據(jù)中國航空新聞網(wǎng)10月31日報道，由中國航空工業(yè)第一飛機設計研究院設計研發(fā)的“啟明星”太陽能無人機大尺寸（20米翼展）技術驗證機（下文簡稱“啟明星”驗證機）完成首飛，這是一飛院繼“10米級翼展”技術驗證機完成長航時試飛（于2018年9月實現(xiàn)了連續(xù)飛行超過5小時）后的又一創(chuàng)舉。

▲“啟明星”太陽能無人機大尺寸技術驗證機的地面資料圖，其翼展達到20米，但由于采用了超輕型材料設計，僅需一個成年人就能扛起。（中國航空工業(yè)集團有限公司）

據(jù)一飛院公開的官方資料顯示，“啟明星”驗證機全機身采用超輕復合材料結構設計（翼展20米、弦長1.1米，總重僅18.9千克，一個成年人就能輕松舉起），利用機翼上搭載的太陽能電池供電作為動力，具備在2萬米以上高空巡航，以及連續(xù)進行超長航時留空飛行的能力，理論上可留空飛行數(shù)月之久，在軍用和民用領域都有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

▲“啟明星”技術驗證機試飛期間拍攝的航拍圖，可見機翼上的太陽能電池板。（中國航空工業(yè)集團有限公司）

▲“啟明星”太陽能無人機大尺寸技術驗證機成功首飛資料圖（中國航空工業(yè)集團有限公司）

太陽能無人機是以太陽輻射為能源并結合蓄電池，從而實現(xiàn)高空長航時飛行的飛行器。在白天，太陽輻射通過太陽能電池板轉換為電能，一部分用于飛行，一部分儲存在蓄電池中。到了夜間，通過蓄電池釋放的電能繼續(xù)驅動飛機飛行，依次往復，就能實現(xiàn)不間斷飛行，具有飛行高度高、留空時間長的優(yōu)勢。世界上第一種太陽能無人機是美國研發(fā)的“日出1號”，該機共裝有4096塊單晶硅太陽能電池板，輸出功率450瓦，于1974年11月在加州成功首飛，飛行高度達到152米，此次首飛標志著人類太陽能飛行時代的來臨。

此后，世界各國都對太陽能無人機的技術進行了深入研究，例如美國國家航空航天局（nasa）于1999年推出了“太陽神”（helios）大型太陽能無人機，外形尺寸達到創(chuàng)紀錄水平，僅翼展就有75米（超過美軍現(xiàn)役最大、翼展68米的c-5運輸機），全機身采用碳纖維復合材料制造?！疤柹瘛庇?001年8月創(chuàng)造了固定翼飛機最長時間水平飛行的新世界紀錄，該機在2.9萬米高空持續(xù)飛行超過40分鐘。

▲美國航空航天局研發(fā)的“太陽神”太陽能無人機試飛資料圖，翼展達到了創(chuàng)紀錄的78米，該機已于2003年因意外故障墜入太平洋。

除美國外，由英國國防部出資，英國凱奈蒂克公司研發(fā)的“西風”-6太陽能無人機曾創(chuàng)造了無人機最長飛行時間的世界紀錄，該型無人機全長12.2米，全重327千克，最大巡航速度達到每秒70米，留空時間82小時37分鐘。凱奈蒂克公司后來又研發(fā)了性能更先進的“西風”-7，該型無人機于2010年7月打破太陽能無人機單次飛行時間最長的世界紀錄，續(xù)航時間達到了336小時22分鐘（相當于兩周時間），該記錄目前尚未被打破。由于性能優(yōu)異，英國皇家空軍后宣布采購該型無人機，并于2017年正式裝備部隊。

▲英國“西風”-7太陽能無人機，該型機于2010年7月打破了太陽能無人機單次飛行時間最長的世界紀錄，其續(xù)航時間達到了336小時22分鐘。

太陽能無人機的軍用潛力十分廣闊，專業(yè)人士曾計算過，如果使用上千架太陽能無人機可實現(xiàn)對全球主要地區(qū)的寬帶網(wǎng)絡無縫覆蓋，一架太陽能無人機覆蓋范圍相當于200個地面基站。相比之下，太陽能無人機的有效載荷可達起飛重量的20%，而通信衛(wèi)星則不到0.5%。

此外，由于留空時間長達數(shù)月，太陽能無人機還能充當大氣層內的“偵察衛(wèi)星”，不僅比偵察衛(wèi)星的反應速度更快（偵察衛(wèi)星的運行軌道相對固定，飛越特定目標上空的過頂時間也十分有限）且使用更為靈活，由于依靠太陽能供電，無需頻繁補給燃料， 獲得高分辨率照片的綜合成本只有偵察衛(wèi)星的七分之一。

▲由于具備超長留空時間，超高飛行高度多種優(yōu)勢，太陽能無人機十分適合執(zhí)行對地偵察任務，圖為英國“西風”-s太陽能無人機執(zhí)行邊境巡邏及對地探測宣傳圖。

對于中國太陽能無人機來說，軍用潛力還包括加裝量子雷達后，可在高空執(zhí)行對敵軍隱身戰(zhàn)機的探測任務，以及搭載高分辨率光學偵察設備或遠程雷達系統(tǒng)，用于在大洋上偵察敵軍航母打擊群的動向，并為友軍執(zhí)行反航母作戰(zhàn)提供實時數(shù)據(jù)更新等，未來其究竟還會有哪些發(fā)展，值得人們拭目以待。

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