Your browser is out of date. It has known security flaws and may not display all features of this websites. Learn how to update your browser[关闭]

无人驾驶飞行


阳光动力号的继任是无人机?


作者:Simon Bradley


去年谷歌样板机Solara 50试飞起飞后的坠毁去年对这一项目意味着沉重的打击。 (Keystone)

去年谷歌样板机Solara 50试飞起飞后的坠毁去年对这一项目意味着沉重的打击。

(Keystone)

瑞士太阳能飞机阳光动力号计划于2016年继续完成不使用一滴燃油的环球之旅。这架高科技飞机的未来是什么?其中一个可能性就是发展成一个宇宙中替代人造卫星的太阳能无人机。这是目前在Facebook和谷歌中正在热议的一大话题。

“太阳能飞机之后,发展太阳能无人机?”安德烈·博尔施伯格(André Borschberg)近期在一个博客中这样写道:“可以想象一架飞机,在高空中连续数月持续飞行,从概念上来讲,无人驾驶飞机通常被定义为Hap,它能替代或者辅助具有监视和通讯功能的人造卫星。”

博尔施伯格的设想远远不止于一个梦想。他兼工程师、科学家和设计家于一身,也是阳光动力号的创造者之一,目前正在进行有关高空模拟卫星的可行性研究。

“该项目实际上是还属于‘设计前’阶段,我们还在‘探索项目‘和‘生产项目‘之间徘徊,”博尔施伯格告诉瑞士资讯swissinfo.ch。

将是一架比阳光动力II号更轻更小更高效的无人驾驶飞行器。翼展长度在30-50米之间,载重最多只有50公斤。而阳光动力II号的翼展为72米,载重可达300公斤。

从地面遥控,博尔施伯格希望这架飞行器能够在平流层持续飞行半年。2万米的飞行高度高出民航飞机的飞行高度,同时可以抵御高空风暴,而且能够根据不同的任务更换或者更新不同的设备。

“对于我们来说,将尺寸缩小和变轻要比增大、加重容易得多,”博尔施伯格说。

另外:机身和机翼都要重新设计,因为在平流层翅膀的下面几乎就没有风,然后就是为了保持高度,需要增加力量和能量。

63岁的博尔施伯格,刚刚与阳他的合作伙伴伯兰特·皮卡德(Bertrand Piccard)一起参加了巴黎联合国气候峰会,他希望把工作的焦点放在监督环境上。

“从天空中观察地球变得越来越重要,”他说:“气候在变化,每年的气候样本都不一样,所以监控和快速的采取行动变得越来越紧急,我相信通过高空的监察能为土地的利用和农业的质量带来好处,同时也能提高我们对海洋和森林的认知。”

这当然可以通过卫星实现,但是因为卫星固定的轨道、过高的高度和缺乏的灵活性会受到限制。

飞行的网络

阳光动力号并不是唯一一个在探索领域进行试验的太阳能飞行器。Facebook上去年夏天已经有Aquila 1号试飞的消息,该飞行器能让生活在偏远地区的人也能用上网络。

Haps

太阳能无人机被称作Haps (High-altitude pseudo-satellites,高空虚拟卫星),它可以省去发射火箭带来的费用和风险。

Haps是一些轻型无人机,使用太阳能电池和螺旋桨马达,飞行高度可达21公里,这样的高度超越了受天气影响的大气层,但是在距离地球最近的卫星运转的200公里高空之下。

一个Hap白天利用太阳能电池中的能量驱动两个微小的电子马达上升,夜间下降到15公里高空,从而节省能量,按照这种节奏,理论上无人机可以持续工作数月。

谷歌对平流层不仅利用太阳能无人机,也用上了热气球和人造卫星进行探测。2014年谷歌为了在竞争中取得优势,购入了无人机Titan Aerospace。然而去年样板机Solara 50试飞后的坠毁意味着对这一项目沉重的打击。

美国军队和欧洲空客集团多年来也一直在努力尝试从高空中从事监察工作。空客的Zephyr Z8也是利用与阳光动力II号同样的技术,计划在21000米高空持续飞行3个月,该机型翼展23米,重量只有53公斤。

博尔施伯格认识Facebook和谷歌上所有从事太阳能无人机的人,他不排除合作的可能,何况谷歌还是阳光动力II号的赞助商。“但是我想,在创新、研发新技术方面瑞士在国际上有着很大的优势。”

“真正的潜力”

Fathi Derder是瑞士国会中的右翼党派代表,他认为“瑞士很有潜力在这一领域占据领先地位。”对他来说现有的规章制度会造成一定阻碍。于是他最近在国会提出了一个请求,希望瑞士官方尤其是联邦民航局在航空管制上能为无人机的发展提供有利环境。

这位国会议员并不是专为阳光动力号着想,虽然媒体将焦点集中在这个项目上。瑞士在这个领域还有很多类似项目,“在默默地大步发展,”Derder说。

比如瑞士探险家Raphaël Domjan旗下的SolarStratos项目,2010年至2012年他驾驶着完全由太阳能驱使的PlanetSolar船环游世界,他现在正在进行一个SolarStratos项目,沃州、纳沙泰尔州和瑞士电子和微型技术中心都是他的合作伙伴,该项目是制造一些在平流层飞行的小型飞行器。首飞计划定在今年。

另一个瑞士小项目是洛桑联邦理工学院下属的衍生公司从事的OpenStratosphere项目,创始人Simon Johnson希望他的无人机有朝一日能够成为可靠的、地方性的类似卫星的产品。

要想发展这项技术首先一定先要在电池技术上取得进步,另一方面也取决于官方,是否允许无人机在领空运行。“但是有一点能够肯定,就是无人机一定能做到卫星能为电视和广播所做的事,”Johnson深信不疑地说。

最后……

阳光动力II号计划2016年4月20日从夏威夷出发继续环球之旅。驾驶者安德烈·博尔施伯格表示,届时白天会比夜晚长。

阳光动力II号替换了损坏了的电池,并改善了充电功能。

2015年7月中旬,阳光动力号不得不中断了利用太阳能环游世界的计划。之前已经打破了连续118小时无间断飞行的纪录,从日本到夏威夷的飞行过程中电池受到损伤。

阳光动力II号2015年3月9日从阿联酋首都阿布扎比起飞开始环球之旅。

之后途径阿曼、缅甸和中国。

返程的路程,博尔施伯格计划穿过温哥华、圣弗兰西斯科、洛杉矶或者凤凰城前往纽约,再从那里飞往英国、法国、西班牙或者摩洛哥。

阳光动力II号的超长机翼上共装有17000块太阳能电池,两个螺旋桨马达及电池所需要的能量都来自太阳能。

阳光动力II号飞机的重量只相当于一辆家用轿车。它的飞行高度最高能达9000米,平均飞行速度平均只有70公里/小时。


(转译:杨煦冬), 瑞士资讯swissinfo.ch

×