●程 醉

“彩虹”超高空太陽能無人機(jī)小檔案

翼展：45米

螺旋槳：8個(gè)

動力：太陽能

有效載荷：保密

航程：理論上“無限”

飛行高度：2萬米以上

用途：中繼通信、氣象觀測、災(zāi)害監(jiān)控、空中預(yù)警

2017年5月，在中國西北某機(jī)場的跑道上，一架長相奇特的飛機(jī)正在滑行。它的機(jī)翼長達(dá)45米，外形好像一片十分狹長的樹葉，兩個(gè)翼尖奇怪地上翹。由于機(jī)翼太有特點(diǎn)，它看上去好像沒有機(jī)身一樣，其實(shí)機(jī)身就隱藏在這片“狹長的樹葉”中間。這是啥飛機(jī)呀，咋長這種怪模樣？

滑行之后，它平穩(wěn)地飛離跑道，并且逐步攀升到距離地面2萬米的臨近空間。15小時(shí)之后，它又飛了回來，平穩(wěn)地降落到地面。機(jī)場上的人立即歡呼起來，有一位戴眼鏡的老大爺還激動得哭了……原來，它就是我國“彩虹”超高空太陽能無人機(jī)，這會兒它剛試飛成功！

知識卡

臨近空間

學(xué)術(shù)概念，指距地面20～100千米的空域。其下面的空域我們通常稱為“天空”，是傳統(tǒng)航空器的主要活動空間；其上面的空域是我們平常說的“太空”，是航天器的運(yùn)行空間。

“彩虹”的來歷

“彩虹”超高空太陽能無人機(jī)是由中國航天科技集團(tuán)公司第十一研究院研制的，它是我國第一款太陽能臨近空間飛行器。

太陽能無人機(jī)用的是航空科學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)。美國人早就開始了這方面的研究，還研制出“太陽神”“禿鷹”等太陽能無人機(jī)。英國人研制的“西風(fēng)”太陽能無人機(jī)則可以在21 600米的高度連續(xù)飛行336小時(shí)。我國是世界上極少數(shù)的掌握臨近空間太陽能無人機(jī)技術(shù)的國家之一。

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大展弦比

展弦比是指機(jī)翼長度的平方除以機(jī)翼面積，大展弦比說白了就是指“彩虹”的機(jī)翼特別長、特別窄。

天高任我飛

“彩虹”超高空太陽能無人機(jī)最大的特點(diǎn)就是長航時(shí)。長航時(shí)，就是說它在空中飛行的時(shí)間長?！安屎纭笔且揽筷柟鈦硖峁┤珯C(jī)的能源，憑借電動螺旋槳來推進(jìn)。因此，從理論上來說，“彩虹”的滯空時(shí)間是無限長的。當(dāng)然，這只是說在理論上，它的零部件還是需要定期進(jìn)行維護(hù)的。

再說了，不是誰都能夠飛到2萬米以上的臨近空間的。這個(gè)高度，一般的飛機(jī)得使出吃奶的勁兒才能爬上去，即便是“彩虹”采用了大展弦比的機(jī)翼設(shè)計(jì)，也得慢慢地、一步一步地飛到這個(gè)高度。

飛到了臨近空間，那只是萬里長征邁出了第一步。臨近空間的空氣十分稀薄，3萬米高空的空氣密度僅相當(dāng)于海平面的1/70。這對于一般使用燃料的飛機(jī)來說，發(fā)動機(jī)功率會顯著下降，即便是加滿油也飛不了多長時(shí)間。

“彩虹”依靠太陽能轉(zhuǎn)換成電能帶動螺旋槳飛行，因此，它不但環(huán)保，而且不用考慮空氣是否稀薄的問題。在白天，它將多余的能量儲存在蓄電池中，到了夜晚，它就通過蓄電池中儲存的能量來繼續(xù)飛行。

所以，未來“彩虹”逐步成熟之后，在臨近空間能夠飛幾天、幾個(gè)月甚至幾年……

未來的“準(zhǔn)衛(wèi)星”

“彩虹”主要在臨近空間活動，什么云霧、狂風(fēng)、暴雨等影響飛行器飛行的各種近地氣象條件幾乎都對它沒有影響。而且在這樣的超高空，太陽光輻照已經(jīng)接近外太空，非常適合最大限度地利用太陽能。

我國有很多沙漠、海島、戈壁等人煙稀少的地區(qū)，這里的人們傳遞信息主要依靠通信衛(wèi)星來中繼。但是衛(wèi)星的帶寬有限，并且價(jià)格昂貴，很難推廣普及?！安屎纭币坏┩度胧褂?，可攜帶通信中繼設(shè)備在超高空長時(shí)間巡航，完全能夠代替衛(wèi)星來滿足這里人們的通信需求。

茫茫東海之上，假設(shè)突然開來了一支居心叵測的外國航母艦隊(duì)。雖然偵察衛(wèi)星早就發(fā)現(xiàn)了它們，但是衛(wèi)星太高了，只能看個(gè)大概，想得到更多情報(bào)怎么辦？當(dāng)然是派“彩虹”出動啊，就在航母艦隊(duì)的上空陪著它們慢慢地飛。再利用攜帶的光學(xué)、紅外、遙感等設(shè)備，先給它們定個(gè)準(zhǔn)確的位，再不停地拍拍拍，任它們隱藏得多小心，所有的情報(bào)我們都能清楚地掌握……

“彩虹”超高空太陽能無人機(jī)工程涉及氣動、結(jié)構(gòu)、儲能電池等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，在工程的帶動下，我國已經(jīng)配套研發(fā)出高強(qiáng)度的輕質(zhì)石墨烯新材料、新型太陽能電池、新型儲能手段等技術(shù)和產(chǎn)品。未來，我國太陽能無人機(jī)還將向超高空、超長航時(shí)、大型化、實(shí)用化等方向繼續(xù)發(fā)展，敬請期待！