全球超長(zhǎng)航時(shí)太陽能無人機(jī)重點(diǎn)研發(fā)企業(yè)

　臨近空間太陽能無人機(jī)因其突出的優(yōu)勢(shì)而應(yīng)用前景十分廣闊。在軍用領(lǐng)域，可用于國(guó)界巡邏、戰(zhàn)區(qū)偵察監(jiān)視、通信中繼、電子對(duì)抗等。在民用領(lǐng)域，可進(jìn)行臨近空間大氣研究、天氣預(yù)報(bào)、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)測(cè)、交通管制監(jiān)測(cè)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和電視服務(wù)等。不管是在軍用領(lǐng)域還是在民用領(lǐng)域，臨近空間太陽能無人機(jī)都有廣闊的應(yīng)用前景，被喻為“大氣層衛(wèi)星”。下面對(duì)全球研發(fā)超長(zhǎng)航時(shí)太陽能無人機(jī)的重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行介紹。

　　Airbus (QinetiQ)

　　空客公司子公司Astrium自2008年起就一直致力于High Altitude Pseudo Satellites (HAPS)項(xiàng)目的研發(fā)。2013年，Astrium收購(gòu)了英國(guó)國(guó)防科技公司QinetiQ的Zephyr太陽能無人機(jī)研發(fā)項(xiàng)目。Zephyr太陽能無人機(jī)項(xiàng)目始于2001年，2010年QinetiQ完成了Zephyr 7的研發(fā)并進(jìn)行了飛行試驗(yàn)，并一舉打破了三項(xiàng)記錄：

　　Longest endurance flight for UAV (336hrs)

　　Highest altitude reached (18,805m)

　　Longest flight (23hrs, 47min)

　　2014年，空客收購(gòu)Zephyr后繼續(xù)進(jìn)行Zephyr 8的研發(fā)。

　　2016年，空客集團(tuán)防務(wù)與空間公司發(fā)布了最新的兩款太陽能無人機(jī)產(chǎn)品，Zephyr S和Zephyr T。為彌補(bǔ)常規(guī)空基和天基平臺(tái)間的能力空白，英國(guó)國(guó)防部將在2017年對(duì)空客集團(tuán)防務(wù)與空間公司的Zephyr-S無人機(jī)進(jìn)行運(yùn)行評(píng)估。翼展22.5米(82英尺)、可帶16磅(7.3千克)載荷的Zephyr-S無人機(jī)按設(shè)計(jì)可在最高2,1336米(7,0000英尺)的高度駐留達(dá)45天，提供持久情報(bào)或通信能力。英國(guó)已訂購(gòu)3架這種手持發(fā)射、太陽能驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)，從而維持無限期的能力。

　　Zephyr T 于2016年6月亦首次成功試飛，可實(shí)現(xiàn)高空無間斷飛行，有望充當(dāng)空中訊號(hào)發(fā)射站，比通訊衛(wèi)星方案更便宜且方便。Zephyr T 無人機(jī)的機(jī)翼和機(jī)身上方鑲滿著太陽能板，單靠太陽能便可推動(dòng)飛行;翼展長(zhǎng)達(dá) 108 呎(33公尺)，最多負(fù)重 44 磅(20公斤)，全機(jī)總重量則在 300 磅(136公斤)以下。無人機(jī)最高可在 6.5 萬呎(19825公尺)高空飛行，是一般民航客機(jī)飛行高度的兩倍;同時(shí)，它又可低空飛行，以執(zhí)行監(jiān)察任務(wù)。

　　Boeing Phantom Works

　　波音對(duì)太陽能發(fā)電技術(shù)的研究可以追溯到1973年，這是在石油危機(jī)背景下，對(duì)替代能源需求增大的情況下開始的。 當(dāng)時(shí)，公司已經(jīng)對(duì)能夠大規(guī)模太陽能發(fā)電的衛(wèi)星進(jìn)行研究。

　　2010年，波音公司旗下著名的研發(fā)軍工產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)“鬼怪工廠”(Phantom Works)在美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)的委托下開始研制一款大型High Altitude, Long Endurance (HALE)太陽能動(dòng)力無人駕駛偵察機(jī)，并命名為Solar Eagle (Vulture II)。這款該太陽能無人機(jī)設(shè)計(jì)獨(dú)特，翼展長(zhǎng)達(dá)120米，相當(dāng)于40層樓高，通過使用太陽能至少可以在同溫層(即平流層)飛行5年時(shí)間。Solar Eagle將有收集情報(bào)、通信、監(jiān)視以及偵查功能。

　　Boeing SolarEagle Concept In Flight

　　Google (Titan Aerospace)

　　Google公司通過收購(gòu)Titanic Aerospace公司開始進(jìn)入太陽無人機(jī)領(lǐng)域。Titanic Aerospace公司一直從事HALE太陽能無人機(jī)的研制和生產(chǎn)，該公司的明星產(chǎn)品是Solara 50 和 Solara 60，翼展長(zhǎng)達(dá)50米以上，這兩款無人機(jī)能夠在20000米的高度飛行超過5年，主要作為大氣衛(wèi)星使用。

　　Solara 50無人機(jī)

　　Google公司的新項(xiàng)目SkyBender計(jì)劃通過空中的太陽能無人機(jī)傳輸5G網(wǎng)絡(luò)。Goolge在該項(xiàng)目中使用的是毫米波傳輸技術(shù)，毫米波的傳播速度是目前4G網(wǎng)絡(luò)速度的40倍。公司正在通過新型太陽能無人機(jī)Centaur和Solara 50無人機(jī)對(duì)相位排列產(chǎn)生的集中傳輸進(jìn)行測(cè)試。

　　2015年，谷歌一架計(jì)劃作為提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的大型太陽能無人機(jī)Solara 50，在新墨西哥州測(cè)試基地試飛時(shí)失敗墜毀。根據(jù)事故報(bào)告，這架 Solara 50 無人飛機(jī)因?yàn)橛錾狭送蝗坏淖兯伲瑱C(jī)翼結(jié)構(gòu)因此變形，導(dǎo)致不受控制地急轉(zhuǎn)。盡管原型無人機(jī)在試飛中墜毀，Google仍對(duì)太陽能無人機(jī)聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃感到樂觀。除了太陽能無人機(jī)，Google還提出Project Loon 計(jì)劃，通過高空漂浮的氦氣球陣列建立一個(gè)空中無線網(wǎng)絡(luò)

　　Facebook (Ascenta)

　　除了谷歌，F(xiàn)acebook也曾試圖試圖收購(gòu)Titan Aerospace，最終其收購(gòu)了英國(guó)無人機(jī)公司Ascenta。Ascenta目前也在打造高空無人機(jī)，造價(jià)達(dá)2000萬美元。Facebook希望利用太陽能無人機(jī)，通過發(fā)射激光傳輸數(shù)據(jù)，為全球互聯(lián)網(wǎng)連接欠缺的部分地區(qū)提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。

　　Facebook - connectivity lab - solar powered drone

　　2016年7月，F(xiàn)acebook宣布旗下太陽能無人機(jī)Aquila已成功完成首次試飛。原計(jì)劃飛行30分鐘，不過進(jìn)展非常順利，就決定延長(zhǎng)時(shí)間，共飛行了96分鐘。但還不能全面投入使用。

　　AeroVironment / NASA

　　AeroVironment公司是美國(guó)國(guó)防部的頂級(jí)小型無人機(jī)供應(yīng)商。公司在1979年就研制了第一款太陽能動(dòng)力試驗(yàn)飛機(jī)——Gossamer Penguin。

　　Aerovironment - Gossamer Penguin

　　在NASA的ERAST(The Environmental Research Aircraft and Sensor Technology)項(xiàng)目的支持下，AeroVironment公司研發(fā)了NASA Pathfinder和Pathfinder Plus無人機(jī)。

　　Pathfinder-Plus on a flight over the Hawaiian island of N'ihau in 1998.

　　AeroVironment公司的Pathfinder Plus無人機(jī)成為后來的Centurion和Helios太陽能無人機(jī)的發(fā)展原型。

　　Pathfinder Plus (left) and Helios Prototype (right)

　　AeroVironment無人機(jī)發(fā)展路線圖

　　NASA / AeroVironment – Helios

　　Wing structure of Helios, AeroVironment