我国首个纯太阳能无人机首飞成功！飞行高度可达2万米，相当于一颗“伪卫星”

丰色 发自 凹非寺

量子位 | 公众号 QbitAI

盆友，猜猜眼前这个家伙，是个什么东西？

被网友戏称为“晾衣架成精”的它，其实是一款太阳能无人机。

就在这两天，它在陕西成功完成了全程26分钟的试飞——

我国首款以太阳能为唯一动力的大型无人机也就此诞生。

这种无人机不需要任何其余燃料，就可以在天上一直飞（理论上），是军事等领域里的重要技术。

值得注意的是，我国是第三个掌握该技术的国家。

相当于一颗“伪卫星”

这款无人机的名字叫“启明星50”，来自中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院（简称“航空工业一飞院”）。

除了“我国首款以太阳能为唯一动力能源”这个title，它也是：

• 首款采用双机身布局的大型无人机
• 首款超大展弦比高空低速无人机

其中，双机身布局好理解，这种设计最大的优点就是载重大、航程远，因为双机身可以带来更长的机翼。

就像本次的“启明星50”，翼展（机翼左右翼尖之间的距离）就有50米，跟普通民航飞机差不多（比如波音787为60.12米）。

据设计师介绍，“启明星50”还采用了模块化的设计，可以快速将单机拆为两架飞机，或增加一个机身模块。

接着，再来看超大展弦比。所谓“展弦比”，其计算方法是用翼展的平方除以翼面积。

所以越是外观细长的机翼，其展弦比越大，展弦比越大，飞行时间就更长。

（在动物界，很多需要进行长距离飞行或长时间翱翔的鸟类，如信天翁和鹰，通常也具有大展弦比的翅膀。）

目前，“启明星50”的设计目标是连续飞行7天。

据介绍，为提高光电转换效率以及避免大气剧烈扰动，“启明星50”这种太阳能无人机的飞行高度均为平流层，巡航高度可达20000米以上。

理论上来讲，它们可在空中停留长达数月乃至数年。

以上两个基本特点（超长留空时间、大飞行高度）就跟卫星一样，因此，太阳能无人机也被称作**“伪卫星”，环保，成本更低。

当然，由于太阳能提供的功率所限，这种“伪卫星”的飞行速度只能达到100千米/小时左右（民航飞机的飞行速度为800千米/小时至1000千米/小时）。

所以我们也能看到“启明星50”的机翼上全部贴满了太阳能板。

所以，这种无人机有何用处？

答案是：高空侦察、森林火情监测、大气环境监测、地理测绘、通信中继等等，它都行。

尤其是通信，被认为是最佳的落地场景：既可以充当空中基站增强已有通信服务，也可以补盲偏远地区，以及突发灾害时提供应急，再就是军事中的远程中继通信。

我国是第三个掌握该技术的国家

说起来，“启明星50”倒不是我国第一个太阳能无人机。

2017年，由中国航天科技集团公司第十一研究院研发的“彩虹”号太阳能无人机试飞成功。

我国也由此成为继美、英之后第三个掌握该技术的国家。

据悉，“彩虹”号的翼展为45米，留空时间大于24小时，升限超过20000米。

除了航空工业和航天科技，航天科工也在搞这项技术，他们代号为“飞云”的无人机在2019年取得首飞成功。

这次“启明星50”终于做到了真正的纯太阳能，不过有知乎网友指出（@大河豚），我国的太阳能无人机据领先还有差距。

目前，由美国军方和空客合作研发的Zephyr号，仍是世界上飞行时间最长的太阳能无人机，最高记录为64天。

据悉，Zephyr的翼展为25m，重量不到75kg，一个Zephyr的覆盖范围可相当于250个信号塔。

除此，Facebook为了推行全球连网计划也设计了一款太阳能无人机“Aquila”。

2017年，该机在第二次试飞中成功，飞行了1小时46分钟。

参考链接：
[1]https://www.zhihu.com/question/551701071
[2]http://tv.cctv.cn/2022/09/04/VIDE8RfS1c1ayBM6fZMMbuUY220904.shtml
[3]http://m.stdaily.com/index/kejixinwen/202209/87cf31ba38db4f0e87f0bbfc335ebd15.shtml
[4]https://www.airbus.com/en/products-services/defence/uas/uas-solutions/zephyr