打造綠色環(huán)保飛行器

石文說，隨著太陽能新能源領域的發(fā)展，太陽能飛行器已經(jīng)成為世界航空工業(yè)重點研究的新興領域。太陽能飛行器顧名思義是一種以太陽光能作為能源的飛行器。白天，太陽能飛機依靠太陽電池的光電轉換效應，為動力系統(tǒng)、航空電子設備及任務載荷提供能量，同時將多余的能量儲存在蓄電池中。夜晚，它再通過蓄電池的電能持續(xù)飛行。和傳統(tǒng)以化學燃料為能源的飛機相比，太陽能飛機不污染大氣，是真正的綠色環(huán)保飛行器。

太陽能無人機可具有高達20千米—30千米飛行高度、超長時間(幾個月)的巡航能力，是其它高空長航時無人飛行器不可替代的。現(xiàn)在世界上通用的高空長航時無人機，大多使用吸氣式發(fā)動機提供動力，一遇高空空氣稀薄，發(fā)動機功率會大幅降低，油耗增高，因此，現(xiàn)有燃料消耗型飛機的飛行高度和續(xù)航能力很難進一步提高，而以太陽能為動力的飛機，完全可以彌補這些不足，飛得更高更遠。

石文說，太陽能無人機可以作為“大氣層衛(wèi)星”，代替低軌道衛(wèi)星的一些功能。太陽能無人機飛行高度比一般飛機高，續(xù)航時間長，可部分替代成本較高的衛(wèi)星，在局部形成持續(xù)的監(jiān)視、信息中繼能力。與衛(wèi)星的周期性訪問相比，太陽能無人機可實現(xiàn)區(qū)域持久駐留，其執(zhí)行監(jiān)視任務的時間/空間分辨率更高，區(qū)域通信能力更強，且起降場地簡單，發(fā)射及運行成本更低。

向臨近空間高度邁進

國外開展太陽能無人機研究的主要為美國和歐盟國家，比較著名的有Helios、Solong、Zephyr、HELIPLAT、Sky-Sailor，以及于去年完成全球飛行的瑞士太陽能飛機——陽光動力2。

相比于陽光動力號，國際上面向未來實用需求而發(fā)展的太陽能飛機主要是太陽能無人機，其飛行高度更高，達到或接近臨近空間的底層(20千米上下)。

航天十一院自“十五”起，開始了太陽能無人機領域的研究。至今已經(jīng)歷了平臺概念研究及小型驗證機研制、關鍵技術研究和方案論證、結構樣機試制和試驗、技術驗證機低空試飛等階段。主要取得成果包括：完成了飛行平臺技術驗證和系統(tǒng)開發(fā);探索了能源系統(tǒng)綜合管理與集成;初步掌握太陽能飛機總體參數(shù)優(yōu)化設計方法;初步掌握超輕質結構的設計與制造工藝方法;初步探索太陽能飛機真實環(huán)境的飛行策略;初步探索出太陽能飛機面臨的關鍵技術點。

航天十一院先后經(jīng)歷了平臺概念研究及小型驗證機研制、關鍵技術研究和方案論證、40余米翼展大尺度技術驗證機低空及高空飛行試驗等階段。目前正在向臨近空間高度持久飛行邁進。