨

前不久，一則關于“啟明星50”首飛成功的消息登上各大新聞版面的頭條?？吹健皢⒚餍恰?個字，相信很多人會想到金星，因為在古代，這顆行星也被人們稱為啟明星。不過，這次登上新聞頭條的并不是地球的這個老鄰居，而是我國名為“啟明星50”的大型太陽能無人機。雖然大家都聽說過無人機，但是了解太陽能無人機的人可能并不多。今天，我們就一起來聊聊這個無人機家族的新成員。

飛得更久的太陽能無人機

近年來，隨著無人機的快速發展，已有多種無人機出現在了我們的生活中，比如在田間地頭噴灑農藥的農用無人機、送快遞的無人機快遞“小哥”、在災難現場參與救援工作的應急救援無人機、在現代戰場上發揮重要作用的軍用無人機……種類繁多的無人機給我們的生活帶來了很多便利和精彩。

無人機雖然在不斷的發展中變得越來越優秀，但是普遍存在著續航能力不足的弱點。在這種背景下，依靠太陽能補充能量的太陽能無人機獲得了人們更多的青睞。白天，太陽能無人機會通過自身的太陽能電池板將照在身上的太陽能轉換成電能。這些電能一部分用于白天飛行，一部分會儲存在蓄電池中，待黑夜降臨后使用。無人機雖然在不斷的發展中變得越來越優秀，但是普遍存在著續航能力不足的弱點。在這種背景下，依靠太陽能補充能量的太陽能無人機獲得了人們更多的青睞。白天，太陽能無人機會通過自身的太陽能電池板將照在身上的太陽能轉換成電能。這些電能一部分用于白天飛行，一部分會儲存在蓄電池中，待黑夜降臨后使用。通過對太陽能充分、合理地使用，太陽能無人機能夠彌補大多數傳統無人機續航能力不足的弱點，在天空中飛得更久。

除了續航能力強，太陽能無人機還具有飛行高度高、覆蓋區域廣、可執行任務種類多等優點。這些優點讓太陽能無人機在航空界很受歡迎，很多國家都開展了相關研究。

太陽能無人機的誕生

雖然太陽能無人機聽起來像近幾年才出現的高科技產品，但是事實上，人們對它的研究已經有幾十年的歷史了。早在1974年，世界上第一架真正意義上的太陽能無人機就誕生了。這架太陽能無人機名為SunriseI，當時它在4000多塊太陽能電池的能量供給下成功完成首飛，用實際行動向全世界宣告了太陽能無人機飛行時代的到來。在SunriseI之后，太陽挑戰者、“探索者”系列、“和風”系列等多款優秀的太陽能無人機陸續登上歷史舞臺。

“啟明星50”的風采

我國的第一架太陽能無人機“墨子號”在2016年完成首飛。雖然起步相對較晚，但是在國家的大力支持和科研人員的不懈努力下，我國太陽能無人機產業發展迅速，在“墨子號”之后，陸續誕生了多款優秀的太陽能無人機，比如前不久剛在陜西榆林完成首飛的國產大型太陽能無人機“啟明星50”。據介紹，“啟明星50”是我國首款采用雙機身布局的大型無人機，同時也是我國第一款以太陽能為唯一動力能源的全電大型無人機?！皢⒚餍?0”具有兩個突出的優點：

1.可充當衛星

目前，新型的太陽能無人機能在1.8萬米以上的高空連續工作數月，在工作的同時，還能向地面提供互聯網連接服務。一架太陽能無人機的覆蓋范圍大致相當于200個地面基站。因為能完成一部分通信衛星的工作，太陽能無人機也被人們稱為“偽衛星”。我國的“啟明星50”同樣具備這方面能力?！皢⒚餍?0”身上裝有6臺電機螺旋槳，在太陽的能量支持下，可在2萬米左右的高空實現連續跨晝夜飛行，是一款非常優秀的偽衛星。

2.應用領域廣

因為使用的是綠色環保的太陽能，同時又能長時間在空中停留，“啟明星50”能夠勝任多種工作，比如高空偵察、森林火情監測、大氣環境監測等，相信未來會成為人們的得力助手。

值得一提的是，除了工作能力突出，“啟明星50”的外形也很突出。作為一款超大展弦比高空低速無人機，“啟明星50”的翼展達50米左右，是機身長度的好幾倍，遠遠看去，就像是一個在空中飛行的晾衣架。

太陽能無人機的不足之處

我們知道，照在太陽能無人機上面的太陽能需要轉化成電能或動能，才能被無人機利用，因此太陽能無人機能得到多少能量，不僅取決于接收到了多少陽光，跟太陽能電池的能量轉化率有很大關系。目前，安裝在太陽能無人機上的太陽能電池板的能量轉化率還不是很高。為了得到足夠的能量，太陽能無人機只能安裝更多的太陽能電池板，而更多的太陽能電池板也就意味著更大的安裝面積。為了滿足需求，目前的太陽能無人機普遍采用翼展很大的平直翼，整體基本都是像“啟明星50”那樣的晾衣架造型。這種造型的太陽能無人機未來如果上了戰場，基本就等于飄浮在高空中的活靶子，很容易被擊中。

除了太陽能電池板的能量轉化率問題，如何進一步提升太陽能無人機的可靠性，保障其完成超長航時任務；如何進一步提升太陽能無人機的承載能力，讓其可以攜帶更多設備；如何增加太陽能無人機的推進能力，讓其擁有更高的飛行速度……這些都是科研人員需要解決的問題。

相信未來隨著科研人員研究的深入、各種新技術的應用，太陽能電池板能量轉化率低等問題會得到明顯改善，屬于太陽能無人機的舞臺會變得更加寬廣。也許，未來它們也能在軍事領域交出令人滿意的答卷，讓我們拭目以待吧！