科技世界网     发布时间:2017-03-26   
随着近几年无人机的快速发展,无人机已经广泛应用于军事和民用领域,尤其是在民用领域,小到自拍社交,大到电力巡线。但有一个明显的障碍在阻碍着其发展——续航时长。
2016年11月海鹰论坛即中国无人系统技术研讨会在深圳举行,吸引了来自全国各地从事无人机研究开发、生产制造、应用服务等行业的专家学者以及技术骨干就无人系统行业发展及未来趋势、无人系统智能控制等技术解析方面进行了精彩的交流研讨。
续航成无人机平台技术发展首要研发方向
中航工业第一飞机设计研究院蒋汉杰工程师在论坛上介绍到,飞行器无人化的基本特点可以概括为以下五点:续航时间长、飞行载荷大、使用范围广、研发成本低、飞机尺寸小。在某种程度上无人机续航跟载荷是相辅相成的,部分厂商会面临在两者之间做出选择,而这又会影响到后三点的实现程度。目前市面上的无人机主要以燃油、油电混合、电力以及小部分氢能源为主,但滞空时间依旧有限,可作业面积减小因从而在一定程度上也抑制了工业无人机在各行业的应用。因此目前许多国家都将焦点放在在平流层高度飞行的太阳能无人机,在这个高度上,基本没有云和风,让太阳能板能够以更高的效率工作。同时平流层还在寻常科技的航空管制区之外,所以对飞行器的航线限制也特别少。
储能电池技术突破相比于其他技术提升的对比情况。
高空长航时太阳能无人机的巨大市场
目前,工业级无人机已逐渐在智慧交通、农业植保、电力石油巡检、国土资源测绘等方面大有作为。蒋汉杰工程师提到,高空长航时太阳能无人机平台研发格局的形成在于无人机平台关键技术积累、电池技术发展提升效益合理分配、飞载软硬件综合设计及综合保障、成本控制上的创新设计。之前无人机太阳能研发应用主要为军用服务,例如我国的彩虹无人机系列以及美国的全球鹰高空长航时无人机,前者留空时间大于24小时后者更是实现40小时的超长续航,但随着无人机军民融合式发展,如今年珠海航展上中国航天就与天骄航空签署太阳能无人机应用合作协议,将极力推动军用技术在民用领域的转化和应用,也表明高空长航时太阳能无人机技术的发展将成为未来行业无人机发展应用的突破口。
国内外高空长航时太阳能无人机领域研发情况
2014年,Facebook成立无人机实验室,研发高空太阳能无人机“Aquila”,目标是Aquila通过借助太阳能,搭载激光信号发射器,保证覆盖半径约50公里的区域并连续工作3个月以上。今年7月份,Aquila完成了空中首秀,同时在近期毫米波广域覆盖测试中
Aquila整个测试过程的功耗只有105W,全程依靠太阳能供电。而solara无人机带来的经济效益更是直接:根据泰坦航宇公司的分析结果,指定地区高分辨率照片solara无人机获得成本只有5美元/
k㎡,而满足同样要求的卫星成本高达35美元/ k㎡。 随着新能源的快速发展,人类对于化石资源的依赖正在变得越来越少,太阳能无人机的发展将推动无人机在各个行业应用,但目前高空长航时太阳能无人机平台研发还应建立于总体概念的创新设计。

科技世界网     发布时间:2017-05-19   
随着近几年无人机的快速发展,无人机已经广泛应用于军事和民用领域,尤其是在民用领域,小到自拍社交,大到电力巡线。但有一个明显的障碍在阻碍着其发展——续航时长。
2016年11月海鹰论坛即中国无人系统技术研讨会在深圳举行,吸引了来自全国各地从事无人机研究开发、生产制造、应用服务等行业的专家学者以及技术骨干就无人系统行业发展及未来趋势、无人系统智能控制等技术解析方面进行了精彩的交流研讨。
续航成无人机平台技术发展首要研发方向
中航工业第一飞机设计研究院蒋汉杰工程师在论坛上介绍到,飞行器无人化的基本特点可以概括为以下五点:续航时间长、飞行载荷大、使用范围广、研发成本低、飞机尺寸小。在某种程度上无人机续航跟载荷是相辅相成的,部分厂商会面临在两者之间做出选择,而这又会影响到后三点的实现程度。目前市面上的无人机主要以燃油、油电混合、电力以及小部分氢能源为主,但滞空时间依旧有限,可作业面积减小因从而在一定程度上也抑制了工业无人机在各行业的应用。因此目前许多国家都将焦点放在在平流层高度飞行的太阳能无人机,在这个高度上,基本没有云和风,让太阳能板能够以更高的效率工作。同时平流层还在寻常科技的航空管制区之外,所以对飞行器的航线限制也特别少。
高空长航时太阳能无人机的巨大市场
目前,工业级无人机已逐渐在智慧交通、农业植保、电力石油巡检、国土资源测绘等方面大有作为。蒋汉杰工程师提到,高空长航时太阳能无人机平台研发格局的形成在于无人机平台关键技术积累、电池技术发展提升效益合理分配、飞载软硬件综合设计及综合保障、成本控制上的创新设计。之前无人机太阳能研发应用主要为军用服务,例如我国的彩虹无人机系列以及美国的全球鹰高空长航时无人机,前者留空时间大于24小时后者更是实现40小时的超长续航,但随着无人机军民融合式发展,如今年珠海航展上中国航天就与天骄航空签署太阳能无人机应用合作协议,将极力推动军用技术在民用领域的转化和应用,也表明高空长航时太阳能无人机技术的发展将成为未来行业无人机发展应用的突破口。
国内外高空长航时太阳能无人机领域研发情况
2014年,Facebook成立无人机实验室,研发高空太阳能无人机“Aquila”,目标是Aquila通过借助太阳能,搭载激光信号发射器,保证覆盖半径约50公里的区域并连续工作3个月以上。今年7月份,Aquila完成了空中首秀,同时在近期毫米波广域覆盖测试中Aquila整个测试过程的功耗只有105W,全程依靠太阳能供电。而solara无人机带来的经济效益更是直接:根据泰坦航宇公司的分析结果,指定地区高分辨率照片solara无人机获得成本只有5美元/k㎡,而满足同样要求的卫星成本高达35美元/k㎡。
随着新能源的快速发展,人类对于化石资源的依赖正在变得越来越少,太阳能无人机的发展将推动无人机在各个行业应用,但目前高空长航时太阳能无人机平台研发还应建立于总体概念的创新设计。

  太阳能无人机是当今世界航空工业重点研究的新兴领域,美欧等国计划都将其作为高空长航时飞行平台。

  据新华社2月8日报道,一架翼展40多米、表面布满太阳能电池板的螺旋桨飞机,目前正静静地停在中国航天空气动力技术研究院的机库里。这架彩虹系列太阳能无人机已完成飞行试验,将于今年测试临近空间高度飞行。

  空气动力技术研究院无人机总工程师石文介绍,这是美国NASA系列后世界上最大的太阳能无人机,性能指标和技术能力为国际前三。

  凭借超高空、长航时、易保障这三大“法宝”,太阳能无人机未来有望承担起长时间空中预警、大面积空中侦察以及灾害监测、气象观测、通信中继等任务。

4008com云顶集团 1  翼展逾40米的中国新一代彩虹系列太阳能无人机(图片来源:大公网)

  可实现区域持久驻留

  据大公网8日报道,太阳能飞行器顾名思义是一种以太阳光能作为能源的飞行器。白天,飞行器依靠太阳电池的光电转换效应,为动力系统、航空电子设备及任务载荷提供能量,同时将多余的能量储存在蓄电池中。夜晚,它再通过蓄电池的电能持续飞行。

  如果不考虑部件寿命,这种飞行器理论上可以实现“永久飞行”。作为世界强国都在聚焦的太阳能无人机,则可具有数十千米的飞行高度、长达数月的巡航能力。

  太阳能无人机也被称为“大气层卫星”,可代替低轨道卫星的部分功能。太阳能无人机可在局部形成持续的监视、信息中继能力。与卫星的周期性访问相比,太阳能无人机可实现区域持久驻留,其执行监视任务的时间/空间分辨率更高,区域通信能力更强,且起降场地简单,发射及运行成本更低。

  太阳能无人机的研究,成为世界强国的必争之地,在美欧等国都在发展规划中都将太阳能无人机作为高空长航时飞行平台,并向超高空化、超长航时化、大型化、实用化方向发展。中国的彩虹系列太阳能无人机,近年来异军突起,成为这一领域极具竞争力的选手。

  据介绍,中国航天空气动力技术研究院的太阳能无人机研究,已先后突破了平台概念研究及小型验证机研制、关键技术研究和方案论证、40余米翼展大尺度技术验证机飞行试验等关键技术。翼展长度达到40余米的样机,已完成多次飞行试验,实现了小风速、剧烈垂直气流变化、大强度水平风多种风场条件下的低空自主稳定飞行。

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