無(wú)人太陽(yáng)能飛機(jī)將與衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)進(jìn)行商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)

:近日，與波音737翼展（35米）相等，重量150千克（包括15千克有效載荷）的太陽(yáng)能電動(dòng)飛機(jī)PHASA-35在南澳大利亞成功完成了首次試飛。這一里程碑式的飛行將為該種新型飛機(jī)成為航空和航天市場(chǎng)的游戲改變者鋪平道路，并進(jìn)一步填補(bǔ)飛機(jī)和衛(wèi)星技術(shù)之間的空白。

據(jù)介紹，作為一種高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器，PHASA-35白天由太陽(yáng)提供動(dòng)力，晚上由電池提供動(dòng)力，這種長(zhǎng)壽命的電池和高效的太陽(yáng)能技術(shù)可以使飛機(jī)在平流層維持長(zhǎng)達(dá)1年的飛行時(shí)間。該原型機(jī)使用了基于砷化鎵的三結(jié)太陽(yáng)能電池板，這些專業(yè)電池板的能量轉(zhuǎn)換效率為31％。測(cè)試中，像紙一樣薄的太陽(yáng)能電池板僅覆蓋了翼展的一部分即可產(chǎn)生4千瓦的功率。在此模式下，他們將利用所有空間以產(chǎn)生12千瓦的功率。

該能量用于驅(qū)動(dòng)該飛機(jī)改裝后的兩臺(tái)無(wú)刷直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并為包含超過(guò)400個(gè)電池的鋰離子電池系統(tǒng)充電，提供飛機(jī)夜間飛行所需的能量。與太陽(yáng)能電池板因其高效率而被選擇不同，電池（類似于為智能手機(jī)供電的那種電池）并不是高效的，相反它們是一種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的可靠技術(shù)，可以在有更高效版本情況下進(jìn)行替換。

PHASA-35由英國(guó)宇航系統(tǒng)公司（BAE Systems）歷時(shí)兩年，并集合了英國(guó)最好的技術(shù)與能力設(shè)計(jì)完成，旨在為在平流層、天氣和常規(guī)空中交通的無(wú)人操作提供一種持久的、價(jià)格合理的衛(wèi)星替代方案。它結(jié)合了飛機(jī)的靈活性，可用于一系列有價(jià)值的應(yīng)用，如森林火災(zāi)探測(cè)和海上監(jiān)視等。

因此，PHASA-35可為監(jiān)控、監(jiān)視、通信和安全應(yīng)用提供一個(gè)持久、穩(wěn)定的平臺(tái)。這種無(wú)人駕駛飛行器也有潛力用于包括5G在內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)的交付，以及以衛(wèi)星成本的一小部分提供其他服務(wù)，如救災(zāi)和邊境保護(hù)；當(dāng)與其他技術(shù)和資產(chǎn)相連接時(shí)，它將為軍事和商業(yè)客戶提供現(xiàn)有空中和空間平臺(tái)目前無(wú)法提供的能力。

無(wú)人駕駛飛行系統(tǒng)類似于無(wú)人機(jī)和模型飛機(jī)中使用的設(shè)計(jì)，盡管飛機(jī)也可以使用預(yù)編程的路線進(jìn)行自動(dòng)駕駛，但地面上的控制器（稱為飛行員）可以引導(dǎo)飛機(jī)，還可能涉及其他技術(shù)人員來(lái)控制專業(yè)應(yīng)用程序，如攝像機(jī)，監(jiān)視或通信設(shè)備。

BAE Systems指出，PHASA-35可以通過(guò)飛向風(fēng)或像八字形這樣的動(dòng)作，并使用安裝在萬(wàn)向架上的攝像頭或監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，從而在平流層中的某個(gè)點(diǎn)上停留。相比之下，即使是最好的軍用無(wú)人機(jī)也只能在空中停留3天；衛(wèi)星的局限性在于，它們必須保持每秒7公里或以上的速度才能停留在軌道上。

業(yè)內(nèi)人士指出，與衛(wèi)星相比，PHASA-35較低的飛行高度意味著它應(yīng)該實(shí)現(xiàn)更高分辨率的監(jiān)視，低功率通信，專用的本地服務(wù)等。而該類太陽(yáng)能無(wú)人飛機(jī)的性能將在很大程度上取決于設(shè)備的限制，例如質(zhì)量，體積和功率預(yù)算，因?yàn)轱w機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)限制了其有效載荷。

業(yè)內(nèi)人士進(jìn)一步指出了其可能存在的不足：假設(shè)沒(méi)有維護(hù)且沒(méi)有故障的長(zhǎng)期運(yùn)行，可能會(huì)比BAE Systems期望的更難實(shí)現(xiàn)且成本更高。必須始終控制航班，并且無(wú)問(wèn)題航班的可用時(shí)間將很短。與飛機(jī)的跟蹤控制和操作系統(tǒng)的通信也可能是長(zhǎng)途飛行的一個(gè)問(wèn)題，而且外部干擾可能會(huì)影響傳感器的分辨率。

BAE Systems計(jì)劃根據(jù)飛機(jī)不斷監(jiān)控特定點(diǎn)或通過(guò)機(jī)載收發(fā)器設(shè)備為其提供通信的能力，為客戶提供多種不同的服務(wù)。如客戶可以使用它來(lái)監(jiān)視農(nóng)作物的生長(zhǎng)方式，或者天氣的逐分鐘，逐小時(shí)的變化如何影響地面上的重要區(qū)域。目前，他們正在為此類服務(wù)定價(jià)，飛機(jī)也可以直接銷售。

據(jù)了解，PHASA-35此次進(jìn)行了不到1小時(shí)的試飛，而在這一時(shí)間段里BAE Systems對(duì)其空氣動(dòng)力學(xué)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和可操縱性等進(jìn)行了測(cè)試。同時(shí)，他們計(jì)劃2020年對(duì)PHASA-35進(jìn)行進(jìn)一步地試飛，并利用試驗(yàn)結(jié)果去改進(jìn)各個(gè)子系統(tǒng)。而PHASA-35的商業(yè)化也將在試飛完成后不久進(jìn)行，這可能意味著PHASA-35最早將于2021年開始提供服務(wù)。這一成果還表明，BAE Systems能夠迎接英國(guó)政府為未來(lái)10年內(nèi)交付未來(lái)作戰(zhàn)航空系統(tǒng)而設(shè)定的挑戰(zhàn)。

原標(biāo)題:無(wú)人太陽(yáng)能飛機(jī)將與衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)進(jìn)行商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)