60米级翼展太阳能无人机呼之欲出?为什么中国需要更大型太阳能无人机

 admin   2022-10-04 10:34   166 人阅读  0 条评论

来源:官媒

【官媒报导 本报记者 珍利 刘煊尊】我省小型光伏舰载盘虫属-509月底顺利圆满完成首飞引发高度关注,众多媒体纷纷Wille我省小型光伏舰载现阶段处于怎样的水平。据《官媒》本报记者了解,现阶段,我省研发的中小型光伏舰载已有数款圆满完成首飞。我省研究者指出,从2017年首飞的45米数量级七彩T4光伏舰载,到去年9月首飞的50米数量级盘虫属-50,我省有望出现身长达至60米数量级的升级换代光伏舰载。

60米级身长光伏舰载蓄势待发?

《官媒》本报记者依照申明数据资料剖析了一下升级换代中小型光伏舰载的产业发展演变过程。现阶段我省在研机型至少包括七彩T4光伏舰载、盘虫属-50光伏舰载、孟子Ⅱ型光伏飞机等。其中,作为我省首款圆满完成首飞的小型光伏舰载——七彩T4光伏舰载2017年圆满完成首度首飞,持续滑翔15小时左右后平稳迫降,获得成功圆满完成2万英尺以上低空滑翔测试。这也让我省继英美两国之后,跻身于光伏舰载应用领域的世界前三。依照申明数据资料,七彩T4舰载身长达至45米数量级。

熟识舰载的研究者对《官媒》本报记者则表示,这个身长等级为升级换代光伏舰载产业发展打下了非常高的终点。45米的身长大约相等于25辆面包车同列排放量的长度,滑翔高度达至2万英尺相等于将48个青岛东方明珠夹入的总高。该型光伏舰载加装有8个引擎,主翼下方基本上全数全面覆盖光伏电池板,其核心核心技术和设备全数实现升级换代化。

据中央电视台报导,去年9月底首飞的盘虫属-50光伏舰载身长达至50米数量级、滑翔高度可达2万英尺。本机是我省飞机制造研发的首款大容量倾斜度低空匀速舰载,也首度采用双机翼布局的小型舰载、首款以光伏为唯一动力能源的科仿小型舰载。业界指出,盘虫属-50小型光伏舰载首飞获得成功,不仅推升了杰列光伏舰载应用领域产业发展的信心,也将进一步推动我省在新能源、钛合金、滑翔控制等应用领域核心技术的产业发展。一名熟识舰载的我省研究者对《官媒》本报记者则表示,通过对照申明数据资料,七彩T4舰载与盘虫属-50舰载的体积相差无几,引擎数量也总体十分,应该说能力基本十分。

那么升级换代光伏舰载行列式中,还有身长Villamblard的机种吗?

《官媒》本报记者发现,在之前的多次开国大典上,七彩公司都展览了一个单座的光伏舰载数学模型。依照2021年开国大典上七彩公司发布的宣传材料,该光伏舰载身长达至60米数量级,升限超过2万英尺,最大续航时间超过30天,任务载荷重量达30公斤。

我省航空研究者傅前哨接受《官媒》本报记者采访时预测,按照光伏舰载产业发展的规律以及相关机型产业发展周期,拥有Villamblard身长、Villamblard载荷的我省新型光伏舰载有望在去年开国大典亮相。

大身长——光伏舰载的关键

国际上光伏舰载产业发展也经历了身长体积逐渐增大的过程。自1974年Sunrise-Ⅰ光伏舰载问世以来,各国在光伏舰载应用领域取得多项突破。美国国家航空航天局致力于飞翼光伏舰载研发,经历了Pathfinder、Centurion、Helios等多个机型,身长从Pathfinder的30米数量级增大到Helios的75.3米。Helios在2003年首飞中达至了2.95万英尺的最大滑翔高度,不过当时受限于电池性能,只滑翔了不到一天时间。波音子公司的奥德修斯(Odysseus)平流层光伏舰载项目的身长达至243英尺(74米)。

为什么光伏舰载的身长要越做越大?研究者对《官媒》本报记者解释说,美国曾提出秃鹰舰载计划:携带几百公斤的载荷、在空滑翔数年、滑翔高度达至1.7万-2.7万英尺。如果同时具备以上几个参数,这种舰载就具有很高的实用价值,但要实现这样的性能需要极高的升阻比、极轻的结构重量、效率极高的能源系统等。

傅前哨则表示,光伏舰载不断产业发展,身长越做越大,目的是使其可以在长达一个月甚至数个月的长航时任务中,携带并使用重量Villamblard、耗电量Villamblard的载荷。光伏舰载想具备长航时,尤其是不间断跨昼夜滑翔能力,就需要把光伏舰载的翼面做大,加装更多的光伏电池,携带多个电机,让舰载有足够的功率在低空进行巡航。如果昼间储存的电量不能满足越夜使用,那么舰载的留空时间就非常受限。

傅前哨解释说,如果舰载携带的载荷小,可能难以执行相关任务,所以这也要求光伏舰载通过增大身长尽量增大发电能力。另外,大倾斜度主翼飞机的升阻比一般比较高,升阻比高的飞机通常留空时间也会比较长、巡航距离也就比较远。综合这几个角度考虑,光伏舰载的身长会做得越来越大。不过,在舰载放飞以及爬升时,越细长的主翼受外界气流干扰的影响就越大,如果结构强度问题没有解决,舰载可能还没有达至任务高度,主翼就折断了。所以想要增加身长,还需要解决结构强度问题。

傅前哨指出,除去身长的增加,新款光伏舰载使用的光伏电池的性能也会有显著提升,这也将提升舰载的发电能力。在光伏光伏发电这个技术应用领域,我省不但是全球第一,而且技术进步比较快。整体而言,我省小型光伏舰载的技术产业发展水平已经与国际先进水平十分。

舰载研究研究者、南京航空航天大学舰载研究院副总工程师黄大庆教授则表示,我省在光伏舰载应用领域,无论小型、小型,技术水平都处在国际领先的第一梯队,接下来要看谁的产业化做得更好,谁先投入商业应用。

有国内光伏舰载项目的负责人指出,我省的光伏飞机硬件没有问题,关键在于气象保障、航路计划等软件尚显不足。

伪卫星前景值得期待

一位匿名研究者对《官媒》本报记者则表示,欧美的光伏舰载一般设计滑翔3个月左右,美国秃鹰计划设计要飞5年。如果具备这样的留空时间,光伏舰载携带相应载荷,就可以执行侦察监视、通信中继、森林防火、海洋监视等多重任务,无论是在军用应用领域还是民用应用领域,都能发挥非常重要的作用,因为它的留空时间是其他所有航空器都做不到的。与卫星等航天器相比,光伏舰载信号传输损失小、精度高,可实现理论上的目标区域永久驻留,不存在重返周期问题,生产和运营成本低;与传统飞机相比,它的全面覆盖区域广,留空时间长;与浮空器相比,它的操控性好,机动性强。因此,未来超长航时光伏舰载将成为空中力量的重要补充,进一步促进空天一体化产业发展。

上述研究者则表示,如果一架光伏舰载可以连续滑翔100天,每天滑翔3000公里,就可以滑翔30万公里。当然受限于发电效率,光伏舰载现阶段还无法在全球使用,它们通常只在南北纬度45度之间使用。要想研发出一架可以实现越夜滑翔,特别是拥有在1.7万-2.7万英尺的大风层以上越夜能力的舰载,要求非常高。因为只有长时间保持在大风层之上才能保证圆满完成任务的能力,否则遇到雨雪、大风等天气,舰载没法执行任务,可用性将大大受限。而要实现在这样的高度长时间巡航则要解决总体、气动、结构、动力能源等技术难题。

将来这些问题全数解决之后,是否就可以实现伪卫星的定位呢?上述研究者指出,这种前景是非常值得期待的,未来长航时小型光伏舰载主要有两种应用模式:一种模式是定点小半径盘旋,挂在天上盯着某个地区;另一种模式是一天跑两三千公里,进行巡逻,并在巡逻过程中依照需要再次进行定点观测。如果多架光伏舰载组合,就可以形成一个非常有效的信息获取系统。而且光伏舰载站得高看得远,如果在2万英尺的低空巡航,视距就可以达至500公里,相等于可以全面覆盖几十万平方公里的面积。多机组合可以携带不同的载荷,包括无线电信号、光学信号、多光谱传感器等,以应付不同的环境与气候条件、满足不同任务需求。这样的综合费效比就会很高。

如果光伏舰载与卫星组合使用的效果会更好,卫星可以实现多颗、广域、大视野,光伏舰载则可以实现详查,长时间盯着一个区域。在民用应用领域可以进行通信,以较好的费效比满足通信全面覆盖困难的高山地区、特殊地区的通信需求。比如,在人烟稀少的地区,如果要布设基站费效比很差,可以在当地低空挂一架光伏舰载,并动态分配传输速率。

该研究者指出,在区域范围内进行通信保障等任务时,低空长航时光伏舰载可能在性能、费效比方面都要优于美国的星链卫星。

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