无人太阳能飞机将与卫星、无人机进行商业竞争
武汉加油
风雨同行 共克时艰
近日，与波音737翼展（35米）相等，重量150千克（包括15千克有效载荷）的太阳能电动飞机PHASA-35在南澳大利亚成功完成了首次试飞。这一里程碑式的飞行将为该种新型飞机成为航空和航天市场的游戏改变者铺平道路，并进一步填补飞机和卫星技术之间的空白。
据介绍，作为一种高空长航时飞行器，PHASA-35白天由太阳提供动力，晚上由电池提供动力，这种长寿命的电池和高效的太阳能技术可以使飞机在平流层维持长达1年的飞行时间。该原型机使用了基于砷化镓的三结太阳能电池板，这些专业电池板的能量转换效率为31％。测试中，像纸一样薄的太阳能电池板仅覆盖了翼展的一部分即可产生4千瓦的功率。在此模式下，他们将利用所有空间以产生12千瓦的功率。
该能量用于驱动该飞机改装后的两台无刷直接驱动电动机，并为包含超过400个电池的锂离子电池系统充电，提供飞机夜间飞行所需的能量。与太阳能电池板因其高效率而被选择不同，电池（类似于为智能手机供电的那种电池）并不是高效的，相反它们是一种经过验证的可靠技术，可以在有更高效版本情况下进行替换。
PHASA-35由英国宇航系统公司（BAE Systems）历时两年，并集合了英国最好的技术与能力设计完成，旨在为在平流层、天气和常规空中交通的无人操作提供一种持久的、价格合理的卫星替代方案。它结合了飞机的灵活性，可用于一系列有价值的应用，如森林火灾探测和海上监视等。
因此，PHASA-35可为监控、监视、通信和安全应用提供一个持久、稳定的平台。这种无人驾驶飞行器也有潜力用于包括5G在内的通信网络的交付，以及以卫星成本的一小部分提供其他服务，如救灾和边境保护；当与其他技术和资产相连接时，它将为军事和商业客户提供现有空中和空间平台目前无法提供的能力。
无人驾驶飞行系统类似于无人机和模型飞机中使用的设计，尽管飞机也可以使用预编程的路线进行自动驾驶，但地面上的控制器（称为飞行员）可以引导飞机，还可能涉及其他技术人员来控制专业应用程序，如摄像机，监视或通信设备。
BAE Systems指出，PHASA-35可以通过飞向风或像八字形这样的动作，并使用安装在万向架上的摄像头或监视设备进行连续监视，从而在平流层中的某个点上停留。相比之下，即使是最好的军用无人机也只能在空中停留3天；卫星的局限性在于，它们必须保持每秒7公里或以上的速度才能停留在轨道上。
业内人士指出，与卫星相比，PHASA-35较低的飞行高度意味着它应该实现更高分辨率的监视，低功率通信，专用的本地服务等。而该类太阳能无人飞机的性能将在很大程度上取决于设备的限制，例如质量，体积和功率预算，因为飞机的轻量化设计限制了其有效载荷。
业内人士进一步指出了其可能存在的不足：假设没有维护且没有故障的长期运行，可能会比BAE Systems期望的更难实现且成本更高。必须始终控制航班，并且无问题航班的可用时间将很短。与飞机的跟踪控制和操作系统的通信也可能是长途飞行的一个问题，而且外部干扰可能会影响传感器的分辨率。
BAE Systems计划根据飞机不断监控特定点或通过机载收发器设备为其提供通信的能力，为客户提供多种不同的服务。如客户可以使用它来监视农作物的生长方式，或者天气的逐分钟，逐小时的变化如何影响地面上的重要区域。目前，他们正在为此类服务定价，飞机也可以直接销售。
据了解，PHASA-35此次进行了不到1小时的试飞，而在这一时间段里BAE Systems对其空气动力学，自动驾驶系统和可操纵性等进行了测试。同时，他们计划2020年对PHASA-35进行进一步地试飞，并利用试验结果去改进各个子系统。而PHASA-35的商业化也将在试飞完成后不久进行，这可能意味着PHASA-35最早将于2021年开始提供服务。这一成果还表明，BAE Systems能够迎接英国政府为未来10年内交付未来作战航空系统而设定的挑战。