此次成功試飛重要意義體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
實(shí)現(xiàn)了 36 天的平流層飛行,證明了 Zephyr 無人機(jī)作為唯一能夠在平流層中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間飛行的 HAPS 的地位;
創(chuàng)造了 76,100 英尺(23915米)絕對(duì)高度的新紀(jì)錄;
在美國(guó)空域系統(tǒng) (NAS) 內(nèi)運(yùn)行,并獲得 FAA 飛行批準(zhǔn);
經(jīng)驗(yàn)證,Zephyr 可以在平流層實(shí)現(xiàn)大約 2,435 總飛行小時(shí),并展示了精確的平流層機(jī)動(dòng)性和地面上定點(diǎn)保持。
Zephyr 無人機(jī)是英國(guó)戰(zhàn)略司令部的一項(xiàng)重要計(jì)劃,作為一種運(yùn)行于平流層區(qū)域無人機(jī),通過基于ELO的太陽能電池完全依靠太陽能運(yùn)行,旨在以零碳排放提供持久的本地衛(wèi)星式服務(wù)。它采用碳纖維復(fù)合材料制造,比Zephyr 7輕30%,可以著陸、配備新一代有效載荷并重新部署。它還能夠從起飛到著陸自主飛行,并可從地面控制站進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。
此次飛行測(cè)試過程中總共有6次飛行活動(dòng),包括4次低空試飛和2次平流層飛行。在平流層飛行測(cè)試中,每次飛行時(shí)長(zhǎng)18天,總計(jì)超過36天。這在以往Zephyr無人機(jī)的2435個(gè)平流層飛行小時(shí)紀(jì)錄的基礎(chǔ)上又增加了887個(gè)飛行小時(shí),標(biāo)志著固定翼HAPS取得了重大進(jìn)展,在平流層中實(shí)現(xiàn)可操作飛行的道路上邁出了重要一步。
空中客車公司無人機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)人Jana Rosenmann介紹,正式基于可靠的且經(jīng)驗(yàn)證的超持久性、平流層靈活性和有效載荷互操作性等系列特性,使得Zephyr成為臨近空間太陽能無人機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。
空客公司表示,憑借Zephyr太陽能無人機(jī)在平流層中一次停留數(shù)月的能力,它將為商業(yè)和軍事客戶帶來新的能力,其中包括改進(jìn)災(zāi)害管理、監(jiān)測(cè)野火或漏油蔓延;它還能夠進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè),追蹤不斷變化的環(huán)境景觀,并能夠向上偏遠(yuǎn)的地區(qū)提供通信。
專業(yè)知識(shí)多一點(diǎn):臨空無人機(jī)
臨近空間是指高于普通航空器飛行高度,而低于軌道飛行器運(yùn)行空間的區(qū)域,一般指距地面20-100km的空域。在臨近空間,太陽輻射接近外太空,受氣象條件影響小,在此空域飛行,太陽能飛行器能大限度利用太陽能,具備超長(zhǎng)航時(shí)的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)數(shù)月至數(shù)年的持續(xù)飛行。
臨近空間太陽能無人機(jī)(簡(jiǎn)寫:臨空無人機(jī))是指在臨近空間區(qū)域利用太陽光輻射能作為動(dòng)力在高空連續(xù)飛行數(shù)周以上的無人駕駛飛行器,它利用光電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生飛行動(dòng)力。如果不考慮部件壽命,這種飛行器理論上可以實(shí)現(xiàn)“永久飛行”,具備“準(zhǔn)衛(wèi)星”特征,也被稱為“大氣層衛(wèi)星”,可代替低軌道衛(wèi)星的部分功能。
由于部署靈活、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì),長(zhǎng)航時(shí)臨近空間太陽能無人機(jī)成為執(zhí)行情報(bào)、偵察、監(jiān)視和通信中繼等任務(wù)的理想空中平臺(tái)。可廣泛應(yīng)用于軍民融合領(lǐng)域,包括重大自然災(zāi)害預(yù)警、常態(tài)化海域監(jiān)管、應(yīng)急搶險(xiǎn)救災(zāi)、反恐維穩(wěn)等公益事業(yè)領(lǐng)域,以及偏遠(yuǎn)地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)無線接入、移動(dòng)通信、數(shù)字電視信號(hào)廣播等商業(yè)及產(chǎn)業(yè)類領(lǐng)域。關(guān)于臨空無人機(jī)可閱讀《盤點(diǎn)國(guó)外臨近空間太陽能無人機(jī)》。
基于輕質(zhì)化、高剛度等特性需求,臨近空間無人機(jī)系統(tǒng)中必須采用具有高剛度、高強(qiáng)度特性的高模高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料;2021年9月,由寧波材料所碳纖維團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的“高模高強(qiáng)碳纖維(CNI QM55級(jí))國(guó)產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及在臨近空間無人機(jī)翼主梁中的應(yīng)用”項(xiàng)目通過成果鑒定,針對(duì)臨近空間無人機(jī)用高模高強(qiáng)碳纖維國(guó)產(chǎn)化迫切需求,成功完成了國(guó)產(chǎn)高模高強(qiáng)碳纖維穩(wěn)定制備、復(fù)合材料性能優(yōu)化提升、大型結(jié)構(gòu)件成型加工及飛行驗(yàn)證(延伸閱讀),從而為國(guó)內(nèi)臨近空間無人機(jī)發(fā)展提供了國(guó)產(chǎn)化材料解決方案。
空客公司臨空無人機(jī)研發(fā)歷史
2003年,Zephyr臨近空間太陽能無人機(jī)概念提出。
2005年,翼展達(dá)12米的兩架原型Zephyrs飛行至高海拔27,000英尺,飛行時(shí)間為4.5小時(shí)和6小時(shí)。
2010年Zephyr原型無人機(jī)翼展提高到18米,于2010年7月9日開始進(jìn)行飛行試驗(yàn),并在21,561米的高空停留14晚(336小時(shí)22分鐘)。
2018年7月,Zephyr S HAPS無人機(jī)翼展達(dá)到25米,而飛行時(shí)間更是增加到25天。
2021年9月,Zephyr S HAPS無人機(jī)完成長(zhǎng)航時(shí)飛行,在平流層飛行時(shí)間超過36天。
綜上可知,從無人機(jī)概念提出到目前能夠?qū)崿F(xiàn)36天長(zhǎng)航時(shí)飛行,空客公司經(jīng)過了近20年時(shí)間。

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