注意看这个大型“晾衣架”，你知道它是什么吗？这是中国自主研制的“启明星50”大型太阳能无人机，同时它还是一个高空持续飞行的“伪卫星”。现在人类生活中各种通讯、导航、互联网等都离不开人造卫星，特别是各国的军事建设，包括精确制导、防御拦截、侦测搜索等设备也是非常依赖人造卫星。毫不夸张地说，如果一个国家突然无法使用人造卫星，那么这个国家各方面的发展将会瞬间停滞，国防力量也会大打折扣。人造卫星的重要性各国的精英当然也是明白的，所以在发展卫星技术的同时也在研究反卫星技术，比如俄罗斯的S500防空系统，就有着打击人造卫星的能力，还有美国曾经透露的中继反射镜反射能量试验，这种中继反射镜安装在空中或者太空平台上，可以利用激光跟踪干扰或击落人造卫星。类似这样的反卫星技术还有很多，并且已经较为成熟，所以未来一旦国与国之间发生实质性冲突，那么对方的人造卫星将可能成为首选攻击对象，在没有卫星可用的情况下，“伪卫星”就会起到巨大作用。一开始“伪卫星”技术是为了弥补太空卫星与地面接收器的信号偏差而诞生的，持续高空飞行的太阳能无人机只是“伪卫星”技术的体现之一，也是目前最能够发挥“伪卫星”技术的最好方法，后来随着各国军事装备的发展，人们逐渐重视起了它在军事领域的应用。此次，首飞成功的“启明星50”太阳能无人机，是航空工业研制的首款超大旋翼比高空低速无人机。它采用了双机身布局，以太阳能为唯一动力来源，翼展达到了50米。目前“启明星50”的设计目标是能够连续飞行7天，像这种持续飞行的太阳能无人机一般飞行高度均在平流层，也就是两万米以上，飞行速度也只有100千米每小时，因为这样有更好的光电转换率以及能够更平稳的飞行。“启明星50”无人机的一大亮点是采用了模块化设计，可以将双机身拆开变成两架飞机，也可以再增加一个机身模块，这样就会拥有更大的展弦比。所谓展弦比，就是翼展的平方除以翼面积，在相同条件下展弦比越大的机翼产生的升力也就越大，因而能减小飞机的起飞和降落滑跑距离和提高机动性。同时，增加一个机身模块也能接收更多的光能，使它在空中飞行的时间更长，因为“启明星50”的机翼上贴满的太阳能板。这种无人机因为有着超长的滞空时间和比较高的飞行高度就像人造卫星，所以很适合被用来当成“伪卫星”。它的用处有很多，比如高空侦察、大气环境监测、通信中继、森林火情检测、增强已有的通信服务以及各种军事运用。其实“启明星50”并不是我国第一架太阳能无人机。2017年，我国自主研制的“彩虹号”无人机试飞成功，而中国也由此成为了继英、美两国之后第三个掌握此技术的国家。“彩虹”号的翼展为45米，留空作业时长大于24小时。2019年，在上海临港研发近两年的“墨子II.型”太阳能飞机试飞成功，此无人机翼展达15 米，在 6000 米到 8000 米的高空飞行，一次可以在空中作业 12 小时。这次的“启明星5 0”是我国目前已知最先进的太阳能无人机，不过有网友认为对比英、美所研制的太阳能无人机还是有些差距的。现在国外已知最先进的太阳能无人机，是美国陆军与空客公司研制的微风s，此无人机曾经持续飞行了64天最终失联坠毁，差一点就打破了长时间持续飞行的世界纪录。补充一个知识点，创造此项最高纪录的是，1958年两名飞行员驾驶着一架塞斯纳172型飞机连续飞行了64天22小时19分钟，航程达到了15万英里，微风S无人机据打破纪录仅差大概一天的时间。此无人机的翼展是25米，全重仅有75公斤，可以飞到2.32万米的高空，并且有着5公斤左右的载荷能力，包括可以携带各类传感器、雷达系统、以及自动识别系统等。此无人机有着重要的军事用途，在战时，当己方卫星被反卫星武器摧毁，此无人机可临时替代卫星，发挥人造卫星的功能。因为和风s无人机的飞行高度达到了2.5万米，这个高度普通雷达已经探测不到了，其次该无人机覆盖范围比较大，有着20×30千米的覆盖范围，如果再搭载红外线、雷达等探测系统，就能够轻松收集到高分辨率的图像和视频。除此之外，和风S超长的滞空时间完全可以为原本无法通信的地区提供信息连接，在情报、侦察、监视等方面都能起到重要作用，综合来看，和风S确实已经很不错了，但它和人们最理想的“伪卫星”还有着很大的差距。其一，它的载荷能力并不强，最多只有五公斤的载荷，也就是说能携带的电子设备有限，这就导致了很多人造卫星的功能在它身上无法实现。其二，和风s在空中持续飞行的时长有限，虽然它是目前飞行时长最长的太阳能无人机，但距离理想中的“伪卫星”还差很远。这两个问题也是所有研究太阳能无人机“伪卫星”的关键所在，也是最难突破的技术难题。美国曾提出一个非常不错的想法名为“秃鹫”计划，它有着几百公斤的最大载荷，能够在空中飞行数年，飞行高度在1.7万米到2.7万米之间，这就是一架非常理想的太阳能无人机“伪卫星”。但想要将这一想法实现，就得有非常高的升阻比，和极轻的结构重量，以及效率极高且可持续的能源系统等，这就需要解决气动结构、动力能源等一系列关键技术问题。打个比方，就拿太阳能来说，虽然太阳的能量对人类来说取之不尽、用之不竭，但能不能持续地利用太阳能是一大关键，这就要考虑到硬件问题了。比如太阳能板的老化，电池储电量的衰退、以及机械系统的磨损等，任何一点问题没有办法解决，那么就会拖累整架无人机。所以想要拥有理想中的"伪卫星”就得将各个小问题逐一击破，这当然是非常难的。目前虽然英美在这项领域起步较早，但也并没有研制出像“秃鹫”计划中的“伪卫星”，所以在这项领域中英美还有很多问题要解决。虽然中国在这方面的研究，对比英美的确有些差距，但中国的速度，世界人民是有目共睹的，我相信要不了多久就会取得领先地位。企 业 简 介吉林龙航无人机科技服务有限公司，成立于2016年2月，公司是一家以无人机研发生产、民用无人机驾驶员培训、无人机行业应用服务、青少年航空科普教育为主营业务的《国家级高新技术企业》，现在长春和沈阳拥有超过100万平米专用无人机飞行空域、2000平米无人机实训教室、超过100架的各类型无人机，可满足各行业的无人机培训及应用需求。编辑：周佳慧审核：周   爽 扫码关注我们