太阳能:涓涓细流,取之不尽
2025年09月20日
太阳能:涓涓细流,取之不尽
太阳能无人机是电动无人机的另一个分支,主要思路就是使用太阳电池作为全机的能量来源,一方面给设备供电,一方面使用电池存储用于夜间飞行,一方面作为动力电供给飞机飞行。由于地球外层有很厚的大气层遮挡,实际上到达地面的太阳能量十分有限,而目前太阳电池板的效率也不容乐观,民用为20%~30%,昂贵的军品才有40%。所以太阳能所提供的能量只能用涓涓细流来形容,也就不能用在直升机或者多旋翼无人机上面,太阳能无人机只有固定翼无人机。为了增加太阳能的接受能力,它们的翼展往往都很大,著名的“太阳神”号太阳能飞行器,翼展75米,与波音747相当。
太阳能无人机的大翼展
最早试飞成功的太阳能飞机是美国的“太阳挑战者”号,1981年试飞成功,单座载人飞行器。从那之后,太阳能无人机也开始出现。太阳能无人机最大的优点就是有可能做到无限长续航,这是其他所有飞行器都不可能具备的能力,而使用成本要远远低于卫星。白天边飞边充电,晚上使用电池飞行,从而达到真正的无限飞行,所以做好能量平衡是太阳能无人机追求的目标。
但是在国内,太阳能飞机的研制状况一直不太理想。巨大的翼展给飞行器结构设计带来困难;超大面积的太阳电池板,带来巨大的资金消耗。对于连总体设计概念都没有的国内民间公司,研制此类飞行器更是无从谈起,更别提它的实用化和工程化了。要做好太阳能无人机的设计,我们在飞行器总体布置,性能计算,翼型选择,能量转换器件和动力输出等方面还很落后。