1974年11月4日,世界上第一架太阳能无人机SunriseI在4096块太阳电池的驱动下试飞成功,标志着太阳能飞行时代的来临。随着科学技术的发展,太阳能无人机终于驶上了飞速发展的快车道。太阳能飞机具有广阔的应用前景,世界许多国家都竞相展开对它的研究,今天就来给大家介绍国外几款典型的太阳能无人机型号。
秃鹰(Vulture)
2007年,美国国防部预研局启动了一个名为秃鹰(Vulture)的高高空超长航时无人侦察项目,要求这种无人机系统能携带450kg任务载荷和5kW电源,在20000~30000m同温层高空不经停地飞行5年,并在同温层的典型风力环境下,99%的时间能保持在预定航线上,从而为美国提供一种不依靠国外基地或维修站的长期监视全球的能力。

DARPA对秃鹰项目的想象图
DARPA与极光飞行科学公司、波音先进系统公司和洛马公司签订的第一阶段的合同,要求各自完成概念设计。2010年9月,DARPA选中波音公司的太阳鹰概念方案作为其秃鹰(Vulture)长航时无人机系统(UAS)第二阶段的中选方案。下面让我们来看看这三家公司的具体方案。
波音公司——太阳鹰方案
2010年9月14日,波音公司同美国国防预先研究计划局(DARPA)签署研制和试飞用于支持“秃鹰”项目第二阶段的“太阳鹰”(SolarEagle)无人机。
为提高太阳能利用率和充分利用空气动力学原理,太阳鹰的翼展为121.92米。相关负责人表示:“太阳鹰是一架设计独特的大型无人驾驶飞机,它至少可以在平流层飞行5年时间。这是一项令人望而生畏的任务,但波音公司拥有值得信赖的太阳能电力设计能力,可以完成这项挑战。”

极光飞行科学公司—奥德修斯方案
奥德修斯是一种翼展为150m的太阳能无人机,整个无人机由三段独立但可相互铰接的模块组成。
这种模块化起飞方式的最大好处是大大简化了飞行器起飞程序。而且,如果在任务飞行中有一个模块的机翼出现故障,这一段机翼可以脱离飞行器单独返回基地进行修理。奥德修斯还有一个创新就是,三段机翼是可以折叠的。

洛马公司方案
洛马公司臭鼬工厂给出的设计方案为一种平直翼单体飞行器,采用电驱动10个螺旋桨产生动力。该方案翼展超过91.5m,三段机体间使用加固结构用于增强飞行器的刚度。每段机体支撑着一个旋转尾翼组件,机体和机翼上表面覆盖有太阳能电池板,用以提供电能。
西风(Zephyr)
西风无人机的研发是由英国国防部资助,由英国凯奈蒂克(QinetiQ)公司研制。该太阳能无人机重量约为327kg,主体是一个长12.2m、覆盖了太阳能板的机翼,太阳能板为40个锂电池充电。

2005年西风无人机试飞时起飞
2007年,英国制造的一架名为西风-6(Zephyr-6)的太阳能飞机曾创造了无人驾驶飞机的非正式持续飞行时间世界纪录。它在空中停留时间达82小时37分钟,日照条件下充电获得的电量帮助它“熬”过漫漫长夜,打破了全球鹰无人机之前创造的30小时24分钟的正式世界纪录。
乍看上去,靠螺旋桨推进的西风-6好像是一架模型飞机,它甚至可以靠人手推动起飞。
西风-6能够在极端温度条件下执行任务,从亚利桑那州索诺兰沙漠地表的45℃高温到18km以上高空零下70℃的低温,西风-6都能顽强克服。这种飞机可广泛应用于军事侦察、军事通讯以及地球表面勘查等领域。包括长距离追踪被劫持的飞机,监控森林火灾等。
Solara无人机
2013年11月,泰坦航空发布了两型高空太阳能无人机——Solara50和Solara60,该公司称其为“大气层卫星”。该无人机可在19.8km的高度飞行,并停留长达数周的时间。无人机翼展50m,采用一个大型电池驱动螺旋桨作为动力,机身表面覆盖上千片高效太阳能电池。

Solara50高空太阳能无人机
美国国防高级研究计划局曾启动过一个类似项目,由航空环境公司研制了全球观察者无人机(在试验中坠毁)和QinetiQ公司为波音Vulure项目研制的Zephyr无人验证机。尽管Solara项目与Vulture项目无承接关系,但两者具备许多相似之处:长达数年的续航时间和19.8km的飞行高度。据称,18.3~21.3km的高度是“最佳位置”,平均风速小于2.57m/s。
Solara无人机采用弹射起飞方式,最大飞行速度97km/h,可携带31.8kg的载荷飞行5年之久。该无人机的载荷能力很大程度上取决于可用阳光量,在日照时间长的时候,可额外携带45.4kg的载荷。
原标题:歪果仁的太阳能无人机